科研人員開發出生物型核磁共振成像納米探針

近日，中國科學院合肥物質科學研究院研究員王俊峰團隊依托穩態強磁場實驗裝置磁性測量系統，構建了用于非酒精性脂肪肝早期肝纖維高效診斷的生物型核磁共振成像（MRI）納米探針。

非酒精性脂肪肝病是患病率較高的代謝性疾病。若不及時干預，非酒精性脂肪肝病或引發炎癥和纖維化，可能發展為非酒精性脂肪性肝炎，甚至進一步發展為肝硬化或肝癌。肝纖維化是肝損傷的異常修復反應，早期診斷和干預可延緩甚至逆轉病程。

MRI作為無創影像檢測技術，可檢測早中期肝纖維化，但因病變早期范圍局限、信號變化小，傳統T?/T?加權成像靈敏度有限，并受到肝臟解剖結構及偽影干擾。目前，MRI探針分為兩類：基于Gd/Mn對比劑，如靶向I型膠原的Gd螯合物，具備較高特異性；基于無機納米材料，其縱向弛豫率和成像對比度優于傳統Gd-DTPA。但現有探針仍面臨Gd離子泄漏、代謝安全性欠佳及靶向性不足等問題。因此，開發高靈敏度MRI探針，對提高肝纖維化診斷至關重要。

該研究基于此前仿生礦化技術成果，以生物礦化的牛血清白蛋白為模板，設計并開發了高靈敏度、高靶向性的T₁-T₂雙模態磁共振成像納米探針。該探針針對以肝星狀細胞激活和血小板衍生生長因子受體β（PDGFRβ）過表達為特征的早期肝纖維化。磁測量結果表明這一探針具有良好的磁性。探針在MRI測試中具有優異的r₁和r₂弛豫率，在體外和細胞實驗中均呈現出雙模態成像特點。PDGFRβ特異性肽段修飾在蛋白質納米籠表面，因此雙模態納米探針在細胞實驗中能夠精確靶向并結合活化的肝星狀細胞，提升了檢測早期纖維化的能力。

研究顯示，與單模態造影劑相比， T₁-T₂雙模態成像技術能夠更清晰地顯示纖維化區域。T₁加權成像通過增強信號強度，使得纖維化區域在圖像中更突出；T₂加權成像通過降低周圍組織的信號強度，增強纖維化區域與鄰近正常組織之間的對比度。這種雙模態方法克服了單模態造影劑的局限性，在早期病變檢測方面具有優勢。同時，T₁和T₂信號的互補性降低了偽影或噪聲導致的誤診可能性。進一步，研究利用7T MRI，使T₁和T₂圖像在1小時內疊加，實現了纖維化特定區域的精確定位，提升了早期纖維化診斷的速度、準確性和精度。該探針在體內實驗中表現出優異的生物相容性。

這一探針為診斷早期纖維化病灶提供了更精準的手段，并在相關疾病的預后評估和復發監測方面展現出臨床應用潛力。

相關研究成果發表在《先進科學》（Advanced Science）上。研究工作得到國家自然科學基金委員會、科學技術部、中國科學院等的支持。

納米探針Fe₃O₄/Gd@BSA-pPB通過T₁和T₂雙模成像對肝纖維化的早期診斷