动脉粥样硬化易损斑块(VAP)破裂容易导致急性心血管事件。在斑块破裂前早期诊断VAP并有效干预是临床十分关注的问题。研究者们一直致力于开发性能优异的靶向相对分子质量1.8×104转位蛋白(TSPO)的探针，通过这类探针反映斑块中活化巨噬细胞数量，从而评价VAP。首都医科大学附属北京安贞医院李全等对2种新的TSPO靶向探针——18F-FDPA和18F-LW223，进行对比研究。通过在腹主动脉VAP兔模型中开展实验，该研究发现18F-FDPA可对易损斑块进行早期显像，与18F-LW223相比能提供信噪比更佳的图像。
研究背景
动脉粥样硬化易损斑块(vulnerable atherosclerotic plaque， VAP)是指具有破裂倾向、易于发生血栓或进展迅速的危险斑块。超过70%的急性心血管事件是由斑块破裂和继发血栓形成所致［1］，且事件发生前常无明显前驱症状。如何在斑块破裂前对VAP早期诊断、并通过有效措施干预是迫切需要解决的临床问题。巨噬细胞是导致并增加斑块易损性的重要“罪犯”细胞。研究表明，靶向相对分子质量1.8×104转位蛋白(translocator protein, TSPO)的探针能通过反映斑块中活化巨噬细胞数量来评价VAP［2］。目前用于VAP显像临床研究的TSPO探针主要是N-甲基-11C-(R)-1-(2-氯苯基)-N-(1-甲基丙基)-3-异喹啉甲酰胺［N-methyl-11C-(R)-1-(2-chlorophenyl)-N-(1-methylpropyl)-3-isoquinolinecarboxamide,11C-PK11195］，但11C-PK11195的非特异性摄取太高，导致图像信噪比较低［3］。
18F具有优良的半衰期和核素性质，对经典TSPO探针18F-N,N-二乙基-2-{2-［4-(2-氟乙氧基)苯基］-5,7-二甲基吡唑［1,5-a］并嘧啶-3-基}乙酰胺［N,N-diethyl-2-(2-(4-(2-fluoroethoxy)-phenyl)-5,7-dimethylpyrazolo［1,5-a］pyrimidin-3-yl)-acetamide, DPA-714］的乙二醇链进行修饰，将18F直接与苯环相连，得到N,N-二乙基-2-［2-(4-18F-氟苯基)-5,7-二甲基吡唑［1,5-a］并嘧啶-3-基］乙酰胺［N,N-diethyl-2-(2-(4-18F-fluorophenyl)-5,7-dimethylpyrazolo［1,5-a］pyrimidin-3-yl)acetamide,18F-FDPA］，从而提升了代谢稳定性。研究表明，18F-FDPA与TSPO的Ki值为(2.0±0.8) nmol/L，具有很高的亲和性；同时与中枢苯二氮受体的亲和性远低于18F-DPA-714(Ki值分别为>1 mmol/L和＞10 μmol/L)，具有更好的特异性［4］。笔者前期研究发现，18F-FDPA 在正常大鼠活体内血液清除较快，在正常非靶组织(肝、肺等)的摄取很低［5-6］。18F-(R)-(N-仲丁基)-3-氟甲基-N-甲基-4-苯基喹啉-2-甲酰胺［(R)-(N-sec-butyl)-3-fluoromethyl-N-methyl-4-phenylquinoline-2-carboxamide, LW223］为新一代TSPO靶向探针，克服了既往探针在体内分布易受rs6971遗传多态性影响的不足。本研究采用18F-FDPA和18F-LW223对兔腹主VAP模型进行显像，探讨2种探针用于PET显像及评估抗VAP药物治疗效果的可行性和效能。
材料与方法
结 果
1. 18F-FDPA和18F-LW223的制备。18F-FDPA制备时间为68 min，未衰减校正的放射化学产率为(20.1±1.5)%。产品经HPLC鉴定，放化纯>98%，比活度为371～626 GBq/μmol。18F-LW223的放射峰是保留时间为10.54 min和11.49 min的双峰，与标准品19F-LW223的紫外双峰保留时间(9.81 min和10.91 min)一致。18F-LW223未衰减校正的放射化学产率为(26.2±1.9)%，放化纯>99%，比活度为653～987 GBq/μmol。
