随着全球老龄化进程加快,阿尔茨海默病(AD)等神经退行性疾病的发病率不断上升。然而,早期诊断手段的缺乏使得及时有效的治疗变得困难。近期,一项创新性研究,通过合成基于铜-64(Cu-64)标记的TREM2抗体的新型示踪剂,运用PET技术,实现对小胶质细胞活化的非侵入性检测。这一技术通过精准识别大脑微观变化,为阿尔茨海默病的早期诊断和治疗监测带来了全新视角。
传统的神经影像学主要依赖于TSPO等标志物,但这种标志物的特异性不足,无法精确定位阿尔茨海默病特征性的小胶质细胞激活。此次研究的突破在于引入了TREM2这一新型靶点,同时通过将Cu-64与TREM2抗体结合,借助抗体运输载体(ATV)技术,成功穿透血脑屏障(BBB),从而大大提高了成像效率。
研究人员开发了两种Cu-64标记TREM2抗体:[64Cu]Cu-NODAGA-4D9和[64Cu]Cu-NODAGA-ATV:4D9。后者加入了ATV技术,具有更高的血脑屏障穿透能力,使其在阿尔茨海默病模型小鼠中达到显著的成像效果。这种组合不仅可以精准检测TREM2表达高的小胶质细胞区域,还克服了传统标志物在穿透血脑屏障方面的障碍。
图A显示了小动物PET/CT成像的工作流程。小鼠在注射[64Cu]Cu-NODAGA-4D9或[64Cu]Cu-NODAGA-ATV:4D9后,在不同时间点(2小时、20小时和40小时)接受PET成像。PET图像通过大脑区域的MRI模板进行比对,以确保精确定位成像信号。
在图B中,展示了注射不同示踪剂20小时后的组平均PET图像,包括5xFAD;TfRmu/hu小鼠、5xFAD小鼠、WT;TfRmu/hu小鼠和WT小鼠的脑部横断面。红色箭头标示了在5xFAD;TfRmu/hu组小鼠的前额叶皮层和海马区域检测到的最高放射性摄取,比野生型小鼠提高了4.6倍,显示出这些区域小胶质细胞活化水平较高,该组小鼠在前额叶皮层和海马区域的定量放射性摄取信号明显高于WT;TfRmu/hu小鼠,验证了该高PET信号主要反映TREM2的激活状态,且TREM2 PET成像能有效区分不同基因型小鼠的TREM2表达水平。
通过单因素方差分析(ANOVA)及Tukey事后检验(图C、D),发现5xFAD;TfRmu/hu小鼠与其他小鼠在前额叶皮层和海马区域的放射性摄取差异具有统计学显著性(p≤0.05)。此外,通过与传统TSPO标志物PET成像的比较发现,TREM2 PET信号具有更高的百分注射剂量/克组织(%ID/g)和标准化摄取比值(SUVR)。
在人类AD患者脑组织中也观察到了Cu-64标记的融合ATV技术的TREM2抗体示踪剂的显著信号,显示出该技术在人体应用中的潜力。与传统TSPO标志物相比,Cu-64标记的融合ATV技术的TREM2抗体示踪剂展示出更高的成像精度,为神经退行性疾病提供了全新的诊断工具。
这项研究的成功不仅是科学探索的进展,更是对实际医疗应用的重大助力。Cu-64标记的融合ATV技术的TREM2抗体示踪剂PET成像技术,成功突破了血脑屏障的限制,实现了TREM2高表达区域的特异性成像,这一创新大幅提高了成像信噪比。
同时,得益于Cu-64的高放射性纯度与长半衰期为小胶质细胞活化的成像提供了优异性能,使研究人员能够捕捉到病变的早期信号,增强了神经影像技术的诊断能力,并个性化地调整治疗方案,从而提升治疗效果和患者生活质量。该技术有望用于阿尔茨海默病的早期检测、疾病进展追踪以及疗效监测。
Cu-64 PET技术不仅限于阿尔茨海默病,还具有广泛的应用潜力,可扩展至其他神经炎症疾病,如胶质瘤、慢性炎症等,未来有望在其他神经炎症疾病中发挥价值。
此次研究由德国慕尼黑大学医院的核医学部和德国神经退行性疾病研究中心(DZNE)主导,Denali Therapeutics等国际领先机构提供了技术和资源支持。德国科学基金会(DFG)及慕尼黑系统神经科学集群的资助也为这项研究提供了坚实的后盾。
Cu-64标记的融合ATV技术的TREM2抗体示踪剂成像技术展示了其在阿尔茨海默病和其他神经退行性疾病中的巨大潜力。通过精准的核素示踪剂靶向成像,这一技术为疾病早期诊断和干预开辟了新道路。
未来,TREM2 PET成像有望在神经影像领域掀起一场革命,为更精准、更个性化的疾病管理带来实质性突破。这项研究不仅为阿尔茨海默病患者及其家属带来福音,也为全球神经科学领域注入了新的活力和希望,为未来的医学应用奠定了广阔的基础。