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精密測量院利用19F-MRI技術(shù)實現(xiàn)急性肺損傷的預(yù)警診斷和嚴(yán)重程度評估
近日，精密測量院研究團隊構(gòu)建了一種工程化中性粒細胞攜帶全氟化碳納米乳，利用19F-MRI技術(shù)實現(xiàn)了對急性肺損傷（ALI）的預(yù)警診斷和嚴(yán)重程度評估，為ALI疾病進程提供了新的視角和解決方案。相關(guān)研究成果近期發(fā)表在國際知名期刊《先進材料》（Advanced Materials）上。
ALI是以急性進行性呼吸衰竭為特征的常見且死亡率高的臨床綜合征。目前，常規(guī)的ALI診斷方法包括胸透和計算機斷層掃描，然而這些影像方法對ALI的診斷缺乏選擇性。因此，亟需發(fā)展特異性的ALI診斷方法，實現(xiàn)早期精確診斷。磁共振成像（MRI）具有無電離輻射、非侵入性、組織分辨率高等特點，在臨床醫(yī)學(xué)診斷中應(yīng)用廣泛。傳統(tǒng)MRI以水質(zhì)子（1H）為信號源，而肺部水質(zhì)子密度低，肺部1H-MRI難以成像。近年來，以氟（19F）為信號源的19F-MRI因無背景信號干擾、較寬的化學(xué)位移、較高的靈敏度等優(yōu)點而受到廣泛關(guān)注，其產(chǎn)生的“熱點”信號在肺部疾病影像診斷中具有獨特優(yōu)勢。
中性粒細胞是參與 ALI 發(fā)生發(fā)展的重要效應(yīng)細胞，可以迅速響應(yīng)炎癥刺激，通過趨化反應(yīng)跨越多道生理屏障抵達炎癥部位。基于中性粒細胞的納米載體遞送策略在ALI診斷的臨床應(yīng)用中具有較高潛力。精密測量院研究團隊構(gòu)建了一種自趨化的活細胞19F-MRI示蹤劑，即將中性粒細胞攝取全氟化碳納米乳（Neu@PFC），靶向肺部炎癥組織（圖1）。全氟化碳納米乳幾乎不影響中性粒細胞的形態(tài)、活力、表面蛋白標(biāo)志物和趨化性等。在脂多糖誘導(dǎo)的ALI小鼠模型中，經(jīng)氣管遞送Neu@PFC，通過肺部19F-MRI實時監(jiān)測可實現(xiàn)對ALI的預(yù)警診斷。經(jīng)靜脈注射Neu@PFC，在血液循環(huán)中受趨化因子濃度梯度的引導(dǎo)靶向遷移至肺炎組織，利用19F-MRI可以對炎癥區(qū)域進行勾畫，定量評估ALI的嚴(yán)重程度。這種活細胞遞送策略結(jié)合多種給藥途徑，不僅有助于提高ALI的診斷準(zhǔn)確性，還可以為其他炎癥性疾病的影像研究提供新的工具和思路。
納米工程中性粒細胞作為 19F-MRI 示蹤劑，用于急性肺損傷的預(yù)警診斷和嚴(yán)重程度評估
該研究成果以“Nanoengineered Neutrophil as?19F-MRI Tracer for Alert Diagnosis and Severity Assessment of Acute Lung Injury”為題發(fā)表在國際知名期刊《先進材料》（Advanced Materials）。精密測量院研究員張磊和博士后李莎為文章共同第一作者，研究員陳世楨和周欣為通訊作者。
該工作得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、湖北省自然科學(xué)基金和中國科學(xué)院青年交叉團隊項目的資助。
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202401513