加州大學(xué)舊金山分校和GE Healthcare公司開發(fā)了一項(xiàng)新成像技術(shù)，基于一種天然的糖類為精確成像腫瘤以及觀察癌癥藥物治療的效應(yīng)提供了一種非侵入性的新方法。

該技術(shù)利用了一種稱之為丙酮酸（pyruvate）的化合物。當(dāng)體內(nèi)分解葡萄糖時(shí)會生成丙酮酸，它通常為細(xì)胞提供能量。然而，在癌癥中丙酮酸更頻繁地被轉(zhuǎn)化為另一種化合物乳酸（lactate）。

以往的動(dòng)物研究證實(shí)，科學(xué)家們通過一種稱為超極化（hyperpolarization）的技術(shù)，將超極化丙酮酸注入到機(jī)體內(nèi)，借助磁共振成像（MRI）就能夠追蹤丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸的水平。基于生成的乳酸量及轉(zhuǎn)化率，研究人員能夠精確地檢測小鼠腫瘤的界線，確定哪些癌癥最具侵襲性，在出現(xiàn)身體改變很早之前追蹤腫瘤響應(yīng)藥物治療的早期生物化學(xué)反應(yīng)。

現(xiàn)在來自加州大學(xué)舊金山分校的科學(xué)家和GE Healthcare公司的合作者們，針對31名患者開展了研究，證實(shí)這一技術(shù)能安全應(yīng)用于人類，可有效地出前列腺癌患者體內(nèi)的腫瘤。這些研究結(jié)果發(fā)表在8月14日的《科學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》（Science Translational Medicine）雜志上。

盡管這是首個(gè)旨在確定安全劑量及驗(yàn)證有效性的人類研究，它為利用該技術(shù)以非侵入性方式診斷各種癌癥及追蹤治療奠定了基礎(chǔ)。

“我們現(xiàn)在獲得了患者的安全劑量，這是我們的主要目的，”該研究的主要作者、加州大學(xué)舊金山分校Surbeck先進(jìn)成像實(shí)驗(yàn)室主任、放射學(xué)教授Sarah J. Nelson博士說。

“在動(dòng)物模型中，乳酸量比丙酮酸量與癌癥侵襲性直接相關(guān)。我們還有大量的數(shù)據(jù)證實(shí)，治療后癌癥中的這一數(shù)值減小。這是非常普遍的分子，對于針對特殊個(gè)體定制治療具有重要的意義?！?SPAN lang=EN-US>

前列腺癌是最常見的癌癥類型，根據(jù)美國疾病控制和預(yù)防中心統(tǒng)計(jì)，在美國每年報(bào)道有超過20萬新發(fā)病例。人們廣泛認(rèn)可，篩查男性的前列腺特異性抗原（PSA）可以在較早期、可能更容易治愈的階段鑒別出更多的前列腺癌患者。然而其中許多的腫瘤都生長緩慢，很難預(yù)測出它們是哪一種情況。

對于腫瘤科醫(yī)生而言，這種實(shí)時(shí)成像可以即時(shí)反饋患者是否應(yīng)該繼續(xù)積極監(jiān)測腫瘤或是尋求治療，在標(biāo)準(zhǔn)治療或臨床試驗(yàn)中一種治療是否正在起作用。

論文共同作者、加州大學(xué)舊金山分校醫(yī)學(xué)與泌尿科學(xué)教授、腫瘤科醫(yī)生Eric Small博士說：“任何一種前列腺癌治療，包括放射治療和手術(shù)都有自然風(fēng)險(xiǎn)。這些風(fēng)險(xiǎn)會對患者的生活質(zhì)量產(chǎn)生巨大的影響。這一技術(shù)開始讓我們能夠更精確地評估個(gè)別患者癌癥的實(shí)際程度和風(fēng)險(xiǎn)，這極其的重要但卻是到目前為止很大程度上還無法實(shí)現(xiàn)的醫(yī)療需求。”

在2010年12月啟動(dòng)的這項(xiàng)臨床研究中，研究人員給丙酮酸標(biāo)記上碳-13（carbon-13），將這一“超極化丙酮酸”顯像劑注入到加州大學(xué)舊金山分校醫(yī)療中心和Helen Diller家庭綜合癌癥中心的31名前列腺癌患者的體內(nèi)。隨后研究小組利用MRI追蹤了丙酮酸及在前列腺癌中它轉(zhuǎn)化為乳酸的情況。和以往的小鼠研究一樣，較高較強(qiáng)的信號表明丙酮酸更快速地轉(zhuǎn)化為了乳酸，這可能是更具侵襲性癌癥的一種標(biāo)志。與之相反，在正常前列腺中只檢測到非常有限的轉(zhuǎn)化。

該研究特異將焦點(diǎn)放在了具有低級別腫瘤還未接受治療的患者身上，確定了所需丙酮酸的安全及合適劑量。未來的研究將利用這一技術(shù)評估癌癥治療縮小患者腫瘤的效應(yīng)，借助于這一認(rèn)識醫(yī)生可以評估個(gè)人所需的化療劑量。

盡管進(jìn)入潛在商業(yè)應(yīng)用還需5-10年的時(shí)間，加州大學(xué)舊金山分校已獲得資金資助，將這一技術(shù)擴(kuò)展至腦癌、乳腺癌、肝癌、淋巴癌、胰腺癌和前列腺癌患者研究。GE Healthcare也開發(fā)出了可以在一般技術(shù)環(huán)境中處理這種超極化丙酮酸的設(shè)備，以促成未來更廣闊的臨床試驗(yàn)。