CT成像造影剂的研究进展

刘玉+陶晓峰

摘 要 CT成像已成为临床医学诊断的重要手段，而造影剂是其中重要组成部分。本文对CT成像造影剂的发展简史、应用现状和研究进展作一概要介绍。

关键词CT成像造影剂放射学

中图分类号：R981.1文献标识码：A文章编号：1006-1533(2014)13-0001-03

The research progress in CT contrast media*

Liu Yu, Tao Xiaofeng**

(Department of Radiology, The 9th Peoples Hospital, School of Medicine, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200011, China)

Abstract CT imaging has become an important means of clinical diagnosis while contrast medium is an important part in CT imaging. In this article, the brief history of the contrast media for CT imaging and their application and research progress are introduced.

Key wordsCT imaging; contrast media; radiology

在医学迅猛发展的今天，先进的医学影像诊断技术如X线、CT和磁共振成像（magnetic resonance imaging, MRI）等已能帮助医生更快捷、更准确地揭示人体内部的正常结构和异常病变，在造影剂的帮助下，人体组织和器官、甚至1根血管的影像都可得到清晰显现。与手术和药物等治疗措施不同，造影剂的使用虽不会直接改变预后，但其对提高诊断水平有着至关重要的作用。本文就CT成像造影剂的发展简史、应用现状和研究进展作一概要介绍。

1发展简史

CT成像造影剂的发展共经历了3次质的飞跃。

20世纪50年代，三碘苯即著名的泛影酸（amidotrezoic acid）被发现[1]，这是现代造影剂发展史上的第一次飞跃，目前仍在使用的含碘离子型造影剂几乎全由其衍生而来。

20世纪60年代末，瑞典放射学家Almen提出了非离子型造影剂的概念，并于1971年报道发现了第一个非离子型单体造影剂甲泛葡胺（metrizamide）[2]，标志着现代造影剂发展获得了第二次飞跃。第一代的造影剂很快被第二代非离子型单体造影剂所取代，代表性的造影剂有碘帕醇、碘海醇、碘普胺、碘美普尔和碘佛醇等，具有渗透压较低（500 ~ 700 mOsm/kg）和耐受性好等特点，性能稳定、可高温消毒，在临床上得到广泛应用。

20世纪70年代末，人们开始研制非离子型二聚体造影剂，以进一步降低渗透压。非离子型二聚体造影剂的上市被视为现代造影剂发展史上的第三次飞跃[3]，代表性的造影剂为碘曲仑，后者被证实具有无限水溶性，300 mgI/ml时与体液等渗且耐受性很好，缺点是相对分子量太大、黏稠度较高。

2应用现状

自1971年高渗造影剂甲泛葡胺用于临床后，含碘造影剂的发展较快，现已普遍被第二代非离子型次高渗单体造影剂如碘帕醇、碘海醇、碘普罗胺和碘佛醇等取代，这些造影剂具有渗透压低、耐受性好、性能稳定等特点，现已成为临床上常用的造影剂。随着新一代等渗造影剂如碘克沙醇的上市，相信CT成像造影剂的毒性会进一步降低、舒适性会进一步提高。下面简要介绍一些现临床上常用的CT成像造影剂及其特点。

2.1碘帕醇

碘帕醇是上市最早的一种第二代非离子型单体造影剂，含碘量高、具有很好的显影作用，同时对血管壁及神经组织的毒性低、性质稳定，适用于各种血管造影、CT增强扫描、泌尿道造影以及蛛网膜下腔应用的脊髓造影和脑池造影等[4]。

2.2碘海醇

碘海醇是一种非离子型X线不透性造影剂，属于第二代非离子型单体造影剂。碘海醇为单环非离子型水溶性的CT成像造影剂，渗透压较低、对神经系统的毒性较低，是一种安全的门诊鞘内注射用造影剂，广泛用于血管造影、蛛网膜下腔造影、冠状动脉造影、脊髓造影、股关节造影、泌尿系统造影和CT增强扫描[5]，具有造影密度低、耐受性好等优点，是目前最常用的造影剂之一，且已成为临床上评价各种X线造影剂的金标准对照药物。

