刘云，张蕾磊，胡海宇，姚庆强

    生物敏感MRI造影剂的研究新进展

    刘云，张蕾磊，胡海宇，姚庆强

    磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)以其非侵入性，无辐射损伤，无骨质伪影，安全性好，空间分辨率和对比度高，可向任意方位断层扫描等技术灵活性，成为了临床医学诊断的重要手段。但是，某些不同组织或肿瘤组织的弛豫时间差别较小，成像时很难获得足够的信号差，造成 MRI 诊断困难，不能进行动态扫描和测定器官的功能等缺陷，因此需在被检测对象中加入一类能改变氢质子弛豫时间的物质来提高磁共振成像的敏感性和分辨率，这种物质被称为磁共振成像造影剂。临床上 50% 以上的磁共振扫描需要用造影剂来增强成像对比度。

    MRI 造影剂主要是一些顺磁性或超顺磁性物质，通过缩短体内局部质子弛豫时间(加快弛豫速率)，提高正常部位与患病部位的成像对比度，从而显示体内器官的功能状态。根据弛豫理论和 SBM(Solomon-Bloembergen-Morgan)方程[1]可知，影响造影剂弛豫速率的主要因素包括配位水分子数目()、配位水分子交换速率(τM)和配合物旋转相关时间(τR)。因此，提高造影剂的弛豫效率可通过增加化合物配位水分子的数目，提高配位水分子的交换速率以及延长配合物的旋转相关时间来实现。

    自 1988 年第一个 MRI 造影剂钆-二乙三胺五乙酸(Gd-DTPA)投入市场以来，研究者对 MRI 造影剂进行了更加深入的研究，以提高磁共振成像的灵敏度、对比度和特异性。目前应用于临床 MRI 诊断的造影剂多数为非特异性造影剂，属于胞外试剂，仅局限于解剖学特征的增强，无法检测生物体内的生化过程。因此，研发一类智能型或生物敏感型 MRI 造影剂是当前的发展热点，这类造影剂的弛豫率受生理条件或活动的调节，比如酶、金属离子浓度、pH 值、温度等，并对生理环境的改变做出相应的改变，因而能够用来监测生物体内的生理和新陈代谢过程[2-3]。研究表明，智能型 MRI 造影剂不仅能够提高 MRI 对病变的检测灵敏度，而且能够针对病变的信号分子进行分子成像，从而实现对生物活性分子、生理变化和其他分子进行功能性检测与成像。

    1 酶激活造影剂

    临床上，多种疾病都伴随着酶含量和活性的改变，通过设计合成一类酶激活造影剂可以检测特定酶的活性及分布进而判断疾病的状态，其设计思路是：将造影剂与某些酶底物基团相连，此时造影剂处于“磁共振静默”状态，即弛豫效能较低，成像较弱，而当病变或者生理环境改变使特定的酶生成时 ......