CT成像造影劑的研究進展

劉玉+陶曉峰

摘 要 CT成像已成為臨床醫(yī)學(xué)診斷的重要手段，而造影劑是其中重要組成部分。本文對CT成像造影劑的發(fā)展簡史、應(yīng)用現(xiàn)狀和研究進展作一概要介紹。

關(guān)鍵詞CT成像造影劑放射學(xué)

中圖分類號：R981.1文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1006-1533(2014)13-0001-03

The research progress in CT contrast media*

Liu Yu, Tao Xiaofeng**

(Department of Radiology, The 9th Peoples Hospital, School of Medicine, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200011, China)

Abstract CT imaging has become an important means of clinical diagnosis while contrast medium is an important part in CT imaging. In this article, the brief history of the contrast media for CT imaging and their application and research progress are introduced.

Key wordsCT imaging; contrast media; radiology

在醫(yī)學(xué)迅猛發(fā)展的今天，先進的醫(yī)學(xué)影像診斷技術(shù)如X線、CT和磁共振成像（magnetic resonance imaging, MRI）等已能幫助醫(yī)生更快捷、更準(zhǔn)確地揭示人體內(nèi)部的正常結(jié)構(gòu)和異常病變，在造影劑的幫助下，人體組織和器官、甚至1根血管的影像都可得到清晰顯現(xiàn)。與手術(shù)和藥物等治療措施不同，造影劑的使用雖不會直接改變預(yù)后，但其對提高診斷水平有著至關(guān)重要的作用。本文就CT成像造影劑的發(fā)展簡史、應(yīng)用現(xiàn)狀和研究進展作一概要介紹。

1發(fā)展簡史

CT成像造影劑的發(fā)展共經(jīng)歷了3次質(zhì)的飛躍。

20世紀(jì)50年代，三碘苯即著名的泛影酸（amidotrezoic acid）被發(fā)現(xiàn)[1]，這是現(xiàn)代造影劑發(fā)展史上的第一次飛躍，目前仍在使用的含碘離子型造影劑幾乎全由其衍生而來。

20世紀(jì)60年代末，瑞典放射學(xué)家Almen提出了非離子型造影劑的概念，并于1971年報道發(fā)現(xiàn)了第一個非離子型單體造影劑甲泛葡胺（metrizamide）[2]，標(biāo)志著現(xiàn)代造影劑發(fā)展獲得了第二次飛躍。第一代的造影劑很快被第二代非離子型單體造影劑所取代，代表性的造影劑有碘帕醇、碘海醇、碘普胺、碘美普爾和碘佛醇等，具有滲透壓較低（500 ~ 700 mOsm/kg）和耐受性好等特點，性能穩(wěn)定、可高溫消毒，在臨床上得到廣泛應(yīng)用。

20世紀(jì)70年代末，人們開始研制非離子型二聚體造影劑，以進一步降低滲透壓。非離子型二聚體造影劑的上市被視為現(xiàn)代造影劑發(fā)展史上的第三次飛躍[3]，代表性的造影劑為碘曲侖，后者被證實具有無限水溶性，300 mgI/ml時與體液等滲且耐受性很好，缺點是相對分子量太大、黏稠度較高。

2應(yīng)用現(xiàn)狀

自1971年高滲造影劑甲泛葡胺用于臨床后，含碘造影劑的發(fā)展較快，現(xiàn)已普遍被第二代非離子型次高滲單體造影劑如碘帕醇、碘海醇、碘普羅胺和碘佛醇等取代，這些造影劑具有滲透壓低、耐受性好、性能穩(wěn)定等特點，現(xiàn)已成為臨床上常用的造影劑。隨著新一代等滲造影劑如碘克沙醇的上市，相信CT成像造影劑的毒性會進一步降低、舒適性會進一步提高。下面簡要介紹一些現(xiàn)臨床上常用的CT成像造影劑及其特點。

2.1碘帕醇

碘帕醇是上市最早的一種第二代非離子型單體造影劑，含碘量高、具有很好的顯影作用，同時對血管壁及神經(jīng)組織的毒性低、性質(zhì)穩(wěn)定，適用于各種血管造影、CT增強掃描、泌尿道造影以及蛛網(wǎng)膜下腔應(yīng)用的脊髓造影和腦池造影等[4]。

2.2碘海醇

碘海醇是一種非離子型X線不透性造影劑，屬于第二代非離子型單體造影劑。碘海醇為單環(huán)非離子型水溶性的CT成像造影劑，滲透壓較低、對神經(jīng)系統(tǒng)的毒性較低，是一種安全的門診鞘內(nèi)注射用造影劑，廣泛用于血管造影、蛛網(wǎng)膜下腔造影、冠狀動脈造影、脊髓造影、股關(guān)節(jié)造影、泌尿系統(tǒng)造影和CT增強掃描[5]，具有造影密度低、耐受性好等優(yōu)點，是目前最常用的造影劑之一，且已成為臨床上評價各種X線造影劑的金標(biāo)準(zhǔn)對照藥物。

