[發明專利]可示蹤小分子化合物在腦內分布、代謝和清除的測量方法

無效

• 申請號: 201010208624.4
• 申請日: 2010-06-24
• 公開（公告）號: CN102293634A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: 韓鴻賓
• 申請（專利權）人: 北京大學第三醫院
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A61B5/055
• 代理公司: 北京漢德知識產權代理事務所(普通合伙) 11328
• 代理人: 莊一方;倪振華

技術領域

本發明涉及一種可示蹤小分子化合物在腦內分布、代謝和清除的測量方法，具體地說，涉及一種可示蹤小分子化合物經腦組織間液導入被測對象腦部后，觀察被導入的可示蹤小分子化合物在腦組織間液中的分布、代謝和清除過程的測量方法。

背景技術

腦組織間液(“組織間液”，interstitial?fluid，后簡稱ISF)是存在于腦細胞外間隙(“細胞外間隙”，extracellular?space，后簡稱ECS)中的液體。腦ISF和細胞外基質共同構成了腦細胞生存的微環境，它對保證腦細胞間電信號傳導的穩定性、形成細胞與血液之間物質轉運通道以及神經突觸重塑發揮著關鍵作用。

目前，關于化合物經過腦組織間液在腦內的分布和代謝清除仍然是當今微循環研究領域中的難題。在目前關于腦ISF及其所在的間隙的測量方法中，常用的方法有離子導入(Real-time?Iontophoresis，RTI)與壓力引射法(Real-time?pressure?ejection，RTP)、放射性示蹤法(Radioactive?tracer?method)和集成光學成像法(Integrative?optical?imaging，IOI)。

離子導入與壓力引射法通過在腦內插入一個釋放離子和一個接收離子的微電極，實時監測腦組織某一區域兩點間的離子擴散情況，根據離子在該腦區ISF中的運動，描述出腦細胞周圍間隙的結構特點。但離子導入與壓力引射法只能測量某固定較小區域內(如60μm至100μm范圍內)如鉀、鈣等某些特定離子的擴散。

放射性示蹤法，是在腦組織內注射放射性物質，通過在不同時間點切取不同部位的腦片，進行放射性劑量檢測，以獲取物質的擴散數據。但放射性示蹤法必須在每個測量時間點處死一只動物，且只適用于體積較大的腦(如狗腦、猴腦)。

集成光學成像法，則是將熒光物質導入腦內，在熒光顯微鏡和高分辨率CCD照相機的幫助下，實時記錄熒光物質的熒光強度變化，來分析物質的擴散。但由于熒光的穿透力較弱，集成光學成像法只適用于監測距腦表面200μm區域內的熒光變化。

上述三種方法中，除集成光學成像法可在監測物質擴散的同時，提供腦淺表組織的圖像外，其余兩種方法都不能實現可視化的測量。并且，這些方法對腦ISF與腦ECS的生理參數，如流動速率、阻力、壓力等方面均缺少有效測量手段。

磁共振成像(簡稱MRI)是近年來最常用的成像檢測技術，用這種技術來觀察人體或動物解剖結構與生理功能具有實時、活體、可視、無創的優勢。MRI對比劑的使用，更加拓展了MRI成像的應用范圍。

目前，MRI成像檢查中主要應用兩種對比劑：一種是以釓噴酸葡胺(Gd-DTPA)為代表的T1陽性對比劑，另一種是以鐵納米微粒為代表的T2陰性對比劑。在MRI成像中，有些對比劑也可以作為一種生理性示蹤劑，已有學者應用鐵納米微粒作為MRI示蹤劑對腦ISF中代謝物的清除途徑進行了初步研究，證實了注入腦內的鐵納米微粒經鼻粘膜處的淋巴最終進入頸部淋巴結清除出腦。

然而，研究結果也顯示，由于納米顆粒鐵磁性對梯度磁場的干擾，圖像產生變形，并導致了大面積的信號缺失，無法清楚顯示對比劑在腦內的擴散范圍。因此這種方法無法實現對腦ISF的準確觀察和定量分析。

還有研究利用磁共振擴散加權成像(diffusion?weighted?imaging，DWI)進行腦ECS的測量。這是一種用于測量水及體內其它分子的表觀擴散系數(apparent?diffusion?coefficient，ADC)和組織各向異性分數(anisotropy?fraction，FA)的磁共振成像技術。該方法是基于分子擴散變化導致組織磁共振成像的圖像信號改變的原理，在某一方向上施加一個擴散敏感線性梯度場，若組織內部某一位置在此方向上的擴散明顯，則采集到的磁共振信號強度降低，反之，信號強度增加。根據不同擴散敏感梯度下得到的不同MRI信號強度，可計算得到ADC值。通過施加六個以上不同方向上的擴散敏感梯度，還可獲得擴散張量特征參數，如FA。當被測的分子完全處于ISF中時，不進入細胞內，也不發生血腦屏障的逆向轉運。然而，臨床常用的DWI，多選用水分子作為示蹤分子，但水分子的擴散既發生在腦組織液中，也發生在細胞內的液體中。這使得計算所得的ADC值同時包括了這兩部分的結果，從而無法準確描述ISF的性質。