在前临床模型中用双核磁共振将肿瘤活性与免疫浸润联系起来

为什么动态观察肿瘤很重要

癌症并非只是成群作乱的细胞；它更像一个繁忙的社区，充斥着免疫细胞、坏死组织和快速生长的肿瘤灶。医生和科学家希望在不切除或切片肿瘤的情况下，看到这个“社区”内部正在发生的事情。本研究介绍了一种在小鼠中基于磁共振的新成像方法，可同时显示肿瘤的可存活区域和免疫细胞聚集的位置，从而提供关于肿瘤如何生长及对治疗反应的更丰富图景。

识别肿瘤的生存与坏死区域

许多实体瘤在外层有看似健康的癌细胞，而中央则含有称为坏死的死亡或濒死组织。这些模式影响肿瘤的生长和对治疗的反应，但要详细绘制并不容易。研究人员将小鼠乳腺癌细胞工程化，使其携带一种来自小鼠自身的“自我”报告基因，称为 mOatp1a1，该基因在注入临床用氢成像对比剂后会在常规氢核磁共振中显现。由于该基因来源于小鼠自身，比起外源的光学报告基因（如荧光素酶）更不易引发免疫排斥。借助这一方法，他们能够区分充满可存活工程化癌细胞的区域与细胞已死亡的区域，从而随时间在三维上揭示肿瘤结构。

用第二种磁共振信号追踪免疫细胞

为了追踪免疫细胞，团队引入了基于氟的第二种磁共振成像，使用注入血液中的全氟碳纳米乳剂微滴。免疫细胞会自发摄取这些微滴，并且正常组织几乎不含氟，因此任何磁共振上的氟信号都标志着被标记的细胞。通过在同一次扫描中将癌细胞报告信号与氟信号结合，研究者可以看到免疫细胞进入肿瘤的位置，以及它们在脾脏和邻近淋巴结中的存在情况。出人意料的是，强烈的氟信号常常不仅出现在肿瘤边缘，还出现在坏死核心深处，这提示免疫细胞和坏死区域的细胞碎片都可能保留示踪剂。

不同器官，不同的免疫组合

仅凭影像无法判定哪类免疫细胞携带氟标记，因此研究者使用详尽的流式细胞术对取自肿瘤、脾脏和淋巴结的细胞进行分选与测量。在肿瘤中，携带氟标记的细胞以髓系细胞为主，例如中性粒细胞、几类肿瘤相关巨噬细胞和髓源性抑制细胞。在脾脏中，情况则更为均衡，既有髓系细胞也有诸如B细胞的淋巴细胞对信号贡献显著。在引流肿瘤的淋巴结里，大多数被标记的细胞是T细胞和B细胞，尽管按单个细胞计算髓系细胞摄取的示踪剂更多。这些器官特异的模式表明，氟核磁共振并非简单的“巨噬细胞计量器”，而是反映了一个广泛的免疫细胞组合，其构成取决于组织类型。

新成像平台能告诉我们的事

由于这种双核磁共振方法可以在免疫完好的小鼠中反复使用，它为追踪肿瘤如何演变以及免疫细胞在疾病和治疗过程中如何进出提供了强大手段。该方法有助于区分富含先天免疫细胞的肿瘤与相对缺乏此类细胞的肿瘤，是对仅关注T细胞工具的有益补充。它还强调了氟信号既可来自存活的免疫细胞也可来自坏死灶，这一细微差别在解读前临床成像数据时至关重要。肿瘤特异性的氢成像与解析免疫的氟成像结合在一起，构建出更完整的肿瘤“社区”地图，可为未来免疫疗法的设计与测试提供指引，并有助于提高动物研究向临床转化的可行性。

给患者与读者的总体结论

对非专业读者而言，关键讯息是这项研究使我们更接近在不动刀的情况下观测活体内肿瘤与免疫细胞相互作用。通过结合两种磁共振信号——一种与存活的癌细胞相关，另一种与免疫细胞流动相关——科学家可以更好地判断哪些肿瘤富含免疫细胞、哪些缺乏，以及肿块内部哪里存在坏死组织。尽管这项工作仍在小鼠中开展，但它有助于澄清氟基MRI实际显示的内容，并为将来可能帮助医生基于每位患者肿瘤的免疫景观选择和监测治疗的、更具信息量的扫描奠定了基础。

引用: McRae, S.W., Lau, J.H., Martinez, F.M. et al. Linking tumor viability and immune infiltration with dual-nucleus MRI in preclinical models. npj Imaging 4, 35 (2026). https://doi.org/10.1038/s44303-026-00158-7

关键词: 肿瘤微环境, 免疫成像, 氟核磁共振, 乳腺癌模型, 髓系细胞