葡萄糖溶液检测癌细胞 减少放射性副作用

在磁共振成像（MRI）时，造影剂被用于增强组织结构的成像。虽然它们加强血管和细胞之间的空间的信号，但是并没有达到细胞内部。相比之下，葡萄糖会被细胞吸收，然后在人体细胞内分解。癌症细胞对葡萄糖的需要远远高出正常的细胞，大量的葡萄糖才能够维持肿瘤组织的高速增长，因而，放射性的葡萄糖可以作为一种优良的造影剂，用来显示体内癌细胞的位置。但是具有放射性的造影剂对身体是有副作用的。

脑部肿瘤比起身体其他部位来说，更为特殊，造影剂往往需要穿越血脑屏障。可视化的葡萄糖虽然也可以起到很好的效果，但是，科学家们希望能够找到一种更加安全的物质来显示脑部肿瘤的位置。

来自德国癌症研究中心（DKFZ）的科学家，与来自海德堡大学医院的同事合作，使用一种新的MRI方法对脑肿瘤进行成像。他们用一个简单的葡萄糖溶液，而不是具有放射性的可视化糖。研究发表在最近RSRA的《Radiology》上。

常规的MRI是基于测量水中的质子信号。由于我们身体内60%的组成成分都是水，因而能够提供清晰的成像图片。葡萄糖在我们体内的水平是很低的，如果要让它能够可视化，来自DFKZ的科学家们使用了具有7特斯拉磁场强度的超高场扫描和选择性强化葡萄糖信号的特殊方法。这使得在注射葡萄糖溶液后，MRI能够获得充足的信号强度，可视化大脑组织内葡萄糖水平。

这个方法的基础物理原理被称为磁化传递效应。这个效应已经被知道了数十年，从未被用于人类的葡萄糖造影。在磁化传递中，信号从葡萄糖的质子传递到身体内的水分子，水分子可以被MRI测量。磁化传递效应与葡萄糖水平成正比，因而可以反应区域内的葡萄糖水平变化。葡萄糖测量所需的葡萄糖量相当于约五块方糖。

9个胶质母细胞瘤患者以及4个健康的志愿者在2015年10月到2016年7月间参与了相关的研究评估。100ml 20%的 D-葡萄糖由肘静脉注射到受试者体内，此后不久进行扫描，以监测健康组织以及在脑癌肿瘤中的葡萄糖消耗，在7.0T条件下通过磁共振成像测量受试者体内的动态葡萄糖升高（DGE）水平。葡萄糖升高通过在T1ρ加权磁共振成像(DGEρ)相关信号强度改变给出。

在健康志愿者体内，在基底神经节灰质中的平均信号强度(DGEρ = 4.59%)相对于白质(DGEρ = 0.65%)有了显着的升高（P=.028）。在患者体内，葡萄糖增强肿瘤区域的平均信号强度(DGEρ = 2.02%)相比于对侧正常白质(DGEρ = 0.08%)有了显着增加(P < .0001)。物理学家PatrickSchuenke和内科医生物理学家Daniel Paech已经能够观察到健康大脑区域的葡萄糖信号的变化以及人类脑癌的致病性变化。

几十年来，科学家们已经使用的另一种测量方法，称为正电子发射断层扫描（PET），以可视化的葡萄糖在肿瘤内摄取升高来测量。然而，这种方法需要放射性标记的葡萄糖分子。“我们的葡萄糖MRI不需要任何放射性物质，因此不涉及对患者的任何辐射暴露，”第一作者 Daniel Paech表示。

尽管新方法有着一定的优点，但是研究人员指出，还有一些关于新测量方法的问题仍然存在，例如这些葡萄糖在血管和细胞外空间的分布情况，以及在细胞内部的情况。放射专家Heinz-Peter Schlemmer表示，“如果我们可以确认信号水平来自细胞内部的葡萄糖，这将是肿瘤成像和功能MRI的重要附加信息，可以加强治疗计划和监测。”

如果今后癌症患者的MRI检测不再需要使用放射性的葡萄糖，而是通过普通的葡萄糖就给出清晰的结果，对于癌症患者来说是一个喜人的消息。这会大大减低治疗前诊断和治疗后预后的MRI检测给身体造成的副作用。

（转化医学网360zhyx.com）