分子影像學(xué)與纖維化（五）：腸纖維化顯像之二

李周雷 譚婉紅 孟霽昕 黃思韻 陳仲本

纖維化的生物標(biāo)志物和預(yù)測因子：克羅恩病的潛在誘發(fā)機(jī)制

纖維化是一個復(fù)雜的過程：遺傳和表觀遺傳因素、蛋白質(zhì)和組織細(xì)胞都在該過程的發(fā)展中扮演重要的角色［1,2］。盡管生物標(biāo)志物用于評估和量化腸道纖維化的機(jī)制尚不明確，但有證據(jù)顯示：生物標(biāo)記物仍有望成為無創(chuàng)性成像技術(shù)用于鑒別診斷克羅恩?。–rohn’s disease，CD）的重要生物標(biāo)靶［3］。

其中Abreu 等［4］確定了NOD2 基因變異與纖維化狹窄之間的顯著關(guān)聯(lián)（P=0.001）。46%的纖維狹窄疾病患者攜帶至少1 個NOD2 相關(guān)的等位基因，而無纖維化狹窄的患者中僅23.5%。Sadler 等［5］對WNT2B、PTGIS 和PTGDS 三個基因進(jìn)行測序，結(jié)果表明這三個基因的甲基化變異與存在纖維化的人腸成纖維細(xì)胞中的基因表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。WNT2B 信號通路在肺和腎等許多器官的纖維化中都扮演一定的角色，其在CD 纖維化中的基因變異是一個新發(fā)現(xiàn)［5］。另外，一項小數(shù)據(jù)量的研究對37 名纖維化狹窄的CD 患者和18 名對照組的透壁活檢樣品進(jìn)行分析，出現(xiàn)腸狹窄的CD 患者腸組織中轉(zhuǎn)化生長因子（TGF）-β1、CTGF、Collagen-1α 和BMP-7 的表達(dá)顯著增高（P＜0.05）［6］。

除了基因及表觀遺傳機(jī)制被證明與腸纖維化相關(guān)之外，在纖維化狹窄性CD 患者的血清和黏膜中還發(fā)現(xiàn)了幾種標(biāo)志物［7-9］。其中，血漿纖連蛋白［7］、YKL-40［8］、堿性成纖維細(xì)胞生長因子和血管內(nèi)皮生長因子［9］都是與腸纖維化相關(guān)的潛在生物標(biāo)志物。最近，隨著基因和表觀遺傳學(xué)的進(jìn)步越來越多的因素被證明與纖維化發(fā)展相關(guān)，成為CD 纖維化潛在的標(biāo)志物［7-9］。例如Nijhuis 等［10］對CD 患者非狹窄區(qū)域與狹窄區(qū)覆蓋黏膜進(jìn)行測序，對比了與心臟、肝臟和肺纖維化有關(guān)的microRNA（miR）-29a、miR-29b 和miR-29c 的表達(dá)，并發(fā)現(xiàn)與CD 患者的非狹窄區(qū)域相比，CD 患者狹窄區(qū)域的黏膜中miR-29 家族顯著下調(diào)［10］。最近的研究表明軟骨寡聚基質(zhì)蛋白和肝細(xì)胞生長因子激酶都是潛在的纖維化生物標(biāo)志物［11］，有望在不久的將來發(fā)揮潛在作用［2,12］。

目前，雖然這些標(biāo)志物均未經(jīng)過臨床實(shí)踐驗(yàn)證。然而，所有結(jié)果都明確表明其具有早期篩查風(fēng)險或評估纖維化的潛能，有望在不久的將來應(yīng)用于CD 患者纖維化的精準(zhǔn)治療［13］。

PET 和SPECT 成像技術(shù)在IBD 中的應(yīng)用

正電子發(fā)射斷層掃描（positron emission tomography，PET）和單光子發(fā)射計算機(jī)斷層掃描（single photon emission computed tomography，SPECT）聯(lián)合MRI 或CT 的多模態(tài)成像模式可提供功能及解剖位置信息［14］。迄今為止，用于炎癥性腸?。╥nflammatory bowel disease，IBD）診斷的放射性藥物大多數(shù)與炎癥相關(guān)，如锝（99mTc）、銦（111In）和氟（18F）是最常用的用于IBD 診斷的放射性核素［14］。SPECT 炎性成像主要使用放射性標(biāo)記的自體白細(xì)胞（white blood cell，WBC），如99mTc-HMPAO（六甲基丙烯胺肟）或111In-oxine［15-20］。Stathaki等［15］證明99mTc-HMPAO-WBC 可成功檢測腸道病變和評估疾病活動，敏感度95%～100%，特異度85%～100%，符合率92%～100%。

