免疫細(xì)胞浸潤(rùn)肝臟和攻擊肝細(xì)胞是許多疾病的特征，包括自身免疫性肝炎和肝臟移植的排斥反應(yīng)。在浸潤(rùn)肝臟的白細(xì)胞中，T淋巴細(xì)胞占了相當(dāng)大的比例，各種動(dòng)物模型都表明T細(xì)胞在這些疾病中起著至關(guān)重要的作用。

為了對(duì)患者進(jìn)行個(gè)性化治療，需要精確定量肝臟中的T細(xì)胞。目前，侵入性活檢是評(píng)估肝臟浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞的金標(biāo)準(zhǔn)方法。不過(guò)，這種方法取樣誤差大，有并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)，而且在肝臟移植排斥等表現(xiàn)多樣的疾病中往往難以解釋。因此，人們?cè)噲D開(kāi)發(fā)出新方法來(lái)定量肝臟中的CD4和CD8 T淋巴細(xì)胞。

加州大學(xué)洛杉磯分校的研究人員發(fā)現(xiàn)，利用¹⁸F-FAC放射性示蹤劑進(jìn)行PET成像可作為一種非侵入性的替代方法，幫助人們觀察和定量肝臟浸潤(rùn)免疫細(xì)胞和肝細(xì)胞炎癥。這項(xiàng)研究成果發(fā)表在《Journal of Nuclear Medicine》雜志上。
 

圖片來(lái)源：《Journal of Nuclear Medicine》
（https://jnm.snmjournals.org/content/59/10/1616）

研究材料與方法
在這項(xiàng)研究中，研究人員利用刀豆凝集素A（ConA）處理小鼠，構(gòu)建了自身免疫性肝炎小鼠模型，同時(shí)利用表達(dá)綠色熒光蛋白的腺病毒（由賽業(yè)生物提供）構(gòu)建了病毒性肝炎小鼠模型。他們采用三種放射性示蹤劑（¹⁸F-FDG、¹⁸F-FAC和¹⁸F-DFA）進(jìn)行PET成像，并通過(guò)免疫組化、放射自顯影等方法定位了示蹤劑積累的區(qū)域。研究人員還對(duì)地塞米松處理的小鼠進(jìn)行¹⁸F-FAC PET掃描。

技術(shù)路線
01 構(gòu)建自身免疫性肝炎小鼠模型，并采用三種放射性示蹤劑進(jìn)行PET成像
02 通過(guò)免疫組化和放射自顯影等方法定位示蹤劑積累的區(qū)域
03 構(gòu)建病毒性肝炎小鼠模型，在PET成像后定位示蹤劑積累的區(qū)域
04 評(píng)估¹⁸F-FAC PET成像是否可監(jiān)測(cè)免疫抑制劑的治療效果

研究結(jié)果
1 在自身免疫性肝炎模型中，¹⁸F-FAC主要積累在肝臟浸潤(rùn)性CD4 T細(xì)胞
研究人員最近開(kāi)發(fā)出一組PET成像放射性示蹤劑，包括¹⁸F-DFA，它可以測(cè)量肝細(xì)胞中高度上調(diào)的核糖補(bǔ)救途徑。另外，PET放射性示蹤劑¹⁸F-FDG和¹⁸F-FAC可分別測(cè)量葡萄糖消耗和脫氧核苷補(bǔ)救，這兩個(gè)途徑在免疫細(xì)胞活化過(guò)程中上調(diào)。于是，他們?cè)u(píng)估了是否可以利用這些放射性示蹤劑來(lái)定量肝臟中的T細(xì)胞。

首先，研究人員利用植物凝集素ConA誘導(dǎo)了自身免疫性肝炎小鼠模型。在注射ConA后，小鼠表現(xiàn)出強(qiáng)烈的肝炎，其特征是肝臟浸潤(rùn)白細(xì)胞中含有大量CD4 T細(xì)胞，以及少量CD8 T細(xì)胞、CD11b+細(xì)胞和B220+ B細(xì)胞。在這種小鼠模型的肝臟中，PET成像發(fā)現(xiàn)¹⁸F-FDG和¹⁸F-FAC積累明顯高于對(duì)照小鼠，而¹⁸F-DFA積累則低于對(duì)照小鼠（圖1）。
 

圖1 自身免疫性肝炎小鼠模型中肝臟¹⁸F-FDG、¹⁸F-FAC和¹⁸F-DFA的積累受到影響^[1]

為了弄清楚小鼠模型中肝臟中¹⁸F-FDG、¹⁸F-FAC和¹⁸F-DFA的積累為何受到影響，研究人員從細(xì)胞水平開(kāi)展了分析。這些放射性示蹤劑在細(xì)胞內(nèi)的積累受到特定蛋白的調(diào)控。具體來(lái)說(shuō)，葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白GLUT1的表達(dá)是葡萄糖消耗的主要決定因素（與¹⁸F-FDG有關(guān)），脫氧胞苷激酶（dCK）調(diào)節(jié)¹⁸F-FAC的積累，而核糖激酶（RBKS）則是¹⁸F-DFA測(cè)量的核糖補(bǔ)救途徑中的關(guān)鍵酶。