2. PET/CTA同机融合显像(图1)。18F-FDPA在3组不同时间点(第12、16和24周末) PET/CTA显像中，TBR值间差异均有统计学意义(F值：组间83.21，时间效应144.88，交叉效应68.09；均P<0.001)。在第12周末显像中，3组腹主动脉区域均无明显显像剂摄取增高灶，TBR值分别为0.77±0.15、0.90±0.17和0.82±0.13。在第16和24周末显像中，B组的TBR值（1.40±0.24和3.66±0.68）均高于同期时间点的C组（1.18±0.09和1.63±0.20,均P<0.05）和A组（0.89±0.13和0.88±0.11,均P<0.001）；C组TBR值均高于同期时间点的A组（均P<0.01）。
18F-LW223在3组不同时间点PET/CTA显像中，腹主动脉区域均无明显显像剂摄取增高灶(F值: 组间2.66，时间效应0.98，均P>0.05；交叉效应F=4.28，P=0.005)。3组在不同时间点TBR值变化的趋势不同，其中B组的第24周末TBR值（0.83±0.14）高于第12和16周末（0.72±0.28和0.66±0.29,均P<0.05）；余差异均无统计学意义(均P>0.05)。
在第12、16和24周末，3组18F-FDPA的TBR值均明显高于18F-LW223的TBR值，差异均有统计学意义(t值：2.88～36.79，均P<0.05)。
分析同机CTA图像：仅B组第24周末18F-FDPA高摄取的腹主动脉病变部位似见低密度脂质斑块，管腔轻度狭窄。余各组及各时间点兔腹主动脉CTA图像均未见明显异常。
3.病理HE及免疫荧光CD68和TSPO分析。第24周末3组病理HE染色表明，腹主动脉18F-FDPA 高摄取区域的动脉内膜增厚，脂质核、泡沫细胞和炎性病变细胞浸润增多，表明18F-FDPA摄取与VAP之间呈正相关。巨噬细胞CD68和TSPO免疫荧光分析进一步证实巨噬细胞在这些VAP区域中的表达。A组腹主动脉管壁正常，未见CD68和TSPO巨噬细胞高表达。B组和C组腹主动脉管壁内膜增厚，脂核大，泡沫细胞多，坏死脂质核心内和周围CD68和TSPO阳性巨噬细胞浸润增多，且B组明显多于C组(图2)。
讨 论
TSPO曾被称为外周苯二氮类受体，主要位于细胞线粒体外膜上，参与胆固醇转运或类固醇生成等细胞功能。近年的研究结果显示，TSPO在动脉斑块炎性病变区域的活化巨噬细胞中呈高表达［2］。巨噬细胞在黏附因子和趋化因子作用下，逐渐分化成巨噬细胞源性泡沫细胞，最终细胞凋亡和坏死导致破裂、胞质内脂质溢出形成斑块的脂质核心［9］。易损斑块内巨噬细胞促进炎性反应并降解细胞外基质蛋白和纤维帽，使斑块纤维帽变薄，上述因素导致斑块的不稳定，易于发生糜烂和破裂。成熟的单核细胞比促单核/髓细胞具有更高的TSPO表达。在体外培养的人巨噬细胞中TSPO的表达是血管平滑肌细胞的20倍左右，被激活后，TSPO表达水平又会增加2～3倍［10］。
本研究使用靶向TSPO的2种探针18F-FDPA和18F-LW223，对探针在同一斑块模型中的图像质量进行比较，以筛选性能更佳的VAP探针。18F-FDPA此前由于合成产率太低，应用受限。研究者先后对该探针的合成工艺进行优化，使18F-FDPA从最初的放射化学转化率＜3%提高至未校正的放射化学产率(19.9±1.7)%［4-5,11-12］。该探针在大鼠脑神经炎性病变(脑缺血和阿尔茨海默病)模型的病灶中有特异性浓聚［4］。18F-LW223为第3代TSPO探针，在人脑和心脏样本中，18F-LW223与TSPO的结合不受人rs6971基因多态性的影响。在急性心肌梗死大鼠显像中，18F-LW223能够准确定位梗死区巨噬细胞驱动的炎性病变［13-14］。但目前尚无2种探针在VAP模型中的显像研究。
