分子探針18F-Fallypride 和18F-FDG 在帕金森病中的Micro PET/CT 顯像研究

劉曉杰，馮柳，陳夏彬

帕金森病（PD）是一種以典型的運動功能障礙，如靜止性震顫、肌肉僵硬、運動遲緩和平衡障礙為特點的神經退行性疾病，盡管PD 的確切發病機制尚未完全清楚[1-3]，但越來越多的證據表明，腦內黑質致密部多巴胺能神經元的損傷和相應的多巴胺水平下降在PD的發病過程中發揮關鍵作用。因此，精準定位和評估這些神經遞質的變化對改進PD 的早期診斷至關重要。18F-Fallypride 是一種新型探針，專門靶向多巴胺2 型受體（DRD2），以其高親和力和適宜的親脂性，使其成為PD研究的理想選擇[4-6]。通過18F-FallypridePET/CT 顯像可以在大腦結構發生明顯變化之前，精準捕捉到代謝和功能的微妙異常，為PD的早期診斷和治療提供新的途徑。同樣，18F-脫氧葡萄糖（18F-FDG）作為評估腦部葡萄糖代謝的經典探針，在揭示PD相關神經變性及其補償機制方面也顯示出巨大潛力。本研究通過結合18F-Fallypride和18F-FDG兩種探針[7]，在小鼠模型上進行動物PET活體成像，旨在探索大腦不同區域攝取行為的變化，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

1.1.1 實驗材料 質子回旋加速器（Cyclone18，比利時IBA 公司）；合成模塊（RNplus 德國Synthra）；Micro PET/CT（Inveon，德國Siemens 公司）；放射性活度計（CRC-55TR，美國Capintec 公司）；液相色譜儀HPLC（1260，美國安捷倫公司）。18F-Fallypride 前體、合成卡套及18F-FDG 由江蘇華益科技有限公司提供；氨基聚醚（Kryptofix2.2.2，K222）由德國Merck公司提供；碳酸鉀（K2CO3）由國藥集團上海化學試劑有限公司提供；乙腈購自美國Sigma公司；三乙胺由安徽澤升科技有限公司提供；1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氫吡啶（MPTP）由加拿大Atuka 公司提供。

1.1.2 實驗動物 6 只ICR 小鼠，雄性，10 月齡，購自杭州子源實驗動物科技有限公司，動物生產許可證：SCXK（浙）2019-0004。

1.2 實驗方法

1.2.118F-Fallypride 合成 調取Fallypride 合成程序，執行模塊自檢程序，確認模塊工作正常；按照提示，裝入合成卡套，并執行卡套自檢程序，確認卡套完好；按照提示，在卡套對應位置裝入試劑盒，執行試劑預處理程序，預處理并確認試劑裝載正常；執行接收加速器傳入18F-合成工序；執行合成工序，正式進行18F-Fallypride 合成；合成結束，執行18F-Fallypride傳輸工序，將18F-Fallypride藥液傳入分裝室進行分裝。制備過程參考以往研究并加以改進。

1.2.2 質量控制 質控要求為：（1）pH值6.0 ～7.0。（2）放射化學純度＞95%，檢測條件為：Luna C18 色譜柱（5m，4.6×250 mm），流動相A為含0.05%三乙胺的純水，流動相B 為乙腈，A∶B=40%∶60%，流速1 ml/min，檢測波長為254 nm。（3）無菌、內毒素符合注射液劑標準，檢測按照《中華人民共和國藥典》2020 年版方法進行。

1.2.3 動物分組及建模 實驗分兩組，PD模型建模方法：選取ICR小鼠3 只，腹腔注射MPTP，給藥劑量為25 mg·kg－1·d－1，連續注射7 d。另選取3 只ICR 小鼠腹腔注射等量0.9%氯化鈉注射液作為正常對照組。

1.2.4 Micro PET/CT 顯像 小鼠異氟烷氣體麻醉，翻正反射消失后，18F-Fallypride 每只小鼠尾靜脈注射3.7 MBq，等待30min 后行PET 靜態掃描10min。通過CT衰減校正后重建圖像。18F-FDG 掃描前小鼠禁食8h 以上，每只小鼠尾靜脈注射3.7 MBq，等待40 min 后行PET 靜態掃描10min。通過CT 衰減校正后重建圖像。

1.3 統計方法 采用GraphPad Prism 8.0 軟件進行數據分析，采用PMOD 分析影像數據，獲得各腦區數據，計量資料以均數±標準差表示，采用t 檢驗。P＜0.05 表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 產率 隨機分析3 批自動化合成的18F-Fallypride 產率，3 批產率分別為30.2%、30.1%、30.4%。

