葉酸靶向性納米磁共振造影劑的制備與成像研究.pdf

1、惡性腫瘤是一類嚴(yán)重危害人類健康的常見病、多發(fā)病。據(jù)世界衛(wèi)生組織報(bào)告，每年全球癌癥新發(fā)病例1000多萬，死亡700多萬，男性530萬，女性470萬。占總死亡人數(shù)的12％。預(yù)期到2020年，全球每年新發(fā)病例將達(dá)1500萬；腫瘤病人總數(shù)，在發(fā)展中國家將增長(zhǎng)73％，而發(fā)達(dá)國家增長(zhǎng)29％。癌癥是我國居民死亡的主要原因之一。到2008年年底，我國癌癥每年新發(fā)病例為220萬，因癌癥死亡人數(shù)為160萬，在近30年間居民惡性腫瘤的發(fā)病率男性增長(zhǎng)了37％，

2、女性上升了44.76％，且處于最佳勞動(dòng)狀態(tài)的20至60歲者占到40％。肺癌、乳腺癌分別位居男、女性惡性腫瘤發(fā)病首位。導(dǎo)致死亡的主要癌癥死亡率前五位的是：肺癌、胃癌、肝癌、結(jié)直腸癌、乳腺癌。磁共振靶向?qū)Ρ葎┎粌H能夠提高病變的診斷正確率，還可反映病變的某些生物學(xué)特征，評(píng)價(jià)治療療效，臨床應(yīng)用前景廣闊，己成為分子影像學(xué)研究熱點(diǎn)之一。腫瘤分子生物學(xué)研究表明，在腫瘤細(xì)胞表面或腫瘤相關(guān)血管表面存在一系列受體并在腫瘤組織中過度表達(dá)，它與相應(yīng)配體或配體類

3、似物能特異結(jié)合。受體和其配體的結(jié)合具有特異性、選擇性、飽和性、親合力強(qiáng)和生物效應(yīng)明顯等特點(diǎn)。這為腫瘤的靶向診斷提供了新的靶向途徑。葉酸受體(folate receptor，F(xiàn)R)在很多人類腫瘤，如乳腺癌，卵巢癌，子宮內(nèi)膜，肺，腎，結(jié)腸以及大腦和骨髓造血細(xì)胞來源的惡性腫瘤中均表達(dá)上調(diào)，有時(shí)可比正常組織高出20-300倍。這些癌組織中過度表達(dá)葉酸受體的可被用于作為連接有葉酸的腫瘤成像和治療的靶向藥物，從而避免被大多數(shù)健康組織吸收。葉酸受體與

4、葉酸和葉酸—藥物共軛化合物高親和力結(jié)合，并通過細(xì)胞膜的飽飲機(jī)制進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。使用葉酸或葉酸類似物作為其配體，將各種藥物或藥物載體靶向FR陽性的細(xì)胞，達(dá)到臨床靶向診斷或靶向治療目的。
　　 目的:制備連接葉酸的合適粒徑大小納米粒子的造影劑，利用FR陽性腫瘤細(xì)胞的裸鼠模型，探討該大分子造影劑對(duì)腫瘤靶向成像的可行性及體內(nèi)成像特點(diǎn)。
　　 方法:
　　 一、磁共振靶向?qū)Ρ葎┑闹苽渑c體外表征
　　 1、采用分子量分別

5、為1000、2000、4000的聚乙二醇二胺(PEG)與葉酸反應(yīng)，合成了三種不同分子量的帶有葉酸殘基的聚乙二醇胺；小分子配體二乙三胺五乙酸(DTPA)高分子化；在一定條件下制備不同分子量的PAMAM-DTPA-PEG-FA/Gd，分別為PEG1000，PEG2000，PEG4000。
　　 2、采用電感耦合等離子原子發(fā)射光譜儀進(jìn)行測(cè)定釓含量；使用細(xì)胞葉酸受體競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合法證明試劑活性。
　　 二、造影劑的體外毒性和弛豫效能的

