Investigative Radiology：如何进行更安全增强磁共振成像？一项新的钆基造影剂正向我们走来！

钆基造影剂（GBCA）在增强磁共振成像（CE-MRI）中的效果和临床用途已被证实了几十年。迄今为止，全世界使用GBCA的检查已超过6.2亿次。CE-MRI是一种成熟的、有价值的诊断工具，对疾病管理有至关重要的价值，并为神经、心脏、乳房、腹部、肌肉骨骼和血管成像提供了重大进展。顺磁钆（Gd3+）是所有稳定离子中未配对电子数最多的，因此是MRI信号增强的最有效选择。这导致质子弛豫时间的有效缩短和T1加权MRI中信号强度（SI）的强烈增加。对于MRI中使用的造影剂，高效的Gd3+离子与高亲和力配体紧密结合。这些配体在化学上可分为两个不同的类别：线性和大环螯合物。

一般来说，线性GBCA在体内有更高的释放Gd3+的倾向。2006年，肾源性系统纤维化，一种罕见但严重的疾病，首次发现与严重肾功能损害患者使用线性GBCA有关。从那时起，人们开始从线性造影剂转向大环造影剂，这主要是由于其体内复合物的稳定性要高得多。基于正在进行的关于Gd在大脑和其他身体组织中存在的讨论，人们越来越要求在不影响图像质量和诊断结果的情况下减少GBCA的剂量。

近日，发表在Investigative Radiology杂志的一项研究对一种新设计的四元GBCA gadoquatrane进行了详细的临床前情况总结及描述，包括关键的物理化学参数、生理条件下的复合物稳定性以及其药代动力学（PK）情况，并在临床前大鼠胶质母细胞瘤模型中对gadoquatrane进行首次研究以评估在CE-MRI中增加图像信号和对比度或分阶段降低Gd剂量的潜力，为临床提供了减少对比剂摄入剂量的的可能以及改善病变增强、特征描述、诊断等临床价值。

本项研究在人体血浆中测定了四聚体gadoquatrane在1.41和3.0T下的r1-弛豫性，以及在水和血浆中的核磁弛豫散布图。在37°C、pH7.4条件下，分析了复合物在人血清中21天的稳定性，并与线性GBCA钆双胺和大环GBCA（mGBCA）钆布特罗进行了比较。此外，还进行了锌转金属化试验以研究其动力学惰性。使用大鼠和人类血浆在体外测定了蛋白质结合和血浆比。对大鼠的PK曲线进行了评估（注射后7天以内）。使用胶质母细胞瘤（GS9L）大鼠模型研究了磁共振成像特性。 
新的化学实体gadoquatrane是一个大环状的四元Gd复合物，每个Gd有一个内球水分子（q=1）。Gadoquatrane在缓冲液（1.43 mol Gd/L，10 mM Tris-HCl，pH 7.4）中显示出高溶解度，高亲水性（在1-丁醇/水中的logP-4.32），以及可忽略的蛋白质结合。与已建立的mGBCAs相比，gadoquatrane在人血浆中每Gd的r1-弛豫性为11.8 mM ^-1s ^-1（在37°C，pH 7.4，1.41T下对应于每分子47.2 mM ^-1s ^-1），高出2倍多（每分子8倍）。核磁弛豫散布图证实，在临床相关的磁场强度为0.47至3.0T时，人体血浆中的r1-弛豫性高出2倍以上。在37℃下，21天后观察到的人血清中的钆释放量低于定量的下限。Gadoquatrane在有锌的情况下，在转金属化试验中没有显示出Gd 3+的释放。PK曲线（血浆消除、生物分布、恢复）与钆布特罗相当。在MRI中，对大鼠胶质母细胞瘤模型的肿瘤与脑部对比度的定量评估显示，在相同的钆剂量下（0.1毫摩尔钆/公斤体重），与钆丁醇相比，使用Gadoquatrane的对比度增强明显改善，可以达到类似的对比度增强，而钆的剂量要少75%。就分子剂量而言，与巨鹿牌钆喷剂相比，Gadoquatrane减少了90%。由于其四元结构，因此每体积的分子数量较少，所有制备的gadoquatrane制剂对血液都是等摩尔的。 

 图  A，在临床1.5T磁共振成像扫描仪上进行的肿瘤大鼠模型（GS9L，第一组动物，n = 4）的大脑图像。磁共振图像显示了钆布特罗和gadoquatrane在标准剂量0.1mmol Gd/kg体重（相当于每个分子0.025mmol/kg体重）给药前和给药后5分钟的个体内对比。肿瘤用白色箭头表示。B, 给予造影剂5分钟后，肿瘤与大脑的造影剂与噪声比的箱形图（最小值）

研究表明，四聚体gadoquatrane是一种非常有前途的新一代GBCA，可用于临床CE-MRI的更加准确且安全的进行。这种新的造影剂表现出良好的物理化学和药理学特性，可将高弛豫性和高大环稳定性与现有的mGBCAs特性相结合，即可忽略的蛋白质结合进行快速的细胞外分布，并几乎完全以不变的形式进行肾脏消除（根据GFR）。

原文出处：

Jessica Lohrke,Markus Berger,Thomas Frenzel,et al.Preclinical Profile of Gadoquatrane: A Novel Tetrameric, Macrocyclic High Relaxivity Gadolinium-Based Contrast Agent.DOI:10.1097/RLI.0000000000000889