由弗莱堡大学医学中心、德国癌症联盟（DKTK）及其他机构的科学家组成的团队，在利用代谢磁共振成像（MRI）实时观察体内代谢过程方面取得了重大突破。他们开发出一种经济、安全且快速的方法，能够改变人体内自然存在的分子，显著提高其在MRI扫描中的可见度，为个性化癌症诊断开辟了新途径。研究成果于2023年7月13日发表在《Angewandte Chemie国际版》上。

首席研究员、弗莱堡大学医学中心放射学诊所医学物理系“超极化和代谢磁共振成像”研究小组组长Andreas Schmidt博士表示：“我们找到了一种简单、快速、安全地生产生物造影剂的方法，这种造影剂甚至能使新陈代谢变得可见。这使我们能够实时观察癌症代谢，为个性化癌症医学带来全新视角。”

代谢磁共振成像的工作原理

MRI通过检测分子的磁性来成像。在超极化过程中，分子的磁性特性会在一定时间内被显著放大，产生比平时强得多的信号。分子在生物学上的行为保持不变，因此可以非侵入性地观察新陈代谢过程。共同研究员、NVivion Imaging Technologies GmbH公司磁共振开发总监Stephan Knecht博士指出：“这种方法安全、无辐射，且代谢MRI仅需几分钟，对需要定期随访的患者尤为重要。”

两项里程碑式成果

1. 在生物相容性水溶液中成功生产出高度极化的丙酮酸盐。丙酮酸是人体内参与中心代谢过程的常见分子。研究团队采用创新的SABRE方法（可逆交换信号放大法）增强丙酮酸信号，可在几分钟内低成本生产高灵敏度生物造影剂，无需化学修饰。此前，SABRE方法效率不足，且无法在水溶液中生产高纯度造影剂，而现有方法需耗时约一小时或更久，技术要求极高。

2. 利用所研制的高灵敏度生物造影剂，在动物模型中成功将丙酮酸转化为乳酸和丙氨酸。在以往研究中，能量代谢中的这些转化已被确定为有用的诊断标志物。