2.2 分子探針標記結果18F-Fallypride產物與標準品相比，兩者保留時間一致，且放化純度均＞95%。

2.3 MicroPET/CT顯像圖18F-Fallypride成像圖顯示小鼠腦部放射性信號主要濃聚于紋狀體，紋狀體輪廓清晰可見，形狀飽滿；18F-FDG 成像圖顯示小鼠大腦皮層、中腦、小腦等多個腦區均有放射性攝取，見圖1 ～2。

圖1 18F-Fallypride 小鼠PET 冠狀面顯像圖

圖2 18F-FDG 小鼠PET 冠狀面顯像圖

2.4 各腦區攝取數據比較 通過PMOD 軟件腦分區模塊，融合PET 顯像圖，將小鼠腦部分成9 個腦區。正常對照組小鼠18F-Fallypride 紋狀體、小腦及杏仁核攝取值均高于PD 模型組（均P ＜0.05）；PD模型組小鼠18F-FDG 紋狀體、皮層、海馬體、丘腦、下丘腦、杏仁核、中央灰質及嗅球攝取值均高于正常對照組小鼠（均P ＜0.05），見表1。

表1 18F-Fallypride 和18F-FDG 在小鼠腦部各腦區攝取值比較 %ID/g

3 討論

本研究觀察PD小鼠模型中DRD2 的活性及大腦代謝變化，揭示PD代謝之間的復雜關聯，為開發潛在的治療策略提供新方向。多巴胺是腦內重要的神經遞質之一[8-9]，DRD2 參與多巴胺信號傳導功能，是介導生物學作用最廣泛的多巴胺受體信號轉導系統[10]。本研究隨機分析的3 批產率比較穩定，較楊敏等[11]合成產率略低，分析其原因可能與加樣的時間控制有關，將在后續加以改進。18F-Fallypride 是DRD2 的特異性顯像劑[12]，對于研究患者腦內紋狀體區和紋狀體外多巴胺受體的分布情況，分析多巴胺受體在認知、情感中的作用具有重要意義[13-14]。18F-FDG 可評價腦區葡萄糖代謝及反映神經功能。

DRD2 作為G 蛋白偶聯受體，增強其信號或平衡多巴胺系統的活動有助于改善PD 患者運動障礙。DRD2 能夠抑制小膠質細胞的過度活化和炎癥因子的釋放，從而減少神經炎癥和相關神經損傷。在DRD2基因表達降低或缺失的小鼠中，某些大腦區域（如軀體感覺區、紋狀體）活化小膠質細胞增多，提示DRD2水平的降低可能增加對特定炎癥標志物的脆弱性[13，15]。

本研究采用18F-Fallypride 作為示蹤劑，其對DRD2 具有高度親和力，能夠準確反映這些受體的活性。同時，應用18F-FDG PET/CT 成像技術能揭示大腦內的代謝活動，從而為多巴胺成像結果提供補充信息。通過腦分區計算，正常對照組小鼠18F-Fallypride 紋狀體攝取值高于PD模型組（P＜0.05），表明PD 模型小鼠DRD2 體量明顯下降；18F-FDG 顯像結果示PD 模型組小鼠紋狀體、皮層、海馬體、丘腦、杏仁核、中央灰質、嗅球多個腦區攝取值均高于正常對照組（均P ＜0.05），表明PD 小鼠腦區葡萄糖代謝高于正常小鼠。在PD 模型小鼠的各個腦區，代謝活動的增加可能反映了作為多巴胺神經元喪失補償機制或神經炎癥的潛在標志。

有研究表明處于社會孤立狀態的小鼠DRD2 活性降低，這一現象可能會加劇神經退行性的過程，這一發現與多巴胺系統對環境應激因素敏感性強相吻合，進一步驗證了社會因素在神經退行性疾病進展中的重要作用。然而，本研究的局限性在于小樣本量和特定動物模型的使用，這可能限制本研究的普遍適用性。因此，未來的研究應致力于在更廣泛、多樣化的樣本群體中驗證這些發現。此外，深入研究社會互動所觀察到的保護效應背后的分子機制，有望揭示PD 治療的新靶點。

利益沖突 所有作者聲明無利益沖突

作者貢獻聲明 劉曉杰、馮柳、陳夏彬：實驗操作、論文撰寫、數據整理、統計學分析