原创靶向核素探针 让病毒体内现形

近日，健康报第六版在《原创靶向核素探针 让新冠病毒体内现形》通栏标题下，发表了北京大学肿瘤医院核医学科 杨志主任和朱华博士团队的研究，并刊发了编者按。

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编者按：2019-nCoV 病毒会发生突变，极大增加了人类对其认知的难度。而在人体内表达的血管紧张素转化酶2（ACE2），作为该病毒感染的重要靶标，一直保持在较为稳定的状态。因此，ACE2成为判断易感人群、评价感染者易损组织的关键。北京大学肿瘤医院杨志、朱华团队， 开发了一种靶向ACE2的探针68Ga-HZ20，使在体定量分析新冠病毒成为可能。该成果近日发表在《尖端科学》杂志上。


现全文转发，让我们了解一下团队在该领域的最新进展：


世界卫生组织公布的资料显示， 传染病的发病率和死亡率在所有疾病中占据第一位。病毒给人类的发展带来巨大挑战，新出现的病毒感染不断发生，大量的病毒性疾病（如流感、艾 滋病、2019-nCoV）一直缺乏有效的治疗药物。尽管人类已经对这些病毒形态、结构、感染性等重要参数充分了解，但依然无法有效对抗病毒。
现有技术无法在48小时内，对病毒感染的机体进行无创、实时、有效分析。难以从生物活体水平监测病毒代谢机制及免疫调节水平。为此，北京 大学肿瘤医院杨志、朱华团队提出根据分子影像优势特征，以2019-nCoV 进入生物体的唯一通道 ACE2 为靶标，构建新冠肺炎病毒侵入人体的受体型靶向新型核素探针的设想，希望利用分子影像手段在体无创定量分析新冠病毒易感器官ACE2的情况。

ACE2 观察新冠病毒的“窗口”

新 型 冠 状 病 毒 肺 炎（COVID-19），简称“新冠肺炎”。已有研究表明，2019-nCoV与严重急性呼吸综合征（SARS）类似，通过病毒棘突蛋白与ACE2作用，感染呼吸道上皮细胞等，影响人体健康。ACE2 作为 2019-nCoV 感染的重要靶标，在肾脏、胃肠、生殖系统也有较高表达。开发以ACE2为靶点的检测手段，是对抗病毒的有效手段之一。
此次研究中，团队开发了靶向 ACE2的探针 68Ga-HZ20，其特点在于可通过PET/CT 成像技术对人体器官ACE2表达进行定量分析。


ACE2分布 有助理解临床症状

成功研发出新探针后，团队依托 PET分子影像高灵敏度、定量分析的优势，进行了PET 核素标记的多肽对人体ACE2表达的分子成像研究，共对20名志愿者的PET显像进行了初步分析。
研究结果显示，本探针主要通过心血池及血液系统循环，通过肾脏代谢，代谢相对较快，在人体的残留量少。该探针在上呼吸道系统、眼球、男性睾丸中有较高摄取，而在肺部摄取较低。PET 影像结果显示探针在肾脏中高浓聚，在女性的乳腺、卵巢，男性的睾丸有较高的浓聚。其他器官包括鼻粘膜、眼结膜、食管、肝脏、胆囊和肠道中观察到中等放射性摄取。
有趣的是，本研究观察到年轻女性乳腺中ACE2表达，以往相关报道较少。另外，借助 PET/MR 显像，研究者首次观察到两名年轻女性卵巢黄体中有明显的ACE2摄取。新冠病毒感染可引起睾丸损伤，显像发现男性志愿者的睾丸有很明显的浓聚。这些发现可能为探讨年轻患者感染期间是否适合哺乳、生育、生殖细胞储存、生殖细胞捐献等问题提供一些线索。

研究者认为，新探针的显像结果有助于人们理解2019-nCoV感染者的临床症状。部分患者感染早期出现嗅觉缺失，68Ga-HZ20在鼻黏膜的摄取高于口咽和肺，这一结果与最近另一项研究结果一致。70%的感染者伴有腹泻，本研究亦观察到口咽、肠道和直肠摄取68Ga-HZ20，既往组织学研究表明ACE2在食管、回肠和结肠上部的上皮细胞和吸收性肠细胞中高度表达，这些发现支持新冠病毒粪口传播途径的可能性。

本研究发现双肾为探针浓聚程度最高的器官，肾皮质高于肾髓质，可能与肾脏高表达ACE2及探针经肾排泄有关。既往研究表明肾近端小管细胞中大量表达 ACE2，而急性肾损伤也是病毒感染后较为常见的现象。
这项研究提供的方法适用于活体、无创、反复监测体内ACE2表达情况。有助于明确病毒感染机制、分析个体差异，有望为人体的ACE2定量动态分布提供有效分析手段，为新冠肺炎易感人群防控、康复、监控等问题提供科学依据。