Kerry 等［21］研究了99mTc-Leukoscan（放射性標(biāo)記的單克隆Fab 抗體片段），可通過靶向粒細(xì)胞表面的糖蛋白檢測IBD 患者的炎性征象。研究表明趨化因子CXCL8 靶向CXCL8 受體（CXCR1 和CXCR2），并參與將免疫細(xì)胞募集到炎癥部位［22］。最近，Aarntzen 等［22］證明了IBD 患者在發(fā)作期間腸道病變中99mTc-CXCL8 的攝取更高。SPECT 顯示出比內(nèi)窺鏡檢查更高的準(zhǔn)確率和敏感度，但其特異度較低。另外，123I-IL2 和99mTc-IL2 的使用也已在CD 患者中進(jìn)行了測試［23,24］。

由于PET 成像技術(shù)提高了空間分辨率，通常其顯像質(zhì)量優(yōu)于SPECT［14］。迄今為止，放射性標(biāo)記的葡萄糖類似物2-deoxy-2-［18F］fluoro-D-glucose（18F-FDG）是唯一用于IBD診斷的放射性顯像劑［25-30］。

然而，由于MRI 在解剖細(xì)節(jié)和軟組織對比度方面優(yōu)勢明顯，因此與PET/CT 相比，PET/MRI 成像更優(yōu)，其能最大限度地減少由于腸蠕動引起的偽影，并顯著減少20%～73%電離輻射［31,32］。

當(dāng)18F-FDG PET 結(jié)合CT 或MRI 的多模態(tài)成像將大大提高IBD 臨床管理的效能。然而，18F-FDG 是一種非特異性放射性示蹤劑，無法區(qū)分感染、炎癥和腫瘤疾病。此外，正常的生理活動，如肌肉層的蠕動、細(xì)菌攝取、管腔內(nèi)容物或黏膜內(nèi)的淋巴組織等都可能導(dǎo)致18F-FDG 的假陽性。因此，18F-FDG PET 在IBD 診療時仍存在一定缺陷［33,34］。

PET 成像與纖維化

SPECT 和PET 成像技術(shù)也在臨床前研究中被證實(shí)具有顯示纖維化的分子成像潛能。Li 等［35］報告了使用99mTc標(biāo)記的環(huán)狀五肽（arginine-glycine-aspartic acid，RGD）SPECT顯像劑對纖維化大鼠的肝星狀細(xì)胞（hepatic stellate cell，HSC）進(jìn)行成像。證實(shí)RGD 在肝纖維化組織中表達(dá)上調(diào)，且與αvβ3 整聯(lián)蛋白具有高結(jié)合親和力［36,37］。同樣的，PET/CT 也被用于靶向肝纖維化中轉(zhuǎn)位蛋白（translocator protein，TSPO）進(jìn)行成像。TSPO 是一種生物標(biāo)志物，在巨噬細(xì)胞和HSC 細(xì)胞中有表達(dá)。研究表明，TSPO 特異性放射性示蹤劑18F-FEDAC 的攝取與大鼠肝臟纖維化的損傷程度密切相關(guān)［38］。

在肺纖維化中，整合素靶向性示蹤劑18F-Fluciclatide被用作PET 對比劑，它與整合素αvβ3 和αvβ5 具有高親和性，后者在內(nèi)皮細(xì)胞和肌成纖維細(xì)胞中存在過表達(dá)；在許多病理條件下，如纖維化和癌癥中也存在過表達(dá)［39］。由于整合素的過表達(dá)在成纖維細(xì)胞分化為內(nèi)皮細(xì)胞過程中起重要作用，因此該技術(shù)具有對腸纖維化中早期的成纖維細(xì)胞分化實(shí)現(xiàn)可視化和量化的潛力［40］。

另一種分子顯像劑是靶向膠原的PET 探針68Ga-CBP8，是MRI 纖維化探針EP-3533 的類似物［41-44］。其被證實(shí)可成功檢測博萊霉素誘導(dǎo)的小鼠模型的肺纖維化［45］，且顯示出對肺纖維化的高特異性和高靶背景比。

應(yīng)用前景

目前可用于診斷技術(shù)和臨床試驗(yàn)中的替代終點(diǎn)的敏感性和特異性相對較低，以及相對缺乏無創(chuàng)的和縱向評估纖維化的工具和技術(shù)等也是臨床研究進(jìn)展緩慢的部分原因。

未來，這些問題有望通過可識別纖維化的敏感且特異的生物標(biāo)志物來解決。理想情況下，這些生物標(biāo)志物應(yīng)該盡可能簡便且無創(chuàng)的對纖維化進(jìn)行定性和定量。這將實(shí)現(xiàn)對纖維化更準(zhǔn)確地監(jiān)測，并促進(jìn)新療法的臨床轉(zhuǎn)化（例如征募適合不同療法患者，并對治療效果進(jìn)行監(jiān)測）。因此，開發(fā)用于無創(chuàng)成像的探針和技術(shù)將對腸纖維化的診療具有重要意義。