彭 虹 闵 朋

(湖北医药学院附属东风医院磁共振室，湖北 十堰 442000)

分子探针Tf-SPION在肝癌早期磁共振成像及同步治疗中的应用

彭 虹 闵 朋

(湖北医药学院附属东风医院磁共振室，湖北 十堰 442000)

目的 探讨分子探针Tf-SPION在肝癌早期磁共振(MR)成像及同步治疗中的应用价值。方法 选择40只雄性SD大鼠中的20只随机分为A组与B组各10只，A组经尾静脉注入生理盐水5 mg/kg；B组经尾静脉注入Tf-SPION 5 mg/kg。剩余20只大鼠建立肝癌模型，造模成功随机分为C组与D组各10只，然后进行同步治疗，C 组经肝动脉注射生理盐水5 mg/kg，D组经肝动脉注射Tf-SPION 5 mg/kg。SD大鼠在干预后1、4、24 h后分别行腹部磁共振T2横断位扫描，并且计算肿瘤的T2相对信号强度比(RR)。在干预后1、24 h后取病理标本进行普鲁士蓝染色。结果 A组与C组在注射生理盐水前后的肿瘤T2 RR无明显差异(P>0.05)，且组间对比差异也无统计学意义(P>0.05)。B组在经尾静脉注入Tf-SPION后T2 RR值有稍微波动，但是无明显差异(P>0.05)。D组在经肝动脉注射Tf-SPION后肿瘤T2 RR 值明显下降(P<0.05)。A组肿瘤细胞内均没有蓝染铁粒子，D组在干预后1、24 h的铁粒子含量明显高于B组，C组在干预后第1小时的铁粒子含量，低于同时间点的B组与D组(P<0.05)。结论 靶向成像分子探针Tf-SPION在肝癌早期MR成像与同步治疗有很好的高效性与敏感性，可作为一个新途径来评价肝癌同步治疗后疗效。

分子探针Tf-SPION；肝细胞癌；磁共振(MR)成像；同步治疗；普鲁士蓝染色

肝癌是比较危重的恶性肿瘤，其恶性程度是其生物学特性最集中的体现〔1,2〕，其主要原因是慢性肝疾病、肝硬化〔3〕。随着医学技术的发展，将近30%的肝癌患者可通过肝移植、肝切除等外科方法得到治愈性治疗，但是5年存活率也在50%左右〔4,5〕。其原因主要是早期诊断率低，并且对不典型病灶缺乏有效的诊断手段，为此改善肝癌预后的关键是在影像学方面进行合理的定性诊断。在诊断方法中，磁共振(MR)成像具有三维立体成像、多切面多角度成像、空间分辨率高等优点，还提供体内组织的功能及生理信息〔6〕。随着医学技术的发展MR分子影像学(MI)也得到了广泛应用〔7〕。近年来，随着纳米技术的迅猛发展，用超顺磁性氧化铁纳米微粒合成MR分子成像探针得到了广泛应用，其包括超小超顺磁性氧化铁(USPION)、超顺磁性氧化铁(SPION)、单晶氧化铁纳米粒(MION)等。病理生物学研究显示转铁蛋白受体(TfR)存在于各类有核细胞，但正常细胞的表达水平均较低，而在许多肿瘤细胞中，其TfR表达均显著增加〔8～10〕。本实验将在移植性肝癌动物模型上观察分子探针Tf-SPION 在肝癌早期MR成像及同步治疗中的应用价值。

1 材料与方法

1.1 研究材料 普通级雄性SD大鼠由我院动物学部提供(动物合格证编号：No.00021212，No.0001231)，体重(220±20)g。肝肿瘤细胞(walker-256)由我院进行保存。经胃十二指肠逆插管导管为聚乙烯微导管(PortexPE10，德国海德堡Wenzel 公司)。Trio 3.0T 超导型磁共振成像仪(Simens 公司，德国)。

1.2 研究方法

1.2.1 肝癌模型的建立 选择40只SD大鼠在12 h昼夜更替节律中生长，保持动物房的室温(22±2)℃，相对湿度55%，大鼠普通喂养，自由饮水。肿瘤walker-256细胞株经瘤株复苏，腹腔传代10 d后抽取腹水10 ml，低温下3 000 r/min离心后弃上清。用1倍PBS稀释后细胞计数。同时在SD大鼠颈背部皮下注入5×106个肿瘤细胞，观察皮下结节的生长情况，12 d左右可长出直径1.5 cm左右的皮下肿瘤结节。选择10%水合氯醛溶液麻醉大鼠，无菌条件下取出瘤结节。选择新鲜活组织部分，切取1 mm3左右体积的小瘤块，置于盛生理盐水的培养皿进行接种。在接种中，按照前述方法麻醉大鼠，经腹部正中自剑突下做一长约2.5 cm 纵行切口，暴露肝左叶并刺入，形成一小创口。在显微条件下将小瘤块进入创口底部，明胶海绵颗粒封闭创口，积极止血，创口无出血与渗漏情况后还纳肝左叶，分层缝合腹壁。然后将大鼠继续置于养殖环境下进行饲养。

1.2.2 同步化治疗 选择40只雄性SD大鼠中的20只随机分为A组与B组各10只，B组经尾静脉注射Tf-SPION 5 mg/kg，A组经尾静脉注射生理盐水5 mg/kg。SD大鼠在干预后1、4、24 h后分别行腹部磁共振T2 横断位扫描，并且计算肿瘤的T2 相对信号强度比(RR)。将造模成功20只SD大鼠也随机分为C、D两组各10只。D组经肝动脉注入Tf-SPION 5 mg/kg，C 组经肝动脉注入生理盐水5 mg/kg。所有SD大鼠在干预后1和24 h处死各半，暴露肝脏后取材，建立4 μm切片体系后行普鲁士蓝染色。在干预介入治疗中，SD大鼠经胃十二指肠逆插管肝动脉注射干预，腹腔麻醉，术野常规消毒。选择大鼠腹白线行腹正中切口，逐层分离后打开腹腔后分离胃十二指肠动脉和肝总动脉，阻断血流。选择斜行小切口，行逆行插管至肝固有动脉，缓慢推注备用的Tf-SPIO或生理盐水。

