蔡伟波博士Nature子刊发布医学新技术

　　

生物通报道  由来自多个机构的研究人员组成的一个研究小组，开发了一种新型的胃肠道（GI）纳米级显像剂。这种安全的、非侵袭性的方法可实时评估胃肠道的功能和特性，有可能促成更好地诊断和治疗肠道疾病。

小肠细菌过度生长、肠激惹综合征和炎性肠病一类的疾病都发生在肠道中，可在罹患糖尿病和帕金森病等疾病的患者中导致严重的后果（延伸阅读：Science医学：用细菌来治病 ）。

直到现在，还没有一种好的方法用来对肠道进行功能成像。在发表于7月6日《自然生物技术》（Nature Nanotechnology）杂志上的论文中，研究人员证实通过一种利用光声成像和正电子发射断层成像（PET）的互补方法，他们制造出了一种多模式功能性显像剂，可用于对肠道进行实时非侵入性功能成像。

在这项研究中，威斯康星大学麦迪逊分校的放射学、医学物理学和生物医学工程学副教授蔡伟波（Weibo Cai），与纽约州立大学生物医学工程学助理教授Jonathan Lovell，以及韩国浦项工科大学创造性信息技术工程学助理教授Chulhong Kim展开了合作。研究小组开发出了一种可为成像提供极好的光学对比度的纳米粒子，其不会被机体吸收，且能耐受胃和肠道的严酷环境。

目前，是让患者喝下一种叫做钡剂的白色液体，然后影像学技术员再通过X射线和超声来查看肠道。这些方法具有许多的局限性，包括射线照射可到达目标的难易程度和可能性。

研究人员的纳米粒子中包含一些明亮的染料。患者仍然要喝下一种液体，这一液体中包含这些纳米粒子，使得影像学技术员能够非侵入性地查看用光声成像照亮的肠道。“我们可以实时看到肠道的运动，”Lovell说。

蔡伟波和Lovell合作采用了两种成像技术。蔡伟波专攻PET成像。这是一种利用放射性同位素示踪剂的技术，现在医疗保健机构中用于进行非侵入性的全身成像。Lovell和Kim的专长则是光声成像，这一技术是利用超声通过光成像来生成高清晰度的影像。

光声技术可以生成高清晰度影像，而PET成像可以深入穿透，对全身成像。两者结合可提供最多的信息：深入机体内的高清晰度影像，可查看肠道和全身。

到目前为止，研究人员已在小鼠中成功完成了测试试验，他们希望能够很快推动进入人类试验。蔡伟波说：“这是第一项研究利用了两种成像技术。这两种成像技术能够很好地协同发挥作用，让我们得到所有我们需要的信息。”

Lovell和蔡伟波感到兴奋的是，他们知道这种新的显像剂对患者有可能意味着什么。“我们有可能导致一种范式转变，使得能够对肠道功能进行更多的常规检测。这将让整体健康获益，”Lovell说。

蔡伟波希望，这种显像剂能够针对性地寻找到一些疾病相关的标记物，并可在不久的未来投入临床应用。他说：“这是我对于一种显像剂所有的期待，并且由于我们利用的是FDA批准的药剂来生成这些纳米粒子，它是安全的。这就是我对此感到如此兴奋的原因。这是很有前景的第一步。”

（生物通：何嫱）

作者简介：

蔡伟波

1995年毕业于南京大学获学士学位，分别于2000年，2004年获得美国加州大学硕士和博士学位。2005年至2008年在美国斯坦福大学从事博士后研究工作。2008年至今，在美国威斯康星大学麦迪逊分校任职，现为放射学、医学物理学和生物医学工程学副教授。蔡博士主要从事分子影像和纳米材料的研究工作。蔡博士已在Journal of Nuclear Medicine等国际知名期刊和会议上发表学术论文110余篇，编写过11本专著的章节。获得过欧洲核医学协会斯普灵奖，SNM 青年教授协会最佳基础科学奖，威斯康辛MERC合作计划新人奖等奖励。目前担任美国核医学分子影像杂志的执行主编。

生物通推荐原文摘要：

Non-invasive multimodal functional imaging of the intestine with frozen micellar naphthalocyanines

There is a need for safer and improved methods for non-invasive imaging of the gastrointestinal tract. Modalities based on X-ray radiation, magnetic resonance and ultrasound suffer from limitations with respect to safety, accessibility or lack of adequate contrast. Functional intestinal imaging of dynamic gut processes has not been practical using existing approaches. Here, we report the development of a family of nanoparticles that can withstand the harsh conditions of the stomach and intestine, avoid systemic absorption, and provide good optical contrast for photoacoustic imaging. The hydrophobicity of naphthalocyanine dyes was exploited to generate purified ∼20 nm frozen micelles