脑对流增强给药对老年大鼠脑细胞外间隙微观结构的影响

• 作者: 刘爱连 和清源 宋宇 宋清伟 李媛媛 杨军 王睿 王艾博 赵国梅 韩易兴 韩鸿宾 高亚娟
• 来源期刊: 北京大学学报医学版
• 关键词: 放射性示踪剂 脑 细胞外间隙 对流增强给药 磁共振成像
• 年，卷（期）: 2020,（2）
• 所属期刊栏目: 技术方法
• 页码范围: 362-367
• 页数: 6页
• 分类号: R814.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.19723/j.issn.1671-167X.2020.02.026

摘要

目的:对比研究经细胞外间隙(extracellular space,ECS)途径的脑对流增强给药(convection enhanced delivery,CED)在进行脑病微创治疗时,不同给药速率下成年大鼠与老年大鼠脑ECS结构参数及局部药物分布的改变.方法:36只SD雄性大鼠按照月龄分为成年大鼠组(2～8月龄,18只)和老年大鼠组(18 ～24月龄,18只),每组再按照不同的给药速率(0.1 μL/min、0.2 μL/min、0.3 μL/min)随机分为3个亚组,每亚组6只.采用立体定位注射法分别在各组鼠脑尾状核区导入浓度为10 mmol/L的磁示踪剂钆-二乙三胺五乙酸(gadolinium-diethylene triamine pentaacetic acid,Gd-DTPA)后,应用磁示踪法动态采集Gd-DTPA在脑间质系统(brain interstitial system,ISS)中的扩散和分布图像.利用自主研发的MRI影像测量分析系统软件对所获得的图像进行处理和分析,可获得各组大鼠脑尾状核区ECS内的有效扩散系数(DECS)、清除率、容积占比和半衰期(T1/2)等参数.比较分析在不同给药速率下,老年大鼠与成年大鼠脑ECS内药物清除以及ECS结构功能的影响和差异.应用磁示踪DECS-mapping技术观察示踪剂在尾状核区的分布引流情况.结果:0.1 μL/min注药速率下,与成年大鼠相比,老年大鼠的容积占比增加(18.20％ ±0.04％vs.17.20％ ±0.03％,t=3.752,P=0.004),迂曲度下降(1.63 ±0.04vs.1.78 ±0.09,t=-3.680,P=0.004),药物清除速率下降[(1.94±0.68) mm2/svs.(3.25±0.43) mm2/s,t=-3.971,P=0.003],ECS内分子扩散速率增快[(3.99±0.21)×10-4mm2/svs.(3.36±0.37)×10-4 mm2/s,t=3.663,P=0.004].注药速率增加到0.2 μL/min时,老年大鼠ECS内药物清除减慢[(2.53±0.45) mmol/Lvs.(3.37±0.72) mmol/L,t=-1.828,P=0.021],但容积占比、ECS内分子扩散和宏观药物代谢参数无明显差异.注药速率增加到0.3 μL/min时,老年大鼠容积占比减小(17.20％ ±0.03％vs.18.20％ ±0.05％,t=-0.869,P=0.045),ECS内药物清除明显加快[(4.04±0.76) mmol/Lvs.(3.26±0.55) mmol/L,t=1.786,P=0.014],迂曲度和ECS内分子扩散速率无明显差异.结论:老年脑CED给药在不同速率时ECS内药物清除及ECS结构参数发生改变,0.2 μL/min速率下CED给药对老年脑ECS影响最小.应用CED进行脑病治疗时应综合考虑年龄和注药速率等因素的影响,经ECS途径给药进行脑病微创治疗时应制定个体化临床治疗方案.