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分子医学影像研究平台

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放射性分子医学影像研发与转化平台


一、研究背景

分子影像学(molecularimaging)是运用影像学手段显示组织水平、细胞和亚细胞水平的特定分子,反映活体状态下分子水平变化,对其生物学行为在影像方面进行定性和定量研究的科学。在诊断方面,通过对肿瘤发生过程中的关键标记分子进行成像,可在活体内直接观察到疾病起因、发生、发展等一系列的病理生理变化和特征,而不仅仅显示疾病末期的解剖改变;治疗方面,观察药物作用过程中一些关键的标记分子有没有改变,即可推论这种治疗有无效用;在药物开发方面,通过设计特异性探针,直接在体内显示药物治疗靶点的分子改变,通过建立高能量的影像学分析系统,可大大加快药物的筛选和开发;在基因功能分析以及基因治疗的研究方面,通过设计一系列特异性探针,建立高通量的基因功能体内分析系统,可实时显示该基因在体内表达的丰度、作用过程,也可在体内观察目的基因表达效率,直接评价疗效。目前主要应用于肿瘤学、心血管疾病、神经系统等方面。

目前最为常用的分子医学影像学技术是核医学成像技术,尤以正电子发射断层显像(Positron Emission Computed TomographyPET)的分子显像研究最具活力。

PET是一种临床实用的功能影像学手段,其具有明确的靶向性、高灵敏度和高分辨率,能够在整体生物活体水平上研究特定靶向的连续变化,最重要的优势是能够在出现临床体征或结构改变之前,揭示机体功能的变化,在探知生物分子代谢、受体及神经介质活动的脑功能研究方面具有突出优势,在疾病研究和诊断中具有重大的应用潜力。

特异性放射性PET药物是PET分子显像的灵魂,是特异性诊断的关键因素。但因为对场地等特殊要求、民众接受度不高等限制,我国放药发展缓慢。以美国为例,2000年来,美国FDA已经批准12PET药物应用于临床,而同时期我国仅获批了一个美国的仿药。因此,迫切需要研发具有自主知识产权的PET药物,以满足日益增加的研究与医疗需求。

阿尔茨海默病、帕金森病、癫痫、抑郁症和胶质瘤等脑神经系统重大疾病的发病机制、临床诊断以及疗效评估均是脑重大疾病研究院的重要研究方向。借助无创的PET显像技术,可以有效的解开这些谜团。PET技术与脑重大疾病诊疗联系密切,脑院放射性药物与转化平台应运而生,成为我国首个专门研究神经领域PET药物的科研单位,以快速开发新型PET药物。

二、平台设备

平台拥有120平米合成实验室和700平米的放射性评价实验室,具备核磁仪、液相色谱质谱联用仪、高效液相色谱仪、纯化色谱仪、放射性活度计、放射性高效液相色谱仪、放射性TLC扫描仪和放射性活度计等价值3000多万元的分析检测设备,并设有神经组织切片室、同位素室、电子显微镜室、手术室和洁净级动物室等,足以满足放射性药物新药的合成、表征、标记和生物评价测试的需要。

三、研究内容

本平台选择研究方向以脑重大疾病为核心,延伸至肿瘤等适用PET诊断的其他疾病。目前前者主要靶向斑块、SV2ATSPO和芳香化酶等分子,后者以精氨酸代谢、PSMAFAPI等为靶点,开发诊断AD、癫痫、神经炎症、抑郁症、卒中和肿瘤等重大疾病的放射性分子探针。采用放射性药物的设计、合成生物学评价动物疾病模型验证临床前药学研究临床PET显像的技术路线,在相关学科与技术交叉融合的基础上,开展新型靶向PET分子探针研发及应用转化研究,开发具有临床应用潜力的、具有知识产权的新型靶向PET分子探针,为脑重大疾病的早期诊断和疗效评价等提供分子探针和临床PET影像解决方案。在完成临床前评价后,团队积极与首都医科大学多家附属医院开展临床转化研究。

四、科研成果

团队成立以来、发表高水平文章30余篇,包括ScienceAngew. Chem. Int. EdJournal of Medicinal ChemistryEuropean Journal of Medicinal Chemistry等,申请了16项发明专利,其中6项已授权,主持多项省部级基金。已完成临床多个靶点新药的临床前评价,如斑块、SV2ATSPO、芳香化酶和精氨酸代谢等。

五、现主要研究人员

研发平台已经初步搭建形成集设计、研发、标记及评价一体化的研发-临床试验的人才队伍,包括研发团队、临床试验团队公司制备工艺团队等。

       吴泽辉   副教授          北京脑重大疾病研究院
       程雪波   
助理研究员    北京脑重大疾病研究院
       陈华龙   助理研究员    北京脑重大疾病研究院