分子影像学(molecular imaging,MI)是一门新兴交叉学科,它将现代分子生物学和影像医学有机结合,在分子及细胞水平研究疾病的发生、发展与转归。分子影像学的快速发展使得从细胞及分子水平无创性监测活体分子过程成为可能。分子影像学的核心是将分子探针引入活体内,使标记的分子探针与靶分子相互作用后发出信息,再利用各种影像学技术实现对单个细胞、甚至单个分子的非侵入性显像。因此分子探针是分子成像成功的先决条件,也是分子影像学研究的热点。近几年,随着纳米材料科学、药理学、分子生物学、医学影像学等学科的交叉发展,出现了以生物纳米材料为基础的新型分子影像探针。金纳米粒子(Gold nanoparticles,AuNPs)作为一种重要的纳米载体,具有形态及尺寸可控、化学性质温和以及生物相容性好等物理特点在分子成像方面引起广泛关注。因此本实验利用硼氢化钠还原,成功制备了表面包裹牛血清蛋白(Bovine serum albumin,BSA)的金纳米粒子(Au@BSA)。透射电镜显示所制备的Au@BSA形貌均一、分散性好。细胞毒性分析表明,在一定的浓度范围内,Au@BSA未见明显的细胞毒性,有利于下一步进行活体实验。体外CT成像结果显示,在相同的Au和I浓度时,Au@BSA较传统临床上使用的含碘造影剂(优维显)具有更高的X射线衰减系数,同时Au@BSA具有更长的血液循环时间,有利于为构建CT成像分子探针提供生物纳米材料载体。以上结果均证实BSA包裹的Au@BSA有望被作为分子探针的载体用于体内CT成像,尤其是肿瘤的靶向成像诊断。恶性肿瘤的靶向分子成像一直以来都是分子影像学研究的重点之一。众所周知,乏氧是各种实体瘤普遍存在的现象,并且与恶性肿瘤的增殖、代谢、侵袭及转移等密切相关。乏氧环境的存在也是肿瘤细胞对放疗和化疗产生抵抗的主要因素。因此对肿瘤乏氧进行非侵入性的显像、评估及监测,不仅对肿瘤的早期诊断有极大的帮助,而且对制定治疗方案、跟踪治疗疗效及提高预后具有十分重要的意义。目前对肿瘤乏氧检测和成像的非侵入性手段主要是核素成像(positron emission tomography,PET)和光学成像。但是,PET的低分辨率难以实现肿瘤的早期诊断,另外高辐射剂量不适用于肿瘤病人长期反复的监测。而光学成像虽具有较高的敏感性但组织穿透力弱。如何在提供恶性肿瘤早期诊断的基础上,实现对肿瘤乏氧高灵敏性、高特异性的非侵入性显像、评估及监测是临床上面临的巨大挑战。本实验中,我们针对当前肿瘤乏氧成像的热点问题,利用具备良好生物相容性的金纳米粒子(Au@BSA)和具有乏氧靶向功能的硝基咪唑基团,构建靶向肿瘤乏氧的CT成像分子探针(Au@BSA-NHA),并建立人胰腺癌(Bx PC-3)皮下肿瘤模型,探讨所构建分子探针的稳定性、生物相容性和靶向胰腺癌CT成像的效果。此外,为了进一步观察该分子探针的灵敏性,我们建立了与胰腺癌乏氧水平不同的富血供人纤维肉瘤(HT-1080)皮下肿瘤模型作为对比。通过验证两种皮下肿瘤模型的乏氧水平的差异,探讨该分子探针区分不同肿瘤乏氧水平的能力。以期通过构建的CT成像分子探针,实现肿瘤乏氧的显像、评估和监测,为肿瘤的早期诊断、治疗方案的选择及个体化治疗提供新的技术手段。主要研究内容及结果如下:将第一部分制备的Au@BSA金纳米粒子作为探针载体,利用靶向乏氧的2-硝基咪唑基团(NHA)通过酰胺化反应将两者连接起来,构建具有肿瘤靶向CT成像分子探针(Au@BSA-NHA)。通过核磁共振谱、透射电镜、紫外可见分光光度计、傅立叶变换红外光谱等一系列手段进行表征,证明Au@BSA-NHA的成功制备。所构建的分子探针在不同的溶液中具有良好的稳定性,且在给定的浓度范围内具有良好的细胞相容性。经NHA修饰的Au@BSA可以在乏氧环境下肿瘤细胞的体外靶向作用,同时实现了对活体胰腺癌(Bx PC-3)皮下瘤荷瘤鼠肿瘤部位的靶向CT成像。更重要的是,通过使用乏氧水平较高的人纤维肉瘤皮下肿瘤模型(HT-1080)作对比,进一步验证了Au@BSA-NHA分子探针可以通过CT增强的程度反映不同肿瘤乏氧水平的差异,表明该分子探针具有较高的灵敏性。胰腺转移瘤国内文献报道不多,由于其临床表现相对较轻并缺乏特征性,甚至可以完全无临床异常,加上缺少对其影像学特征的认识或重视不够,临床上极易发生漏诊、误诊。本文回顾性分析18例经病理证实的胰腺转移瘤的CT及临床资料,探讨胰腺转移瘤的CT表现及临床特点,以提高对该病的认识和诊断水平。18例胰腺转移瘤患者共发现肿瘤36枚,其中6例为多发转移灶,12例为单发转移。18例胰腺转移瘤中,原发肿瘤为肺癌7例,胃肠道肿瘤5例,肾癌3例,骨肉瘤、心脏肉瘤及筛窦神经内分泌癌各1例。患者临床表现无特异性,其中8例患者肿瘤指标升高(来源于4例肺癌,3例胃肠道肿瘤和1例骨肉瘤)。原发肿瘤为肺癌和胃肠道腺癌(共12例17个病灶)的胰腺转移瘤CT表现为体积小且边界清晰,均质或是环形强化(胃癌和胃肠道腺癌各4例);少数表现为类似于局限性胰腺炎的局灶浸润性改变(胃癌和胃肠道腺癌各1例)。肾癌及心脏肉瘤的转移灶表现为典型的富血供肿瘤。来源于骨肉瘤的胰腺转移病灶CT表现特别,呈类似于囊腺瘤样的厚壁囊性病灶且伴有钙化。尽管胰腺转移瘤的CT表现多样,但不同的原发肿瘤会有一定的特征,熟悉其CT表现并结合肿瘤病史能提高其诊断的准确性。