2.3碘普罗胺

碘普罗胺是新型非离子型次高渗造影剂，目前国内使用较为广泛，常用于脑血管造影、CT增强扫描、数字减影血管造影、尿路造影及各种体腔造影[6]。

2.4碘佛醇

碘佛醇是非离子型造影剂，具有两个明显优于其他非离子型造影剂的化学结构特点，即其6个亲水的羟基围绕苯环上的碘原子均匀分布和分子结构中没有疏水的甲基存在。碘佛醇的这两个结构特点使之分子中的碘原子及脂溶性的苯环被更有效地屏蔽而避免了与人体组织的接触，大大降低了其化学毒性和副反应的发生，在临床上受到欢迎[7]。碘佛醇以在成人或儿童的血管或体腔内注射方案使用，在临床上可用于心及血管造影（脑血管造影、冠状动脉造影、主动脉造影、肾动脉造影、周围动脉及内脏动脉造影、左心室造影）、儿童心血管造影、动脉性数字减影血管造影、静脉造影、静脉性尿路造影、静脉性数字减影血管造影、头部及体部CT增强扫描。

2.5碘克沙醇

碘克沙醇是一种非离子型二聚体等渗造影剂，由于与血浆等渗，总体毒性低于次高渗造影剂[8]。大量研究表明，在低危（没有糖尿病、肾功能正常）患者中使用碘克沙醇与低渗造影剂导致的肾病无明显差异，提示在低危患者中发生肾病的危险低[9]。中国患者使用碘克沙醇的上市后监测研究是首次在中国进行的、样本量最大的多中心造影剂安全性上市后临床研究，涉及2万余例患者，旨在评价碘克沙醇用于CT增强扫描以及经皮冠状动脉介入治疗（percutaneous coronary intervention, PCI）和外周介入治疗中的安全性。结果显示，94.3%的患者在给药后无或仅有轻度不适感且总不良反应发生率较低（1.52%），证实碘克沙醇具有良好的安全性[10]。

3研究进展

近年来，随着纳米科学与分子医学的发展，分子影像学显示出巨大的发展潜力。尽管超高分辨力影像学设备不断更新，但在分子水平成像方面仍存在各种不足。CT具有超高时间、超高密度分辨力的特点，是分子影像学研究的重要工具之一，CT分子靶向成像造影剂的开发也相应地成为研究热点。

理想的CT分子靶向成像造影剂应该具备如下条件：①X线下有优良的显影效果；②具有很好的生物相容性和体内稳定性；③无细胞毒性；④能携带足够数量的靶向分子；⑤能特异地被肿瘤细胞内化或结合在细胞表面。目前，有研究者正在研制基于纳米颗粒的CT成像造影剂，并证实其能有效延长成像时间和减弱对肾脏的毒、副作用，具有较好的造影效果。纳米金颗粒和纳米银颗粒等CT成像造影剂的研究已引起国内、外科研工作者的广泛关注。

国外Kojima等[11]利用聚乙二醇化的G5 PAMAM树状大分子螯合金离子，然后加入抗坏血酸使之还原并形成金纳米颗粒。体外实验表明，随着不断螯合-还原，金纳米颗粒变大，其X线吸收系数也变大。当树状大分子包裹的金纳米颗粒长到最大（8 nm）时，其X线吸收系数与碘帕醇的X线吸收系数相近。将这种金纳米颗粒和碘帕醇分别注射到不同小鼠体内并在不同时间进行CT扫描，结果表明聚乙二醇化的G5 PAMAM树状大分子包裹的金纳米颗粒可作为血池造影剂用于血池成像，且因其主要聚集在肝脏而可用于肝脏CT成像。与小分子碘帕醇相比，其血液循环时间更长，CT成像也更清晰。国内Peng等[12]以聚乙二醇化的G5 PAMAM树状大分子包裹金纳米颗粒，同时将G5 PAMAM末端的氨基全部乙酰化以消除其表面的正电荷。实验结果表明，由此形成的Au DENPs的金上载量和稳定性更高、毒性更低，且已成功用于SPC-A1肺癌模型的CT成像诊断。尾静脉内注射Au DENPs后6 h时，Au DENPs在肿瘤组织内可因滞留效应而表现为局部富集，从而实现对肿瘤组织的CT成像识别的目标。王悍等[13]研究了Au DENPs作为CT分子探针的可行性，结果证实Au DENPs具有较现有CT成像造影剂更优秀的固有显影特性，具备成为CT分子探针的首要条件。

4结语

随着CT成像技术的发展及其在临床诊断中的应用，CT成像造影剂的研究和开发面临更大的挑战，研制无毒性、等渗、低剂量的CT成像造影剂已成为目前造影剂研究的主要方向。

参考文献

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（收稿日期：2013-10-22）