新技术！肺腺癌早期诊断、分期及监测的无辐射工具

近日，美国佐治亚州立大学及美国埃默里大学医学院研究团队合作共同在期刊《ScienceAdvances》上发表了研究论文，题为“Early detection of invasive lung cancer and multiorgan metastasis by a collagen-targeted protein MRI contrast agent”，本研究开发了靶向I型胶原蛋白的蛋白质MRI造影剂hProCA32.Collagen，其弛豫率比临床使用的钆对比剂高出10倍，具有强Gd³⁺结合能力、高稳定性及低毒性风险。利用hProCA32.Collagen进行精准MRI成像，可实现对肺部肿瘤和转移灶的早期、无创检测与定量分析，对比度优于CT和常规MRI。本研究展示了在肺部和肾上腺中同时通过MRI检测原发肿瘤和转移灶，并结合胶原蛋白成像的技术应用。该方法为肺腺癌（LUAD）的早期诊断、分期和监测提供了一种无辐射的工具。

肺癌转移灶临床影像检测现状：CT与MRI在微小病灶识别中的局限与挑战

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肺癌是导致癌症相关死亡的首要原因，主要由于转移灶累及多个器官，包括淋巴结、肾上腺、肝脏、肾脏、脑部和骨骼。临床影像学方法如计算机断层扫描（CT）难以以高灵敏度和特异性可靠地检测小于1厘米的肿瘤，且存在辐射风险。大多数肺癌病例在发生转移后才被诊断，而肺部、肾上腺、肝脏和肾脏中的微小转移灶无法通过使用获批造影剂的CT和磁共振成像（MRI）检出。高分辨率CT（HRCT）对3至5毫米结节的敏感性仅为54%至68%。CT对软组织转移的敏感性也较差（20%至47%）。较高的漏诊率导致了复发风险，同时CT还容易将非癌性结节误判为肿瘤，假阳性率高达95%。由于软组织对比度和特异性有限，检测小于0.5厘米的远处转移灶更具挑战性。

hProCA32.胶原蛋白具有极强的渗透性，可穿透肿瘤

02

hProCA32.Collagen注射后皮下肿瘤的MRI信号强度逐渐增加，在注射后24小时达到峰值。 注射Gadovist的小鼠在注射后5分钟至3小时内表现出肿瘤CNR的变化，这些变化在注射24小时后的T1W成像中完全消失。然而，在T2W成像中，研究人员观察到注射后皮下肿瘤变暗，导致CNR增强值为负。AUC分析进一步表明，与非靶向hProCA32相比，hProCA32.Collagen在T1W和T2W中的CNR增强百分比提高了1.6至2.6倍，且与Gadovist相比，T1W的CNR增强百分比提高了6倍。在hProCA32.胶原蛋白注射后，最初在LKB1皮下肿瘤的肿瘤边缘和血管处观察到MRI增强，最终扩散至整个肿瘤核心。免疫荧光染色证实了强烈的肿瘤渗透，显示出在内皮标志物CD31之外存在强烈且广泛分布的红色荧光标记。相比之下，在正常肺和肝组织中仅检测到极少的免疫染色，表明注射24小时后具有选择性的肿瘤靶向性。这些发现验证了hProCA32在体内有效的肿瘤渗透性和胶原蛋白靶向能力。凸显了胶原蛋白在增强肺肿瘤分子成像方面的潜力。

肿瘤渗透性与hProCA32的滞留

结论

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总之，研究人员开发了一种靶向胶原蛋白的蛋白质MRI对比剂hProCA32。研究人员展示了该技术能同时检测原发性肺肿瘤及肺部和肾上腺的转移灶，并能对侵袭性肿瘤边缘进行胶原图谱绘制。这项技术在无有害辐射的情况下，在早期诊断、分期、疾病监测和药物研发方面具有巨大潜力。该成像剂检测LKB1/STK11突变肺癌的能力也至关重要，因为这些突变可作为免疫检查点阻断疗法耐药性的生物标志物。

参考资料：

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adz6815-contributors

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