肝细胞特异性 MnFe2O4-EOB-PEG 纳米对比 剂设计、开发及磁共振肝胆成像。 受访者供图

本报讯 近日，西北大学化学与材料科学学院樊海明教授团队在肝特异性纳米对比剂与磁共振肝胆成像研究方面取得重要进展，相关成果以A Hepatocyte-targeting Nanoparticle for Enhanced Hepatobiliary Magnetic Resonance Imaging为题，发表于Nature Biomedical Engineering杂志。该工作不仅为设计兼具高亲和性与高特异性的纳米对比剂提供了新策略，而且为肝癌早期发现提供了新的影像诊断工具。

肝癌是全球最常见的高致命性肝脏恶性肿瘤。我国肝癌发病人数居世界首位，且5年总体生存率仅14.1%，防治形势十分严峻，因此肝癌的早期诊断是提升其生存率和改善预后的关键。与其他癌症不同，肝癌是唯一可通过影像进行临床诊断的恶性肿瘤，而核磁共振肝胆成像被认为是目前最灵敏的肝癌影像诊断手段，其中肝细胞特异性对比剂的灵敏度和特异性决定了增强磁共振成像对早期肝癌的诊断效果。然而，目前临床应用的肝细胞特异性对比剂信号增强低、特异性和亲和力不足，难以满足早期肝癌精准诊断的需求。

近期研究发现，小于5nm的超小铁氧体有望构建高性能肝细胞特异性纳米对比剂，然而，已报道的超小氧化铁对比剂受到小尺寸可控制备难、纳米对比剂弛豫增强理论发展滞后的限制，难以优化其性能。

针对上述难题，樊海明团队通过系统深入研究，首次提出了动态同步热分解法，实现了高单分散、尺寸可控的超小铁氧体纳米材料宏量制备，并以此构建了超小锰铁氧体T1纳米对比剂。该对比剂通过偶联靶向肽，实现了对活体小鼠乳腺癌全身转移瘤高分辨磁共振显像，有效检出亚毫米级肿瘤病灶（0.4mm）。

该团队进一步揭示超小铁氧体纳米颗粒核/壳型的准顺磁新结构，阐明了该结构导致的内外球T1弛豫协同增强机制，完善了超小纳米对比剂弛豫增强理论，特别是发现了超小锰铁氧体纳米对比剂表面锰离子可与肝细胞表面SLC39A14蛋白特异性结合实现肝部增强成像，为其构建高性能肝细胞特异性对比剂奠定了重要基础。

在前期系列研究的基础上，研究人员设计出新型、双靶点的肝细胞特异性准顺磁超小锰铁氧体纳米对比剂。该对比剂可通过与肝细胞的SLC39A14和OATP1两种受体高效结合，特异性靶向肝细胞，并利用两个受体均在正常肝细胞高表达、肿瘤细胞低表达的特点实现了早期肝癌微小病灶的精准影像检出。

猴、猪等大动物实验肝胆成像结果显示，与临床Gd-EOB-DTPA相比，该对比剂可使肝对比度增强5.8倍，并可高清晰分辨0.5毫米的肝管。同时肝实质和胆管显像速度也提升了2倍以上，显著减少了患者检测时间，提高了检查效率。活体肝癌成像结果显示，该对比剂可将微小肝癌病灶（<0.5cm）的检出率从48%提高至92%，并可清晰判断胆梗阻位置与梗阻程度，有望用于无创胆管成像。该研究双靶点设计的新型肝细胞特异性准顺磁纳米对比剂为肝癌早期发现提供了新的影像诊断工具。

据悉，西北大学博士张欢、四川大学华西第二医院教授郭应坤和中山大学附属第三医院副教授焦举为该研究论文的共同第一作者，樊海明为独立通讯作者，同时新加坡国大杨潞龄医学院教授Boon-Huat Bay也参与了该研究工作，并在论文修改与生物医学实验中给予指导与帮助。（丁思月）