新型PET成像工具可识别炎症性肠病的早期迹象并预测治疗反应

根据发表在《The Journal of Nuclear Medicine》7月刊上的一项新研究,一种新开发的成像方法,颗粒酶B PET可以非侵入性地检测炎症性肠病(IBD),并提供组织中活动性炎症的实时图像。从PET图像中获得的信息可用于监测IBD的治疗效果,并可能在未来指导更个性化的患者管理策略。

IBD是一种慢性胃肠道炎症性疾病,包括两大类:克罗恩病和溃疡性结肠炎。尽管在IBD的临床管理方面取得了显著进展,但在提高诊断精度、克服治疗不耐受问题以及解决缓解和复发的复发周期方面仍存在重大挑战。此外,长期IBD与癌症风险增加有关,因此需要持续监测疾病活动。

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图示为图像摘要,活动性肠道炎症会破坏肠细胞内膜,导致炎症性T细胞将颗粒酶B分泌到细胞外空间,通过前馈机制逐渐加剧炎症反应。在正常或未发炎的肠道中,没有细胞外颗粒酶B,因此68Ga-NOTA-GZP PET在肠道中不显示任何摄取(上图),而在活动性炎症中,分泌的颗粒酶B活性形式可通过68Ga-NOTA-GZP PET成像检测和定量(下图)。

当肠道发炎时,它会损伤肠道内壁的细胞。这种损伤使某些称为T细胞的免疫细胞将一种称为颗粒酶B的物质释放到细胞外的空间中。这种释放会在一个不断恶化的循环中引起更多的炎症。在健康或未发炎的肠道中,细胞外没有颗粒酶B,因此称为68Ga- NOTA-GZP PET的特殊成像扫描不会在肠道中的显示任何东西(如上图所示)。然而,在具有活动性炎症的肠道中,通过68Ga-NOTA-GZP PET扫描检测和测量释放的颗粒酶B(如下图所示)。

马萨诸塞州波士顿哈佛医学院马萨诸塞州总医院放射科医生兼核医学服务主任Pedram Heidari医学博士表示:“目前,还没有准确的方法来检测和区分活动性炎症和慢性疾病。MRI和CT观察肠道的结构变化,而其他成像技术则观察肠道中免疫细胞数量的增加组织。然而,没有一种工具能够捕捉到结肠中免疫反应的动态性质。一种非侵入性成像方法以高分辨率检测免疫系统激活,是改善IBD管理的关键。”

在这项研究中,Heidari及其同事评估了颗粒酶B基因作为检测IBD和预测治疗反应的生物标志物的潜力。对克罗恩病和溃疡性结肠炎(活动性和非活动性结肠炎)以及非炎症肠道的人体组织样本进行染色,以测量颗粒酶B的表达。与非炎症肠道组织相比,颗粒酶B在患病组织中显著上调,活动性疾病记录的颗粒酶B水平高于非活动性疾病。研究人员还测量了IBD治疗应答者和无应答者的组织样本,发现应答者的颗粒酶B表达低于无应答者。

接下来,研究人员评估了包括结肠炎诱导和对照小鼠在内的小鼠模型中颗粒酶B表达的变化。在第1、3和4周时用68Ga-NOTA-GZP PET对小鼠进行成像。PET成像显示,与对照组小鼠相比,结肠炎诱导的小鼠对68Ga-NOTA-GZP的肠道摄取显著增加。治疗后, 68Ga-NOTA-GZP在结肠炎诱导小鼠中的摄取降低,然而,结肠炎诱导小鼠的摄取始终显著高于对照组。

Heidari说:“颗粒酶B PET可以帮助及时发现活动性疾病,确定是否需要开始治疗,并监测对治疗的反应,以确保炎症的消退。这对于监测内窥镜和组织取样无法进入的肠道部位的炎症尤为重要。这是一种独特的工具,可以通过密切监测治疗效果来显著改变疾病的发展轨迹,是精准医疗的真正定义。”