利用磁共振成像（MRI）技术评估血管解剖结构和功能对于医学诊断至关重要，而临床常用的低场MRI系统（≤ 3 T）存在空间分辨率较低的问题。近年发展起来的超高场（UHF）MRI（≥ 7 T）能够显著提高分辨率和信噪比，在血管成像方面具有十分可观的应用前景。然而，目前UHF MRI技术在血管成像的实际应用中受到单模（T1或T2）造影剂的低灵敏度和准确性的限制。

近日，浙江大学药学院凌代舜研究员团队在《Advanced Materials》上发表了题为“An Ultrahigh-Field-Tailored T₁-T₂ Dual-Mode MRI Contrast Agent for High-Performance Vascular Imaging”的研究论文，提出一种超高场T1-T2双模态磁共振血管成像策略，并首次设计合成基于超小氧化铁纳米粒子的T1-T2双模态超高场磁共振造影剂（UDIOC）。UDIOC在超高场下具有高效的磁共振对比能力，可以通过对比增强磁共振血管造影（CE-MRA）对血管结构进行实现高分辨率的成像，并且基于UDIOC的T1-T2双模态超高场动态对比增强磁共振成像（DCE-MRI）能够对肿瘤血管通透性进行准确、灵敏的评估。

超高场T1-T2双模态磁共振血管成像示意图

通过热分解法制备UDIOC，并对其进行配体交换和化学修饰，在其表面修饰聚乙二醇（P-UDIOC）。由于UDIOC的超小尺寸使其在超高场下具有适当的T2对比效果，同时其表面修饰的亲水性配体加快周围环境中水质子的T1弛豫过程，因此在超高场下可作为T1-T2双模态造影剂。CE-MRA成像结果表明，尾静脉注射P-UDIOC后，大鼠脑部血管磁共振信号显著增强，可以清楚观测到多条动脉及微血管结构，且能够分辨直径约为140 μm的脑膜中动脉，提高了超高场MRA的分辨率。

基于超高场T1-T2双模态MRI造影剂的CE-MRA用于血管结构成像

进一步，尾静脉注射P-UDIOC后，T1加权和T2加权DCE-MRI均能评估肿瘤组织血管通透性，两种模态所得到的结果之间也能进行交叉验证。而商用T1造影剂（Gd-DTPA）仅能用于T1加权DCE-MRI，商用T2造影剂（MION）仅能用于T2加权DCE-MRI。此外，CD34染色结果证明与Gd-DTPA和MION相比，只有通过基于P-UDIOC的T1-T2双模态DCE-MRI得到的结果才能与免疫组织化学染色结果相吻合。

基于超高场T1-T2双模态MRI造影剂的DCE-MRI用于肿瘤血管通透性评价

        本研究为下一代成像探针的设计提供了新思路，对肿瘤、脑血管疾病和神经退行性疾病等血管相关疾病的诊断、预后、治疗效果评价具有重要意义。本论文浙江大学硕士研究生汪瑾、硕士研究生贾银行、博士研究生王绮玥和博士研究生梁泽宇为共同第一作者，凌代舜研究员为通讯作者，浙江大学医学院白瑞良副教授为共同通讯作者。

论文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202004917