Investigative Radiology:如何进行更安全增强磁共振成像?一项新的钆基造影剂正向我们走来!

时间:2023-07-09 11:08:00   热度:37.1℃   作者:网络

钆基造影剂(GBCA)在增强磁共振成像(CE-MRI)中的效果和临床用途已被证实了几十年。迄今为止,全世界使用GBCA的检查已超过6.2亿次CE-MRI是一种成熟的、有价值的诊断工具对疾病管理有至关重要的价值,并为神经、心脏、乳房、腹部、肌肉骨骼和血管成像提供了重大进展。顺磁钆(Gd3+)是所有稳定离子中未配对电子数最多的因此是MRI信号增强的最有效选择。这导致质子弛豫时间的有效缩短和T1加权MRI中信号强度(SI)的强烈增加。对于MRI中使用的造影剂,高效的Gd3+离子与高亲和力配体紧密结合。这些配体在化学上可分为两个不同的类别:线性和大环螯合物。

一般来说,线性GBCA在体内有更高的释放Gd3+的倾向。2006年,肾源性系统纤维化,一种罕见但严重的疾病,首次发现与严重肾功能损害患者使用线性GBCA有关。从那时起,人们开始从线性造影剂转向大环造影剂,这主要是由于其体内复合物的稳定性要高得多。基于正在进行的关于Gd在大脑和其他身体组织中存在的讨论,人们越来越要求在不影响图像质量和诊断结果的情况下减少GBCA的剂量。

近日,发表在Investigative Radiology杂志的一项研究对一种新设计的四元GBCA gadoquatrane进行了详细的临床前情况总结及描述,包括关键的物理化学参数、生理条件下的复合物稳定性以及其药代动力学(PK)情况,并在临床前大鼠胶质母细胞瘤模型中对gadoquatrane进行首次研究以评估在CE-MRI中增加图像信号和对比度或分阶段降低Gd剂量的潜力,为临床提供了减少对比剂摄入剂量的的可能以及改善病变增强、特征描述、诊断等临床价值。

本项研究在人体血浆中测定了四聚体gadoquatrane在1.41和3.0T下的r1-弛豫性,以及在水和血浆中的核磁弛豫散布图。在37°C、pH7.4条件下,分析了复合物在人血清中21天的稳定性,并与线性GBCA钆双胺和大环GBCA(mGBCA)钆布特罗进行了比较。此外,还进行了锌转金属化试验以研究其动力学惰性。使用大鼠和人类血浆在体外测定了蛋白质结合和血浆比。对大鼠的PK曲线进行了评估(注射后7天以内)。使用胶质母细胞瘤(GS9L)大鼠模型研究了磁共振成像特性。 
新的化学实体gadoquatrane是一个大环状的四元Gd复合物,每个Gd有一个内球水分子(q=1)。Gadoquatrane在缓冲液(1.43 mol Gd/L,10 mM Tris-HCl,pH 7.4)中显示出高溶解度,高亲水性(在1-丁醇/水中的logP-4.32),以及可忽略的蛋白质结合。与已建立的mGBCAs相比,gadoquatrane在人血浆中每Gd的r1-弛豫性为11.8 mM -1s -1(在37°C,pH 7.4,1.41T下对应于每分子47.2 mM -1s -1),高出2倍多(每分子8倍)。核磁弛豫散布图证实,在临床相关的磁场强度为0.47至3.0T时,人体血浆中的r1-弛豫性高出2倍以上。在37℃下,21天后观察到的人血清中的钆释放量低于定量的下限。Gadoquatrane在有锌的情况下,在转金属化试验中没有显示出Gd 3+的释放。PK曲线(血浆消除、生物分布、恢复)与钆布特罗相当。在MRI中,对大鼠胶质母细胞瘤模型的肿瘤与脑部对比度的定量评估显示,在相同的钆剂量下(0.1毫摩尔钆/公斤体重),与钆丁醇相比,使用Gadoquatrane的对比度增强明显改善可以达到类似的对比度增强,而钆的剂量要少75%。就分子剂量而言,与巨鹿牌钆喷剂相比,Gadoquatrane减少了90%。由于其四元结构,因此每体积的分子数量较少,所有制备的gadoquatrane制剂对血液都是等摩尔的。 

 图  A,在临床1.5T磁共振成像扫描仪上进行的肿瘤大鼠模型(GS9L,第一组动物,n = 4)的大脑图像。磁共振图像显示了钆布特罗和gadoquatrane在标准剂量0.1mmol Gd/kg体重(相当于每个分子0.025mmol/kg体重)给药前和给药后5分钟的个体内对比。肿瘤用白色箭头表示。B, 给予造影剂5分钟后,肿瘤与大脑的造影剂与噪声比的箱形图(最小值)

研究表明,四聚体gadoquatrane是一种非常有前途的新一代GBCA,可用于临床CE-MRI的更加准确且安全的进行。这种新的造影剂表现出良好的物理化学和药理学特性,可将高弛豫性和高大环稳定性与现有的mGBCAs特性相结合,即可忽略的蛋白质结合进行快速的细胞外分布,并几乎完全以不变的形式进行肾脏消除(根据GFR)。

原文出处:

Jessica Lohrke,Markus Berger,Thomas Frenzel,et al.Preclinical Profile of Gadoquatrane: A Novel Tetrameric, Macrocyclic High Relaxivity Gadolinium-Based Contrast Agent.DOI:10.1097/RLI.0000000000000889

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