6、研究
　　 1、MTT法檢測(cè)新合成造影劑(PEG1000，PEG2000，PEG4000)與常規(guī)對(duì)比劑(Gd-DTPA)在體外對(duì)KB細(xì)胞生存率的影響。
　　 2、T1MAPPING法檢測(cè)各個(gè)造影劑的弛豫效能。
　　 三、磁共振造影劑的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究
　　 1、磁共振靶向?qū)Ρ葎?PEG4000)靶向荷人口腔上皮癌裸鼠MRI研究將KB人口腔上皮癌細(xì)胞株傳代接種于裸鼠皮下制成人口腔上皮癌裸鼠模型。經(jīng)鼠尾靜脈注入磁

7、共振靶向?qū)Ρ葎㏄EG4000，觀察模型注射前及注射后不同時(shí)間點(diǎn)瘤體、肝臟及腿部肌肉T1WI信號(hào)值變化情況。
　　 2、磁共振靶向?qū)Ρ葎?PEG4000)、無靶向基團(tuán)的PEG2000與常規(guī)對(duì)比劑(Gd-DTPA)荷人口腔上皮癌裸鼠MRI顯像效果對(duì)照研究荷人口腔上皮癌裸鼠模型12只隨機(jī)分成PEG4000組(n=4)，無靶向的PEG2000組(n=4)和常規(guī)對(duì)比劑組(n=4)，實(shí)驗(yàn)組動(dòng)物分別經(jīng)鼠尾靜脈注入靶向?qū)Ρ葎㏄EG4000，無靶

8、向的PEG2000及Gd-DTPA，觀察三組動(dòng)物注射前及注射后不同時(shí)間點(diǎn)瘤體、肌肉T1WI信號(hào)值變化情況，并進(jìn)行對(duì)比。
　　 結(jié)果:
　　 1、成功地制備出帶有葉酸靶向基團(tuán)的大分子多聚體PEG1000，PEG2000，PEG4000，該多聚體具備高純度、與葉酸受體高親和力，同時(shí)亦載帶高濃度Gd3+離子(每分子含32-36個(gè)Gd3+)；
　　 2、新合成的三種造影劑中，PEG4000組細(xì)胞存活率較好，毒性最小，基本

9、與常規(guī)造影劑毒性相當(dāng)；弛豫效能研究，三種大分子螯合物的弛豫效能相當(dāng)，約為常規(guī)對(duì)比劑的3倍。
　　 3、在靶向荷KB細(xì)胞腫瘤裸鼠MRI研究中，試劑PEG4000有向瘤體局部聚集的趨勢(shì)，峰值出現(xiàn)在約增強(qiáng)后3-4小時(shí)，最大強(qiáng)化率116.0％；而在肝臟中，強(qiáng)化效果亦明顯，峰值出現(xiàn)在約增強(qiáng)后0.5-2小時(shí)，之后即成緩慢下降趨勢(shì)；
　　 4、與無靶向的PEG2000及常規(guī)對(duì)比劑(Gd-DTPA)對(duì)照：
　　 (1)所制備對(duì)比

10、劑PEG4000明顯的靶向瘤體的效果，PEG4000組瘤體各掃描時(shí)間點(diǎn)信號(hào)值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，峰值出現(xiàn)時(shí)間約注射后3-4小時(shí)；無靶向的PEG2000組瘤體各掃描時(shí)間點(diǎn)信號(hào)值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，峰值出現(xiàn)時(shí)間約注射后2-3小時(shí)；PEG4000及無靶向的PEG2000組肌肉各掃描時(shí)間點(diǎn)信號(hào)值總體差異幅度不大。
　　 (2)常規(guī)對(duì)比劑(Gd-DTPA)組瘤體各掃描時(shí)間點(diǎn)信號(hào)值差異亦有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，強(qiáng)化峰值出現(xiàn)在0.5小時(shí)時(shí)間點(diǎn)；對(duì)照組肌肉增