免疫組化和放射自顯影結(jié)果顯示，在經(jīng)過(guò)ConA處理的小鼠中，肝臟中¹⁸F-FDG積累增加的部位是浸潤(rùn)的白細(xì)胞和附近的肝竇內(nèi)皮細(xì)胞，¹⁸F-FAC積累增加的部位是浸潤(rùn)的CD4和CD8細(xì)胞，而¹⁸F-DFA積累減少的部位則是整個(gè)肝臟內(nèi)的肝細(xì)胞（圖1）。考慮到CD4和CD8 T細(xì)胞消耗的脫氧胞苷約為B220或CD11b細(xì)胞的4倍，且ConA處理后肝臟中CD4 T細(xì)胞的數(shù)量高于CD8 T細(xì)胞，¹⁸F-FAC積累的增加主要測(cè)量了小鼠肝臟中浸潤(rùn)的CD4細(xì)胞。
 

圖2 ¹⁸F-FDG和¹⁸F-FAC測(cè)量肝臟浸潤(rùn)白細(xì)胞，而¹⁸F-DFA測(cè)量肝細(xì)胞炎癥^[1]

2 在病毒性肝炎模型中，肝臟¹⁸F-FAC積累不受影響
自身免疫性肝炎是以免疫細(xì)胞浸潤(rùn)肝臟為特征的一種疾病，但并不是唯一的一種。從組織學(xué)角度來(lái)看，病毒性肝炎與自身免疫性肝炎非常類似。于是，研究人員接著分析了¹⁸F-FDG、¹⁸F-FAC和¹⁸F-DFA在病毒性肝炎模型中的行為。他們利用表達(dá)綠色熒光蛋白的腺病毒（由賽業(yè)生物提供）處理小鼠，構(gòu)建了病毒性肝炎小鼠模型。

在腺病毒處理后2周內(nèi)，小鼠肝臟受到強(qiáng)烈的免疫攻擊，這種攻擊會(huì)持續(xù)8周，到12周才消失。他們發(fā)現(xiàn)，病毒性肝炎也會(huì)誘導(dǎo)肝臟¹⁸F-FDG積累顯著增加，但在肝炎緩解后又恢復(fù)到治療前的水平。同時(shí)，病毒性肝炎也降低了肝臟¹⁸F-DFA的積累。然而，在病毒性肝炎的誘導(dǎo)和清除過(guò)程中，肝臟¹⁸F-FAC積累在任何時(shí)間點(diǎn)都不受影響。

3 ¹⁸F-FAC PET成像可作為一種非侵入性的生物標(biāo)志物
利用PET成像來(lái)定量肝臟浸潤(rùn)性CD4和CD8 T淋巴細(xì)胞，這種策略的潛在應(yīng)用之一是監(jiān)測(cè)這些細(xì)胞對(duì)免疫抑制療法的反應(yīng)。研究表明，利用免疫抑制藥物地塞米松對(duì)小鼠進(jìn)行預(yù)處理可以阻斷ConA誘導(dǎo)的自身免疫性肝炎。研究人員發(fā)現(xiàn)，在ConA處理前18小時(shí)和1小時(shí)用地塞米松處理小鼠，其肝臟¹⁸F-FAC積累水平明顯低于對(duì)照小鼠（圖2）。這些結(jié)果表明，利用¹⁸F-FAC進(jìn)行PET成像可作為一種生物標(biāo)志物，顯示免疫抑制劑的治療效果。
 

圖3 肝臟¹⁸F-FAC積累的變化可用于監(jiān)測(cè)免疫抑制藥物的治療^[1]

以上的數(shù)據(jù)表明，在自身免疫性肝炎發(fā)生時(shí)，¹⁸F-FAC可選擇性地對(duì)CD4和CD8 T細(xì)胞進(jìn)行成像。這種方法是否適用于人類，還需要進(jìn)一步研究。為了評(píng)估自身免疫性肝炎患者的肝臟浸潤(rùn)白細(xì)胞中的脫氧核苷補(bǔ)救活性，研究人員對(duì)活檢樣本的組織切片進(jìn)行dCK免疫染色。結(jié)果表明，這些肝臟切片中的肝臟浸潤(rùn)白細(xì)胞高水平表達(dá)dCK，這為PET示蹤劑可能適用于自身免疫性肝炎患者提供了早期證據(jù)。

研究結(jié)論
這項(xiàng)研究表明，PET成像有望作為一種非侵入性的定量方法來(lái)監(jiān)測(cè)自身免疫性肝炎發(fā)生時(shí)的肝細(xì)胞和肝臟浸潤(rùn)T細(xì)胞以及對(duì)治療的反應(yīng)。之前的研究用¹⁸F-FAC來(lái)觀察系統(tǒng)性自身免疫和結(jié)腸炎小鼠模型，它對(duì)治療的價(jià)值在于能直接評(píng)估治療的靶點(diǎn)。這些研究凸顯了¹⁸F-FAC及其他PET示蹤劑在觀察和定量自身免疫性疾病的發(fā)展和治療方面的潛在作用。

參考文獻(xiàn)：
[1]Salas JR, Chen BY, Wong A, et al. ¹⁸F-FAC PET Selectively Images Liver-Infiltrating CD4 and CD8 T Cells in a Mouse Model of Autoimmune Hepatitis. J Nucl Med. 2018 Oct;59(10): 1616-1623. https://doi.org/10.2967/jnumed.118.210328