近日，由日本國立研究開發法人量子科學技術研究開發機構（QST）先進核醫學基礎研究部部長張明榮，主幹研究員 注）謝琳等組成的研究團隊，聯合南京醫科大學附屬南京醫院（南京市第一醫院）核醫學科王峯/羅瑞團隊、中國醫學科學院北京協和醫學院藥物研究所胡寬團隊，共同發表了一項創新性成果：開發出了新型 11C 麩醯胺分子探針，藉助正電子發射斷層掃描（PET）技術，實施對非酒精性脂肪性肝炎（NASH）病情的無創與即時監測。這一突破爲NASH診斷和冶癒提供了新的希望，也爲未來精準醫療的隊形變換開闢了廣闊的前景。相關研究成果已於9月30日發佈在國際學術期刊《Acta Pharmaceutica Sinica B》上。
非酒精性脂肪肝病（NAFLD）爲全球最常見的慢性肝病，影響約5%的成年人口，其中20%-30%的患者可能進展爲更嚴重的非酒精性脂肪性肝炎（NASH）。NASH是NAFLD的進展性病灶，與代謝症候群緊稠相關，表現爲肝脂肪堆積，發炎和細胞傷害，若未及時冶癒，可能隊形變換爲肝纖維化，肝硬化，甚至肝細胞癌。因此，對NASH的早期診斷並進行干預至關重要。然而，目前臨牀上主要依賴肝活檢來確診，這種有創性檢測方法不僅昂貴且存在風險，無法提供即時的疾病進展監測。因此，開發一種無創、精準且能夠動態監測病情的診斷技術成爲當務之急。
此次聯合團隊的研究表明，麩醯胺代謝在NASH患者的肝臟中顯著激活，從而加劇了氧化壓力和發炎反應。作爲麩醯胺分解的關鍵酶，麩醯胺酶1（GLS1）在NASH患者肝臟中的高表達促進了發炎和脂肪變性，是NASH隊形變換的關鍵驅動因子，也是潛在的冶癒靶點。
爲解決NASH的診斷問題，QST團隊成功開發出了一種新的分子探針—— 11C 麩醯胺，並透過PET影像技術實施了對NASH病情和冶癒效果的無創與即時監測。該技術的核心是利用放射性 11C 標記麩醯胺，形成 11C 麩醯胺。當注射入活體內後，代謝活躍的肝臟組織會吸收該分子，PET掃描可以捕捉到其在活體內的分佈和濃度，從而反映肝臟中麩醯胺代謝的活性。
該技術具有以下顯著優勢 1）無創性：相比傳統的肝活檢，PET掃描是一種無創檢查，避免了肝活檢帶來的疼痛、風險和不適。2）即時動態監測：能夠即時觀察麩醯胺代謝的動態變化，幫助臨牀醫學家評估NASH的進展和冶癒效果。3）高獨特性和敏感性：透過 11C 標記的麩醯胺，PET掃描可準確反映GLS1的活性和麩醯胺代謝的變化，爲NASH的診斷提供高獨特性的檢測手段。4）全身評估能力：該技術不僅適用於肝臟的診斷，還可以評估其他組織或器官中的麩醯胺代謝異常，具有廣泛的臨牀應用潛力。
研究團隊在小鼠NASH模式上進行了深入的實驗檢證。採用缺乏甲硫胺酸和膽鹼的飲食（MCD飲食）餵養小鼠，誘導NASH病理特徵。結果顯示，NASH模式小鼠的肝臟中 11C 麩醯胺的攝取顯著增加，表明麩醯胺代謝異常在NASH病程中的重要性。基因表現分析顯示，GLS1的高表達與PET影像中觀察到的肝内放射性攝取量高度相關，驗證了 11C 麩醯胺PET影像技術的可靠性。此外，使用GLS1抑制劑BPTES對NASH模式小鼠進行冶癒後，肝臟中的 11C 麩醯胺攝取明顯減量，且肝臟發炎和纖維化病徵得到改善。進一步證明了該技術在評估NASH冶癒效果中的潛力。
隨着 11C 麩醯胺PET影像技術的隊形變換，其應用前景十分廣闊。該技術不僅可用於NASH的早期診斷，還能動態觀察麩醯胺代謝的變化，幫助醫學家評估冶癒效果和預後。尤其適用於使用GLS1抑制劑冶癒的患者，推動個人化醫療的隊形變換。此外，麩醯胺代謝在其他代謝性疾病（如肥胖、糖尿病和動脈粥樣硬化）中的作用也備受關注。透過評估麩醯胺代謝，該技術有望應用於更廣泛的疾病診斷與研究領域，幫助早期發現代謝異常並實施及時干預。
QST先進核醫學基礎研究部部長張明榮部長表示：爲了使這一革命性技術能夠在全球範圍内推廣，課題組將繼續操作最適化 11C 麩醯胺的合成和標記技術，提升其穩定性和可用性。同時，計劃制定標準化的掃描和分析流程，確保不同醫療機構能夠獲得一致、可靠的診斷結果。多學科的合作將成爲該技術進一步隊形變換的關鍵，涵蓋醫學、化學、生物學和工程學等多個領域的專家將共同推動技術創新，造福更多患者。
文：QST先進核醫學基礎研究部 主幹研究員 謝琳
編輯： JST客觀日本編輯部
注）QST的研究員等級由高至低依次爲：上席研究員、主幹研究員、主任研究員、研究員
【論文資訊】
期刊名: Acta Pharmaceutica Sinica B.
論文: L-[5-11C]glutamine PET imaging noninvasively tracks dynamic responses of glutaminolysis in non-alcoholic steatohepatitis
DOI: doi.org/10.1016/j.apsb.2024.07.023
