分子成像技术驱动转化医学时代药物研发

　　分子成像仪作为一个新兴工具在医药领域的应用前景广阔，其结合传统药理学后可支持更好的决策、临床治疗方案改善以及主治药物选取。值得期待的是，该成像技术能用于药物安全测试，包括研发阶段的筛查以及后期临床试验的支持数据。

　　从分子影像学应用于药物研发讲座上(全球制药峰会)获悉，成像技术将被纳入临床前和临床研究，以验证和定量药物在动物或人体中的药效和安全性。该讲座的主讲学者Patrick McConville博士称：“我们利用原子成像仪的独特之处是更多地关注药物靶点和疾病生物学，从而让体内成像技术更好地服务医疗方案的决策。”

　　原子成像仪能够在体内获取与药物机制直接相关的、其它途径无法获得的信息，而那些成像标记分子已用于读取与生理功能相关的参数，如代谢水平、细胞结构、细胞增殖、生理缺氧和炎症。这些方面的数据可从机理水平反映疾病进展以及针对性治疗的疗效。

　　成像技术已成为表征化生物分子靶点的标准方法，其识别的抗体、抗体药物耦合物、蛋白质多肽和纳米颗粒等标记后经图像识别可成为药物研发的候选分子。值得期待的是，该成像仪经光声技术和临床荧光技术改进后可成为转化医学领域的强大工具。

　　高通量毒性筛选

　　新研制的芯片通过对微电极阵列系统和膜片钳系统的整合可无创性记录完整细胞的胞内动作电位，其拥有16,000多个功能独立的传感器以输出单细胞水平上的数据。

　　该芯片平台由比利时Interuniversitair Micro-Electronica Centrum机构的Dries Braeken博士等研制出，装配了数千个传感器以识别载体表面上生长的单细胞，它还配备了放大器、过滤器、模拟器以及阻抗回路以促进更高效、更便宜的平行测试系统的开发，此外，芯片上其它一些电极可刺激单细胞并对此进行记录。

　　利用膜片钳技术记录的信号非常类似于胞内信号，在试验中膜片钳在刺激电流作用下刺穿一个瞬时纳米孔，形成了一个观察胞内作用的低阻抗途径，进而在保持细胞完整形状的条件下记录动作电位。方便研究的一点是，来自单一细胞的胞内信号在5天内可供获取。

　　该芯片的一个具体应用事例是，心肌细胞信号经芯片记录后可测量动作电位持续周期、向上脉冲速率和向下脉冲的不同阶段。具有应用价值的是，该芯片在不影响信号质量的前提下输出高通量数据，其中的特定离子通道参数可用于药物筛查。

　　确定药效和药动力性

　　不同的成像方法已应用于监测疾病进展和分析药物在临床前阶段的疗效，而据罗氏诊断公司医药研制部门的Werner Scheuer博士称，荧光和生物发光成像技术因操作简单、扫描快速和无辐射危害等优点成为研究人员的最佳选择。

　　在药物研发中，信号接收时间长可阻碍研究人员确定临床前试验中药物的药效和药动力性，而光学成像技术能在很短的时间(1秒到2分钟之间)内收集发光信号。

　　荧光标记的抗体(靶向癌细胞相关的胞外抗原)被注射后，能够在6至24小时内完成对肿瘤组织的标记，以供成像仪识别该抗体在肿瘤患者体内的分布。此外，利用不同发射光激发的荧光基团可识别一系列抗体，这种多重研究模式是放射性同位素成像技术无法做到的。

　　研究人员利用荧光素酶转染的肿瘤细胞可监测结合动力学和抗肿瘤疗效，荧光标记抗体的稳定性为这一研究提供了时间支持。此外，小鼠接受无创性荧光成像后可监视血液中药物浓度峰值和半衰期以及器官中药物分布和饱和动力学特征，同时也可减少试验动物的数量以降低成本。

　　预测治疗反应

　　Endocyte 公司的Christopher P. Leamon博士提出了新的个体化方法，以识别哪些患者是靶向叶酸受体疗法的最佳对象。他研发的小分子偶联药物Vintafolide靶向结合肿瘤和关节炎中过度表达的受体，同时他还研发了能偶联到显色基团的联合显像剂etarfolatide。

　　经etarfolatide诊断后，那些叶酸受体过度表达的患者将接受vintafolide治疗，此外，联合显像剂也用于诊断特异抗体过度表达的患者，以确定有药物反应的患者才给予特定的药物。

　　Vintafolide(MK-8109/EC145)和etarfolatide(EC20)目前处于治疗卵巢癌的III期临床试验阶段以及治疗非小细胞肺癌(NSCLC)的IIb研究阶段。

　　经 Leamon博士介绍，II期数据表明etarfolatide可识别卵巢癌而非小细胞肺癌患者可受益于vintafolide。当接受单制剂 vintafolide治疗时，那些叶酸受体被诊断为100%的患者延长了无进展生存期(与那些叶酸受体被诊断为10%至90%的患者)。

　　他补充道，凭借联合显像剂的优点，研究人员可扫描病人的全身，并降低药物在临床试验时的风险。