2.3碘普羅胺

碘普羅胺是新型非離子型次高滲造影劑，目前國內(nèi)使用較為廣泛，常用于腦血管造影、CT增強掃描、數(shù)字減影血管造影、尿路造影及各種體腔造影[6]。

2.4碘佛醇

碘佛醇是非離子型造影劑，具有兩個明顯優(yōu)于其他非離子型造影劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)特點，即其6個親水的羥基圍繞苯環(huán)上的碘原子均勻分布和分子結(jié)構(gòu)中沒有疏水的甲基存在。碘佛醇的這兩個結(jié)構(gòu)特點使之分子中的碘原子及脂溶性的苯環(huán)被更有效地屏蔽而避免了與人體組織的接觸，大大降低了其化學(xué)毒性和副反應(yīng)的發(fā)生，在臨床上受到歡迎[7]。碘佛醇以在成人或兒童的血管或體腔內(nèi)注射方案使用，在臨床上可用于心及血管造影（腦血管造影、冠狀動脈造影、主動脈造影、腎動脈造影、周圍動脈及內(nèi)臟動脈造影、左心室造影）、兒童心血管造影、動脈性數(shù)字減影血管造影、靜脈造影、靜脈性尿路造影、靜脈性數(shù)字減影血管造影、頭部及體部CT增強掃描。

2.5碘克沙醇

碘克沙醇是一種非離子型二聚體等滲造影劑，由于與血漿等滲，總體毒性低于次高滲造影劑[8]。大量研究表明，在低危（沒有糖尿病、腎功能正常）患者中使用碘克沙醇與低滲造影劑導(dǎo)致的腎病無明顯差異，提示在低?；颊咧邪l(fā)生腎病的危險低[9]。中國患者使用碘克沙醇的上市后監(jiān)測研究是首次在中國進行的、樣本量最大的多中心造影劑安全性上市后臨床研究，涉及2萬余例患者，旨在評價碘克沙醇用于CT增強掃描以及經(jīng)皮冠狀動脈介入治療（percutaneous coronary intervention, PCI）和外周介入治療中的安全性。結(jié)果顯示，94.3%的患者在給藥后無或僅有輕度不適感且總不良反應(yīng)發(fā)生率較低（1.52%），證實碘克沙醇具有良好的安全性[10]。

3研究進展

近年來，隨著納米科學(xué)與分子醫(yī)學(xué)的發(fā)展，分子影像學(xué)顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿?。盡管超高分辨力影像學(xué)設(shè)備不斷更新，但在分子水平成像方面仍存在各種不足。CT具有超高時間、超高密度分辨力的特點，是分子影像學(xué)研究的重要工具之一，CT分子靶向成像造影劑的開發(fā)也相應(yīng)地成為研究熱點。

理想的CT分子靶向成像造影劑應(yīng)該具備如下條件：①X線下有優(yōu)良的顯影效果；②具有很好的生物相容性和體內(nèi)穩(wěn)定性；③無細(xì)胞毒性；④能攜帶足夠數(shù)量的靶向分子；⑤能特異地被腫瘤細(xì)胞內(nèi)化或結(jié)合在細(xì)胞表面。目前，有研究者正在研制基于納米顆粒的CT成像造影劑，并證實其能有效延長成像時間和減弱對腎臟的毒、副作用，具有較好的造影效果。納米金顆粒和納米銀顆粒等CT成像造影劑的研究已引起國內(nèi)、外科研工作者的廣泛關(guān)注。

國外Kojima等[11]利用聚乙二醇化的G5 PAMAM樹狀大分子螯合金離子，然后加入抗壞血酸使之還原并形成金納米顆粒。體外實驗表明，隨著不斷螯合-還原，金納米顆粒變大，其X線吸收系數(shù)也變大。當(dāng)樹狀大分子包裹的金納米顆粒長到最大（8 nm）時，其X線吸收系數(shù)與碘帕醇的X線吸收系數(shù)相近。將這種金納米顆粒和碘帕醇分別注射到不同小鼠體內(nèi)并在不同時間進行CT掃描，結(jié)果表明聚乙二醇化的G5 PAMAM樹狀大分子包裹的金納米顆粒可作為血池造影劑用于血池成像，且因其主要聚集在肝臟而可用于肝臟CT成像。與小分子碘帕醇相比，其血液循環(huán)時間更長，CT成像也更清晰。國內(nèi)Peng等[12]以聚乙二醇化的G5 PAMAM樹狀大分子包裹金納米顆粒，同時將G5 PAMAM末端的氨基全部乙?；韵浔砻娴恼姾?。實驗結(jié)果表明，由此形成的Au DENPs的金上載量和穩(wěn)定性更高、毒性更低，且已成功用于SPC-A1肺癌模型的CT成像診斷。尾靜脈內(nèi)注射Au DENPs后6 h時，Au DENPs在腫瘤組織內(nèi)可因滯留效應(yīng)而表現(xiàn)為局部富集，從而實現(xiàn)對腫瘤組織的CT成像識別的目標(biāo)。王悍等[13]研究了Au DENPs作為CT分子探針的可行性，結(jié)果證實Au DENPs具有較現(xiàn)有CT成像造影劑更優(yōu)秀的固有顯影特性，具備成為CT分子探針的首要條件。

4結(jié)語

隨著CT成像技術(shù)的發(fā)展及其在臨床診斷中的應(yīng)用，CT成像造影劑的研究和開發(fā)面臨更大的挑戰(zhàn)，研制無毒性、等滲、低劑量的CT成像造影劑已成為目前造影劑研究的主要方向。

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（收稿日期：2013-10-22）