开发与验证一种可激活的PET示踪剂用于检测不稳定动脉粥样硬化斑块的细胞外髓过氧化物酶活性

这对心脏健康为何重要

大多数心肌梗死和中风并非由最大程度的动脉狭窄引发，而是由那些突然破裂或侵蚀的小而脆弱的脂质斑块触发。临床上，医生目前难以辨别哪些斑块正处于即将引发问题的状态。本研究引入了一种用于PET扫描的新型医学显像剂，该显像剂旨在仅标记由特定炎性酶驱动的“危险”斑块，可能帮助医生在斑块导致紧急情况之前识别动脉内的高风险区域。

动脉斑块内部的隐形危险

动脉粥样硬化——动脉内的脂质堆积——是全球致残和早死的主要原因之一。并非所有斑块都同样危险：有些沉积相对稳定，而另一些会形成薄帽、发生炎症并容易破裂，引发血栓阻塞通往心脏或大脑的血流。常规检查通常显示动脉狭窄程度或斑块总量，但不能可靠地揭示该斑块是否正被主动破坏并处于不稳定状态。目前的PET示踪剂多数突显一般性免疫活性，无法清晰区分有害的炎症与作为正常修复一部分的炎症。

标示真正危险炎症的酶

研究者将注意力集中在髓过氧化物酶（MPO）上，这是一种在某些白细胞发起强烈、损伤组织的反应时释放的酶。MPO有助于杀死微生物，但当它释放到动脉斑块周围空间时，会使保护性纤维帽变薄、侵蚀斑块表面并增加血栓形成的可能性。动物和人体研究显示，具有高MPO活性的斑块更可能不稳定，而且抑制MPO可以在未必改变免疫细胞数量的情况下使斑块稳定。这使得细胞外MPO活性成为区分真正危险斑块行为而不仅仅是炎症存在的有前景的标志物。

设计一种在危险部位“黏住”的智能示踪剂

为捕捉这一信号，团队开发了一种名为[68Ga]Ga‑IEMA的新型PET示踪剂。从化学上讲，该示踪剂设计为通常在血液中呈溶解状态且不进入细胞。在体外测试中，该示踪剂在人血清中稳定，并具有阻止其穿过细胞膜的性质，这意味着它主要报告细胞外发生的事件。当它在典型氧化剂存在下遇到活化的MPO时，示踪剂分子会互相连接并与附近蛋白质结合，形成更大复合物，从而被局部组织捕获。这种“被激活并黏附”的行为会在不稳定斑块处将MPO活性转化为明亮的PET信号。

动物研究揭示的结果

科学家首先证实[68Ga]Ga‑IEMA可以快速且干净地合成，具有高放射化学纯度，并且在小鼠中主要通过肾脏从血流中清除。随后他们使用一种成熟的小鼠模型，该模型在不同动脉段会形成稳定和不稳定斑块。PET/CT扫描显示，该示踪剂在已知易发生不稳定斑块的动脉区域的积累远高于稳定斑块区域或根本无斑块的区域。在患有晚期动脉粥样硬化的兔子中，非放射性版本的示踪剂在已破裂或侵蚀并形成血栓的斑块中的含量也高于更稳定的斑块， again 与预期的高MPO活性模式相一致。

面向临床应用的展望

综合来看，结果表明[68Ga]Ga‑IEMA可作为细胞外MPO活性的成像报告分子，突显那些更可能危险而非仅仅较大的斑块。由于它使用镓‑68及在临床核医学中已熟悉的络合剂化学，该示踪剂可望以相对较低的监管障碍转化为人体研究，并且其放射剂量类似于常用PET造影剂。如果未来的试验证实其在人群中的安全性和性能，该示踪剂可帮助心脏病专家定位易损斑块并评估抗炎治疗是否真正抑制了有害的动脉炎症，使治疗更接近基于风险的精准医疗方法。

引用: Keeling, G.P., Wang, X., Chen, W. et al. Development and validation of an activatable PET radiotracer reporting extracellular myeloperoxidase activity for the detection of unstable atherosclerotic plaque. npj Imaging 4, 23 (2026). https://doi.org/10.1038/s44303-026-00156-9

关键词: 动脉粥样硬化, PET成像, 髓过氧化物酶, 易损斑块, 示踪剂