一种TSPO转位蛋白PET探针在神经炎症中的显影方法技术

本发明专利技术涉及一种TSPO转位蛋白PET探针在神经炎症中的显影方法，属于医学影像技术领域。方法包括创建脑缺血大鼠模型，利用小动物PET扫描仪进行PET成像处理；分别评估18F‑VUIIS1009A和18F‑VUIIS1009B的结合特异性；进行PET图像共配准及分析，并利用动脉血浆输入功能AIF进行成像分析，生成每个放射性示踪剂的Logan图和总分布体积VT的参数图像；通过使用健康大脑作为参考区域的参考Logan模型，生成用于结合能力常数BPND的参数图像；并进行统计分析。本发明专利技术能够更加精确的反应TSPO在神经系统疾病中的表达状况，从而能够更为精确的评估神经炎症在多种神经系统疾病中的进展程度。

【技术实现步骤摘要】
一种TSPO转位蛋白PET探针在神经炎症中的显影方法
本专利技术涉及一种TSPO转位蛋白PET探针在神经炎症中的显影方法，属于医学影像

技术介绍
目前，神经炎症是对中枢神经系统(CNS)局部损伤或远端病理事件的反应，通常发生在多种神经系统疾病中，包括阿尔茨海默氏病(AD)，帕金森氏病(PD)，多发性硬化症(MS)，亨廷顿舞蹈病(HD)和肌萎缩性侧索硬化症(ALS)。神经炎症通常在各种神经病理学中起着重要作用，针对神经炎症的诊断和治疗通常被认为对疾病进展的监测和新疗法的评估至关重要。在这些实验中，神经影像学提供了一种非侵入性工具来表征和监测体内神经炎症。作为神经影像学方法之一，正电子发射断层扫描(PET)可用于纳摩尔水平，同时以高灵敏度和特异性可视化定量分子靶标。Translocatorprotein(TSPO，18kDa)是用于神经发炎的最流行的PET成像生物标志物之一，在神经炎症研究中经历了20多年的实验验证。TSPO正式称谓为外周苯二氮卓类受体，是一种线粒体外膜蛋白，主要位于包括肺，心脏，肾脏和鼻上皮在内的外周器官中。在健康的大脑中，TSPO的表达水平极低，但是当小胶质细胞因脑损伤而在神经炎症中被激活时，TSPO的表达会过高。TSPO的过度表达被认为是许多神经系统疾病(包括中风，AD，PD，MS，HD和ALS)中神经炎症的生物标志物。在先前的实验中，TSPO成像已被用作在临床和临床前实验中阐明神经炎症作用并评估对脑疾病的治疗作用的强大工具。在过去的几十年中，已开发了许多TSPO-PET放射性示踪剂来实验多种疾病中的神经炎症。在这些放射性示踪剂中，迄今为止最常用的一种是11C-PK11195，但它有几个局限性，包括高非特异性结合，低脑渗透，低信噪比(SNR)，低灵敏度，量化能力差。因此，进行了许多实验以开发新型TSPO放射性示踪剂，包括标记有11C(11C-DAA1106、11C-PBR28)或18F(18F-FEDAA1106、18F-FEPPA，18F-PBR06)的苯氧基芳基乙酰胺衍生物，咪唑并吡啶衍生物(11C-CLINME)和吡唑并嘧啶衍生物(18F-DPA-714)。其中，18F-DPA-714是具有高TSPO结合亲和力的吡唑并嘧啶放射性示踪剂。标有18F的18F-DPA-714具有比11C-PK11195(20分钟)更长的半衰期(110分钟)。它广泛用于TSPO-PET成像中，以动态监测脑部炎症反应和疾病进展，并显示出更高的生物利用度，更低的非特异性结合和更高的不可置换结合潜能(BPND)。使用18F-DPA-714的临床实验已在ALS，AD和中风后实验中进行，在神经影像学实验中显示出巨大的希望。尽管TSPOPET成像已在多种神经炎性疾病中进行，但仍存在一些缺点，包括相对较低的神经炎性摄取，低SNR和对TSPO表达的小差异(对半定量参数(％ID/cc或SUV)。为了克服这些限制，TSPO成像中经常引入诸如VT，BPND和DVR之类的宏参数，目的是充分表征放射性示踪剂的药代动力学，TSPO表达水平，以及提高SNR和改善成像视觉效果。实际上，具有较高结合特异性的放射性示踪剂通常表现出较高的宏观参数值(如BPND)，较高的SNR，因此在PET成像中具有更好的视觉效果，以及对TSPO密度变化的较高灵敏度。通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：(1)现有的11C-PK11195放射性示踪剂存在高非特异性结合，低脑渗透，低信噪比(SNR)，低灵敏度，量化能力差。(2)现有将TSPOPET成像应用到多种神经炎性疾病中，仍存在相对较低的神经炎性摄取，低SNR和对TSPO表达的探测低灵敏度。解决以上问题及缺陷的难度为：(1)缺少具有高灵敏度，低信噪比，量化能力强的TSPO-PET探针。(2)缺少相应探针的诊断与影像评估及分析方法。(3)缺少临床前及临床诊断及相应的分析数据。解决以上问题及缺陷的意义为：能够更加精确的反应TSPO在神经系统疾病中的表达状况，从而能够更为精确的评估神经炎症在多种神经系统疾病中的进展程度，并在此基础上评估神经炎症对于此类疾病诊断与治疗的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决如何能够更加精确的反应TSPO在神经系统疾病中的表达状况，从而能够更为精确的评估神经炎症在多种神经系统疾病中的进展程度的技术问题。为达到解决上述问题的目的，本专利技术所采取的技术方案是提供TSPO转位蛋白探针在神经系统疾病中的应用,通过PET图像共配准及动态PET数据分析；并利用动脉血浆输入功能AIF进行成像分析，生成每个放射性示踪剂的Logan图和总分布体积VT的参数图像；通过使用健康大脑作为参考区域的参考Logan模型，生成用于结合能力常数BPND的参数图像。优选地，TSPO转位蛋白探针设为18F-VUIIS1009A和18F-VUIIS1009B。本专利技术提供一种TSPO转位蛋白PET探针在神经炎症中的显影方法，包括以下步骤：步骤1：使用TSPO转位蛋白探针18F-VUIIS1009A，18F-VUIIS1009B和18F-DPA-714注射入脑缺血大鼠模型中，并利用小动物PET扫描仪对脑缺血大鼠进行PET成像处理；步骤2：通过对非放射性类似物的置换，分别评估18F-VUIIS1009A和18F-VUIIS1009B的结合特异性；步骤3：进行PET图像共配准及动态PET数据分析；并利用动脉血浆输入功能AIF进行成像分析，生成每个放射性示踪剂的Logan图和总分布体积VT的参数图像；步骤4：通过使用健康大脑作为参考区域的参考Logan模型，生成用于结合能力常数BPND的参数图像；步骤5：进行统计分析；所有定量数据均表示为平均值±标准偏差，使用GraphPadPrism5软件估计在测试条件和重新测试条件下区域结果参数之间的关系。优选地，所述步骤3中图像分析的PET图像共配准，其方法为：使用InveonResearchWorkplace4.0软件首先对相应的CT图像进行配准，进行脑区域的空间对准，生成用于共注册的转换文件；将生成的转换文件作为输入，来注册相应的PET图像，使用注册的PET图像绘制ROI，分析体素的值并计算参数图。优选地，所述步骤3中进行动态PET数据分析的方法为：使用PMOD3.4版图像分析软件和InveonResearchWorkplace4.0对PET图像进行分析；ROI是在纹状体和皮质的同侧和对侧手动绘制的；使用基于血浆输入的Logan分析生成参数VT图像，所有分析的血浆贡献因子vp均设置为0.05；对于相同的动物，还使用Logan参考组织模型以对侧脑部TAC作为输入来生成参数化BPND图像；对于DVR或BPND确定和参数化图像生成，使用SRTM方法，以对侧大脑作为参考组织来计算k2_REF；对于每个放射性示踪剂，使用从正常和参数PET图像中相同体素确定的参数分析％ID/cc，BPND和VT的相关性；使用Pearson相关系数r分析相关性，并使用Gr本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.TSPO转位蛋白探针在神经系统疾病中的应用,其特征在于：通过PET图像共配准及动态PET数据分析；并利用动脉血浆输入功能AIF进行成像分析，生成每个放射性示踪剂的Logan图和总分布体积VT的参数图像；通过使用健康大脑作为参考区域的参考Logan模型，生成用于结合能力常数BPND的参数图像。/n