1.3 MR成像 MR 检查前将SD级大鼠腹腔麻醉并固定。MR肿瘤T2 信号强度，扫描参数为：层厚1.9 mm；矩阵256×256；回波时间66 ms；视野(FOV)100 mm×80 mm。扫描后选取感兴趣区(ROI)，测量肿块和同层面背部肌肉的T2信号强度，计算肿块和肌肉的RR，全部图像资料在MR的配套工作站进行处理。

1.4 病理分析 在病理分析中，对于分子探针Tf-SPION的检测采用普鲁士蓝染色，染液为2%HCl和2%亚铁氰化钾等比例混合液。进行不同浓度乙醇进行梯度冲洗，用2%核固红染色10 min，梯度冲洗后选择二甲苯浸泡处理，中性树脂封片，最后选择普鲁士蓝染色混合液孵育10～20 min。最后在荧光倒置相差显微镜下观察铁染色情况。

1.5 统计学方法 应用SPSS18.0软件进行t、F检验。

2 结 果

2.1 MR成像表现 受试SD大鼠均存活，而制作肝癌模型的大鼠也都造模成功，病灶在MR T1WI 上呈低信号，在T2WI上呈现不均匀高信号。A组与C组在注射生理盐水前后的肿瘤T2 RR无统计学差异(P>0.05)，同时组间对比无显著差异(P>0.05)。B组在经尾静脉注入Tf-SPION后T2 RR值有稍微波动，但无显著差异(P>0.05)。D组在经肝动脉注入Tf-SPION后肿瘤T2 RR 值明显下降(P<0.05)。见表1，图1。

2.2 铁粒子含量对比 见表2，图1。A组肿瘤细胞内均没有蓝染铁粒子，B组在干预后1、24 h铁粒子含量与D组差异显著(P<0.05)，C组在干预后第1 h的铁粒子含量为(0.40±0.02)，与D组比较差异明显(P<0.05)。

表1 4组不同时点MR成像参数T2 RR值比较

1)与A组同时点比较，2)与B组同时点比较，3)与C组同时点比较：均P<0.05

表2 4组不同时点铁粒子含量对比

1)与B组同时点比较，2)与C组同时点比较：均P<0.05

图1 四组干预后1、24 h铁粒子含量MR扫描图(普鲁士蓝染色，×200)

3 讨 论

不典型肝癌的定性诊断一直是传统影像学所面临的难点之一，导致无法进行早期诊断，导致治疗上比较困难〔11〕。同时本文选择Walker-256 癌细胞原为大鼠自然生成的乳腺癌，具有典型的恶性肿瘤的生物学特点，可用于实验级的分析〔12〕。

在肝癌的诊断方法中，MRI具有无创、无辐射等特点，软组织分辨率和空间分辨率都比较好，是目前肝脏疾病诊断的最有效的技术手段之一，在肝脏疾病的分子成像方面具有很大的优势。同时基于MRI的空间、时间分辨力均较高，故在活体细胞示踪方面具有良好的应用前景〔13〕。

随着分子影像学、纳米医学的发展，分子影像学与纳米科技结合可通过TfR的特异性转运进入肿瘤细胞内，从而实现信号扩增〔14〕。当前研究显示TfR 存在于各类有核细胞，在恶性肿瘤细胞中呈现高表达状况〔15〕。最新研究显示肝癌组织TfR 的含量明显多于癌旁组织和正常肝组织，可促进肝癌细胞的恶性生长与增殖〔16〕。同时SPION在体内主要被网状内皮系统摄取，肝脏富含枯否细胞，因此探针可能被吞噬而导致其在肝脏的被动靶向性增高。Tf-SPION 通过各种途径进入靶器官后，特异性结合细胞膜上的TfR，转运进入胞内。在细胞内，TfR-Tf-SPION 复合体分离出Tf-SPION 之后，Tf 和SPION留在细胞内，而TfR返回到细胞膜，参与循环的转运过程〔17〕。本文结果显示分子探针Tf-SPION在亲和组件转铁蛋白的作用下，Tf-SPION 特异性靶向肿瘤细胞的TfR表达量增加，可引起T2 信号强度的下降，从而存在MR信号的改变。

在肝癌的治疗中，当前多采用同步介入治疗，经胃十二指肠逆插管肝动脉注射干预的应用比较多。其中通过降低体内的铁离子浓度，有可能对肝癌有一定的抑制作用〔18〕。本研究表明靶向组肿瘤细胞内及其周围见大量铁颗粒，而非靶向组铁沉积多积聚于血管周围，Tf-SPION对于肝癌具有特异性靶向作用，能够实现在靶区内聚集增多和靶向成像，可以预期作为靶向性介入治疗提供响应物质。

综上，靶向成像分子探针Tf-SPION在肝癌早期MRI与同步治疗有很好的高效性与敏感性，可作为一个新途径来评价肝癌同步治疗后疗效。

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〔2015-06-24修回〕

(编辑 苑云杰/曹梦园)

闵 朋(1980-)，男，主治医师，硕士，主要从事中枢神经系统磁共振诊断研究。

彭 虹(1979-)，女，主管技师，主要从事磁共振技术与临床运用研究。

R3

A

1005-9202(2017)10-2398-03；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.10.021