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放射性造影试剂於神经退化性疾病研究之应用

放射性造影试剂於神经退化性疾病研究之应用


醫學影像暨放射科學系 翁啓昌助理教授

近年來由於醫療技術之進步延長了全球人類平均壽命,然而伴隨了部分神經退化性疾病對年長者後期生活品質的影響,甚至對提供照護之家庭造成相當大的衝擊。阿茲海默氏症及帕金森氏症為最常見之神經退化性疾病,許多不同科學試驗正密集進行,以找出此兩種疾病可能之病理機轉及可行之治療方式。其中,一種結合放射性示蹤劑及造影方式的平台提供了一個可在活體上進行長期病理反應觀察及新藥效益快速評估的可行性。以阿茲海默氏症為例,在西元 2000 年前的研究及資料蒐集絕大部分仰賴過世之患者腦部組織檢體染色所得之結果方可進行分析及判讀;然而,匹茲堡大學的研究團隊於 2001 年發表了第一代使用於放射性正子斷層造影(PET)之試劑―11颁-笔滨叠,可於活体中侦测该疾病主要病理特徵「乙型类淀粉斑块」(图一),自此可对该类型疾病患者进行活体量测其脑部内该变异蛋白之累积及病变的相关性,进而带动许多药厂快速开发针对该疾病治疗药物之筛选,近期已有一两个药品已取得美国食品药物管理局认可,投入阿兹海默氏症的治疗。

第二常見之神經退化性疾病―帕金森氏症—目前仍不清楚其發病機制。大部分研究指出病患的動作行為障礙主要與腦部負責產生多巴胺之特定神經元功能退化有關,因此,針對該疾病之的診斷及治療大多數皆以多巴胺的供給為主要標的。然而,造成該病患腦部多巴胺神經元持續衰亡的原因仍然不明。為了探索該病可能的致病病因、致病機轉以及篩選可能可阻止多巴胺神經元退化之藥物,許多研究團隊以神經毒劑於實驗動物中誘發多巴胺神經凋亡退化以製造帕金森氏症模型,並結合可針對多巴胺神經元上特定蛋白之放射性示蹤劑進行長期之活體觀察,希望可以找到誘發帕金森氏症的病理機制。本研究團隊先前採用可結合至多巴胺前突觸神經元內之第二型單胺囊泡轉運子之放射性正子示蹤劑 (18F-FP-(+)-DTBZ),分別使用於以神經毒劑 MPTP 或 6-OHDA 製造帕金森氏症動物模型,結果可明顯地觀察到這兩種神經毒劑造成多巴胺神經元損傷(圖二)。

除了药物诱发之动物模型之外,因该病与特定基因之突变相关,因此可以转殖特定基因以製造出帕金森氏症动物模型(例如小鼠);使用上述特定之放射性药剂於动物模型之活体影像观察即像是打开了一道隐形的窗,让科学家可以窥探该病对实验个体造成的影响。虽然目前针对帕金森氏病的病理机制还不明朗,但相信藉由上述之实验工具,科学家未来将有机会可找到治疗该病之曙光!

 



 

11C-PIB於正常受試者(上排)及罹患阿茲海默氏症病患(下排)腦部正子斷層造影影像
图一、11颁-笔滨叠於正常受试者(上排)及罹患阿兹海默氏症病患(下排)脑部正子断层造影影像(1)
以正子斷層造影影像觀察實驗動物中使用18F-FP-(+)-DTBZ追蹤於神經毒劑MPTP 6-OHDA(右圖)處理後多巴胺代謝狀況
图二、以正子断层造影影像观察实验动物中使用18贵-贵笔-(+)-顿罢叠窜追踪於神经毒剂惭笔罢笔(左图)或6-翱贬顿础(右图)处理后多巴胺代谢状况

参考文献

1. Ikonomovic, Milos D., et al. "Early AD pathology in a [C-11] PiB-negative case: a PiB-amyloid imaging, biochemical, and immunohistochemical study." Acta neuropathologica 123 (2012): 433-447.