癌症医学中的成像技术提供的不仅仅是关于癌变溃疡的规模和位置的信息。有一些现代方法可以精确地描述肿瘤细胞的特征,例如通过它们表面携带的特定分子。这些额外的信息为医生提供了准确的癌症类型的关键线索,并使他们能够预测病人对某种特定形式的治疗有反应的可能性。
正电子发射断层扫描(PET)就是这样一种技术。与计算机断层扫描或磁共振成像不同,PET不显示身体组织,而是在扫描之前将体内放射性标记的分子(称为示踪剂)注射到患者的血液中。根据锁与钥匙原理,它们附着在细胞表面的某些分子上。通过放射性辐射,特别是带有这些表面分子的细胞组织在PET扫描上是可见的。来自苏黎世联邦理工学院、保罗谢勒研究所和默克密理博公司的研究人员现在已经开发出一种新的PET示踪剂,可以与叶酸受体结合。这种受体很有趣,因为它在许多癌症类型的细胞表面积累。PET扫描提供了肿瘤的大小和位置以及细胞表面叶酸受体密度的信息。
世界上第一个临床试验
由苏黎世联邦理工学院药物科学研究所的教授Simon Ametamey和Roger Schibli领导的研究小组已经成功地在患有宫颈肿瘤的小鼠身上测试了他们的新物质。下一步,科学家们想要研究这种物质在人类身上是否同样有效。包括苏黎世大学医院在内的几家瑞士医院正在筹备一项针对卵巢癌、肺癌和肠癌患者的试点研究。这将是首个针对PET患者的叶酸受体标记物的临床试验。
如果这种物质被证明是合适的,科学家们想用它来预测未来化疗的效果。他们主要考虑的是新一代的抗癌药物,这种药物也可以与叶酸受体结合,然后将药物输送到癌细胞中,在那里发挥其治疗效果。
个人化药物
“我们的PET示踪剂为细胞毒性物质靶向治疗方法提供了重要的附加信息,”Ametamey说。毕竟,这种新疗法的一个难点在于,并非所有患者的癌细胞都携带叶酸受体。在卵巢癌、子宫颈癌和脑肿瘤的病例中,90%的患者有这种症状,肺癌患者约占四分之三,乳腺癌患者约占一半。对于没有这种受体的患者,这种新型化疗是无效的。
在这项新技术的帮助下,有可能预测病人是否会对这种治疗有反应。肿瘤中没有任何叶酸受体的患者可以避免这种治疗及其副作用。此外,医生可以使用新的PET示踪剂来更好地监测治疗的进展,并研究肿瘤是否在缩小。
使炎症可见
然而,新的PET示踪剂不仅对癌症医学很有趣,而且也是显示体内炎症反应的门票。毕竟,叶酸受体也出现在免疫系统的某些细胞的表面,巨噬细胞,只有当这些细胞在炎症反应中处于所谓的激活状态时才会出现。因此,这种新的标记物质可以用PET来显示炎症性疾病,如动脉硬化、关节炎或炎症性肠病。
此外,该物质的第三个应用领域也是可以想象的:药物开发。Schibli解释说:“如果我们有一种方法以非侵入性的方式检测慢性炎症反应,我们就可以更有效地测试抗炎药物的功效。”
瑞士唯一的实验室
使用放射性PET标记物质的工作在实验室基础设施方面提出了特殊挑战。苏黎世联邦理工学院是瑞士唯一拥有新放射性物质开发设施的实验室,同时满足生产用于人体临床试验的这些物质的需求。关键是制造高纯度和足够数量的分子。PET示踪剂不能储存,因为研究中使用的放射性同位素氟-18降解迅速(半衰期不到两小时)。因此,研究人员开发了一种非放射性前体分子,他们可以在最后一刻添加放射性的氟-18。最终产品必须在生产和质量控制后立即运送到患者手中。
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