【技术特征摘要】
1.TSPO转位蛋白探针在神经系统疾病中的应用,其特征在于：通过PET图像共配准及动态PET数据分析；并利用动脉血浆输入功能AIF进行成像分析，生成每个放射性示踪剂的Logan图和总分布体积VT的参数图像；通过使用健康大脑作为参考区域的参考Logan模型，生成用于结合能力常数BPND的参数图像。


2.如权利要求1所述的TSPO转位蛋白探针在神经系统疾病中的应用，其特征在于：TSPO转位蛋白探针设为18F-VUIIS1009A和18F-VUIIS1009B。


3.一种TSPO转位蛋白PET探针在神经炎症中的显影方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：使用TSPO转位蛋白探针18F-VUIIS1009A，18F-VUIIS1009B和18F-DPA-714注射入脑缺血大鼠模型中，并利用小动物PET扫描仪对脑缺血大鼠进行PET成像处理；
步骤2：通过对非放射性类似物的置换，分别评估18F-VUIIS1009A和18F-VUIIS1009B的结合特异性；
步骤3：进行PET图像共配准及动态PET数据分析；并利用动脉血浆输入功能AIF进行成像分析，生成每个放射性示踪剂的Logan图和总分布体积VT的参数图像；
步骤4：通过使用健康大脑作为参考区域的参考Logan模型，生成用于结合能力常数BPND的参数图像；
步骤5：进行统计分析；所有定量数据均表示为平均值±标准偏差，使用GraphPadP...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐德伟，郝勇，黄辰，刘建军，管阳太，丁凡，白书维，
申请(专利权)人：上海交通大学医学院附属仁济医院，
类型：发明
国别省市：上海;31