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Adv.Mater.復旦李聰團隊闡述癲癇可視化新技術:從生物標志物到分子探針

來源:復旦大學藥學院      2022-07-19
導讀:復旦大學藥學院李聰教授團隊對近年報道的致癇灶生物靶標和分子探針進行了分析和總結,該工作以題為《定制材料實現癲癇可視化:從生物標志物到影像探針》(Tailoring Materials for Epilepsy Imaging: From Biomarkers to Imaging Probes)綜述文章發表在《Advanced Materials》雜志。
癲癇是一種常見的神經功能障礙性疾病,全球人口患病率接近1%,每年新增近500萬。雖然目前臨床批準了20余種抗癲癇藥,但仍有約30%癲癇患者無法通過藥物有效控制,被稱為難治性癲癇。相比普通癲癇患者,難治性癲癇患者伴有認知發育障礙,嚴重的社會歧視,死亡率和經濟負擔也顯著增加。手術切除致癇灶是治療難治性癲癇最有效的方法,相比于藥物治療,可使患者死亡率下降約3倍,無發作可能性提高25倍。準確定位致癇灶是實施手術干預的前提。臨床常用腦電圖、磁共振成像、正電子發射斷層掃描等技術定位致癇灶,但由于癲癇的異質性和病灶隱匿性,臨床僅有不到1%的癲癇患者最終接受了手術治療。因此,發現致癇灶特異性生物標志物并據此構建分子探針是定位致癇灶的關鍵。

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圖1. 神經血管單元穩態失衡引發分子、功能和結構異常為致癇灶定位提供新靶標

藥學院李聰教授團隊對近年報道的致癇灶生物靶標和分子探針進行了分析和總結,該工作以題為《定制材料實現癲癇可視化:從生物標志物到影像探針》(Tailoring Materials for Epilepsy Imaging: From Biomarkers to Imaging Probes)綜述文章發表在《Advanced Materials》雜志。神經血管單元是維持大腦正常工作的基本功能單元,其由神經元-膠質細胞-毛細血管構成,三者功能上相依存,生理上相影響,任何一種細胞功能或代謝異常均會產生級聯反應,誘發癲癇產生。如圖1所示,外部刺激和遺傳缺陷累積等風險因素觸發神經元興奮性升高,釋放多種活性分子并激活小膠質細胞。活化小膠質細胞分泌促炎細胞因子和蛋白水解酶破壞腦毛細血管完整性。血腦屏障通透性增加導致外周淋巴細胞入腦并進一步提高腦內炎性水平,誘導星型膠質細胞增生,抑制神經遞質重攝取并加劇神經元興奮性。神經血管單元中不同細胞功能異常形成正向反饋回路,促進神經炎癥播散,降低神經元放電闕值,最終導致致癇灶的生成。本工作將癲癇病理狀況歸納為功能異常、分子異常和結構異常三類,詳細介紹了針對上述異常的生物標志物,相應分子探針的設計方案、成像機制和病灶定位性能,強調了生物材料優化對提高探針生物利用度、藥物動力學特征、血腦屏障通透性、病灶定位靈敏度和信噪比的重要作用。最后對下一代癲癇可視化探針的設計和臨床轉化面臨挑戰進行了展望。

復旦大學藥學院博士研究生趙靜、王聰博士為該論文的共同第一作者,李聰教授為論文的通訊作者。浙江大學醫學院博士研究生孫琬冰參與論文撰寫。該工作獲得國家重點研發計劃,國家杰出青年基金,國家自然基金重點項目,上海市腦與類腦智能基礎轉化應用研究市級科技重大專項,復旦大學雙一流項目,博新計劃以及博士后面上等項目的支持。

原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202203667
參考資料:https://spfdu.fudan.edu.cn/eb/d5/c28478a453589/page.htm


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