本研究中，18F-FDPA 在肺、肠道等非靶器官的清除很快，图像本底很低。其在腹主动脉区域的摄取随高脂喂养时间的延长而增加，且B组易损斑块摄取明显高于其他2组。18F-LW223在肺、血池等非靶器官的清除慢，图像本底高，与既往文献报道一致［8］。可能受血池中高本底的影响，18F-LW223摄取在兔腹主动脉粥样硬化病变造模区域均无明显增高，且B组中18F-LW223的TBR整体低于18F-FDPA。因此，18F-FDPA可能更适合VAP显像。
既往靶向TPSO的斑块显像研究多采用小鼠模型。S-N,N-二乙基-9-(2-18F-氟乙氧基)-5-甲氧基-2,3,4,9-四氢-1H-咔唑-4-甲酰胺［S-N,N-diethyl-9-(2-18F-fluoroethyl)-5-methoxy-2,3,4,9-tetrahydro-1H-carbazole-4-carboxamide,18F-GE-180］［15］和N-［2-(2-18F-氟乙氧基)-5-甲氧基苄基］-N-［2-(4-甲氧基苯氧基)吡啶-3-基)］乙酰胺［N-(2-(2-18F-fluoroethoxy)-5-methoxybenzyl)-N-(2-(4-methoxyphenoxy)pyridin-3-yl)acetamide,18F-FEMPA］［16］在动脉粥样硬化的低密度脂蛋白受体(low density lipoprotein receptor, LDLR)-/-载脂蛋白(apolipoprotein, Apo)B100/100小鼠模型中的主动脉显像和N-(5-氟-2-苯氧基苯基)-N-(2-18F-氟乙基-5-甲氧基苄基)乙酰胺［N-(5-fluoro-2-phenoxyphenyl)-N-(2-18F-fluoroethyl-5-methoxybenzyl)acetamide,18F-FEDAA1106］［17］在ApoE-/-小鼠颈动脉粥样硬化斑块显像显示，上述探针在肺等邻近主动脉的非靶器官具有高摄取，严重影响了图像质量。Zhang等［18］报道的N-18F-氟乙酰基-N-(2,5-二甲氧基苄基)-2-氨基二苯醚［N-18F-fluoroacetyl-N-(2,5-dimethoxybenzyl)-2-phenoxyaniline,18F-PBR06］在ApoE-/-小鼠粥样硬化病灶有明显摄取，22周时斑块/肌肉比达到8.09±1.12，显著高于对照组。同时32周ApoE-/-小鼠的斑块/肌肉比明显高于22周ApoE-/-小鼠。Kopecky等［19］的研究用2-{6-氯-2-［4-(3-18F-氟-丙氧基)苯基］咪唑并［1,2-a］吡啶-3-基}-N,N-二乙基乙酰胺［2-(6-chloro-2-(4-(3-18F-fluoropropoxy)phenyl)imidazo［1,2-a］pyridin-3-yl)-N,N-diethylacetamide,18F-PBR111］在ApoE-/-小鼠动脉粥样硬化模型进行显像，发现斑块中的摄取显著提高，其中TSPO定位于CD11b+单核细胞衍生的巨噬细胞。上述研究证实了靶向TSPO探针用于检测和量化动脉粥样硬化病变的可行性。但是小鼠斑块体积较小，较难进行活体定位。与上述探针相比，本研究所使用的18F-FDPA具有肺、血池、肠道等部位本底低的优点。同时本研究采用兔腹主动脉拉伤模型，用CTA对腹主动脉进行精准定位，可以更准确地在体定位斑块所在位置。
本研究的不足之处在于：(1)样本量偏小，对实验结果可能造成统计学偏倚；(2)由于检测条件的限制，本研究中巨噬细胞免疫荧光CD68和TSPO染色未能成功进行同张切片共定位，而是采用相邻切片分别染色。上述问题都需要在下一步实验中加以完善。
综上，18F-FDPA可对易损斑块进行早期显像，与18F-LW223相比能提供信噪比更佳的图像，有潜力用于易损斑块的早期鉴别和降脂药物治疗的疗效监测。
