新科技CEST可以更好地了解腿部動脈粥樣硬化

米國 UVA Health（弗吉利亞大學健康中心）的心血管專家發(fā)現(xiàn)了一種跟蹤外周動脈疾病(PAD)的

新方法，這是一種涉及腿部動脈粥樣硬化的嚴重疾病，影響著全球超過2億人。研究人員表示，這

種方法將極大地有助于更好地了解這種減少血流到四肢的疾病，并改善患者的治療選擇。

UVA 研究人員能夠在運動結(jié)束時使用一種新的磁共振成像 (MRI) 技術(shù)來了解 PAD 對罹患該疾病

的患者小腿的影響，并將他們與正常志愿者區(qū)分開來。他們使用的方法稱為“化學交換飽和轉(zhuǎn)移

”（chemical exchange saturation transfer）或 CEST，產(chǎn)生的結(jié)果與當前的黃金標準相媲美

，后者不會產(chǎn)生圖像。他們發(fā)現(xiàn)，CEST 提供了額外的好處，而不需要許多醫(yī)院和研究人員無法獲

得的高度專業(yè)化的設(shè)備。

UVA Health 心血管內(nèi)科主任、弗吉尼亞大學醫(yī)學院心臟病學和放射學教授、研究員和影像專家

Christopher M. Kramer 醫(yī)學博士指出：CEST 的美妙之處在于它創(chuàng)建了肌肉中能量儲存的圖像，

我們可以將其與血流圖像相匹配。這讓我們對腿部動脈的動脈粥樣硬化如何導致下游肌肉出現(xiàn)問

題有了新的認識。

在 40 歲以上的米國人中，有 7% 以上的人患有 PAD，70 歲以上的人中有 29% 以上患有 PAD。

這種疾病會導致走路時疼痛、小腿冷或麻木、腿部或手臂疼痛、睡眠困難和勃起功能障礙等癥狀

，但也可能完全沒有癥狀。

缺乏足夠的血液流向四肢可能會使傷口難以愈合，并且在嚴重的情況下會導致截肢?，F(xiàn)有的治療

方法包括改善血流和控制疼痛的藥物；對于適當?shù)那闆r，醫(yī)生也可以考慮手術(shù)或放置支架以開放

阻塞的動脈等選擇。

UVA 確定的新診斷方法將促進更好地理解和治療 PAD。為了了解 CEST 是否適用于這一目的，研

究團隊進行了一項臨床試驗，將 CEST 與目前的金標準方法“磷磁共振波譜法”（phosphorus

magnetic resonance spectroscopy）進行了比較。研究人員使用 CEST 對 35 名患有 PAD 的志

愿者進行成像，并將結(jié)果與 29 名對照組在 MRI 掃描儀中進行小腿運動后的成像結(jié)果進行比較。

他們發(fā)現(xiàn)，CEST 能有效地識別下肢的 PAD，將患者與正常人區(qū)分開來，結(jié)果與磷磁共振波譜學相

比更為有利。

他們總結(jié)說，CEST 可以為研究人員提供許多優(yōu)勢。CEST 具有更好的特殊分辨率、創(chuàng)建圖像并且

不需要磷磁共振光譜所需的昂貴設(shè)備。這意味著更多的中心可以利用這種方法。

研究人員指出，CEST 還可以與其他測量小腿血流的磁共振成像方法相結(jié)合，以更好地了解 PAD

的影響。

Kramer 還指出：將 CEST 與通過 MRI 測量肌肉血流的技術(shù)相結(jié)合，可以提供一種令人興奮的新

方法來研究這種疾病的既定療法和新療法的潛在益處。

Kramer 和他的合作者在醫(yī)學雜志《循環(huán)心血管成像》（Circulation Cardiovascular Imaging）

上發(fā)表了他們的發(fā)現(xiàn)。這項工作得到了米國國立衛(wèi)生研究院（NIH）的支持，資助項目為R01

HL075792, T32 HL007284和T32 EB003841。

附：CEST

CEST (Chemical Exchange Saturation Transfer)，即化學交換飽和轉(zhuǎn)移，最早在2000年，由

Ward 等首先獲得 CEST 的對比成像。它是在磁化傳遞技術(shù)及化學交換理論基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種

磁共振成像新方法，成像原理是利用特定的偏共振飽和脈沖，對特定物質(zhì)（比如蛋白質(zhì)或多肽的

酰胺質(zhì)子，葡萄糖，粘多糖等）進行充分的預飽和，這種飽和通過化學交換，進一步影響自由水

的信號強度，因此通過檢測水的信號，可間接反映這種物質(zhì)的信息。

近年來，有人報道外源的鑭系金屬螯合物與水有較快速的交換性，這類對比劑上的交換點共振頻

率離水峰較遠（一般為幾十個 ppm），可以制成順磁性 CEST 對比劑（PARACEST agents）以加強

CEST 效應。小分子物質(zhì)（尿素，氨水等），大分子多聚體（如聚賴氨酸）和人體主要*謝物（蛋

白，多肽，肌酸等）稱為抗磁性 CEST 對比劑（DIACEST agents），其中水的氫質(zhì)子（4.7 ppm）

與內(nèi)源性蛋白質(zhì)和多肽上的酰胺基（-NH）質(zhì)子（8.3 ppm）化學交換速度比較快，稱為氨基質(zhì)子

轉(zhuǎn)移（amide proton transfer，APT）。