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图 肝细胞特异性MnFe2O4-EOB-PEG纳米对比剂开发及磁共振肝胆成像
在国家自然科学基金项目（批准号：82150301）等资助下，西北大学樊海明教授团队研发了一种新型、高灵敏度的肝细胞特异性纳米对比剂，研究成果以“一种增强磁共振肝胆成像的肝细胞特异性纳米颗粒（A Hepatocyte-targeting Nanoparticle for Enhanced Hepatobiliary Magnetic Resonance Imaging）”为题，于2022年12月19日在线发表于《自然•生物医学工程》（Nature Biomedical Engineering）杂志。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41551-022-00975-2。
肝癌包括原发性肝癌及胆管癌等是全球最常见的、高致命性肝脏恶性肿瘤。肝癌是目前唯一可通过影像进行临床诊断的恶性肿瘤，而增强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。但是，目前临床应用的肝细胞特异性对比剂钆塞酸二钠（Gd-EOB-DTPA）的信号增强低、特异性和亲和力不足，导致其对小于1 cm的早期肝癌微小病灶难以定性检出，无法满足肝癌早期影像诊断的临床需求。
针对上述难题，樊海明教授团队在前期医用磁性纳米材料研究基础上，设计了一种新型肝细胞特异性的准顺磁超小锰铁氧体纳米对比剂（MnFe2O4-EOB-PEG）。该对比剂通过与SLC39A14 和OATP1两种受体高效结合，特异性靶向肝细胞，实现了早期肝癌微小病灶的精准影像检出（图）。研究结果表明，所设计的MnFe2O4-EOB-PEG纳米对比剂的T1弛豫效能较临床Gd-EOB-DTPA提高了2倍，有效提升了成像灵敏度。大动物磁共振肝胆成像结果表明，MnFe2O4-EOB-PEG的肝对比度较临床Gd-EOB-DTPA提高5.8倍，可清晰分辨0.5毫米的肝管；肝实质显像耗时也从15分钟压缩到5分钟，显著提高了影像检查效率。肝癌成像结果显示，MnFe2O4-EOB-PEG对于微小肝癌病灶（< 0.5厘米）的检出率可达92%。此外，该对比剂在猴胆梗阻模型上可清晰显示梗阻位置与梗阻程度，有望用于无创胆管成像。初步完成临床前小动物和大动物安全性评价，结果均显示MnFe2O4-EOB-PEG具有良好的安全性，可通过肝、肾快速清除，7天残留率小于1%，具有较好的临床转化潜力。
该研究不仅为肝癌早期发现提供了新的影像诊断工具，也为高特异性影像对比剂的设计提供了新策略。