Radiology：钆沉积的磁共振定量与元素质谱法测定

现阶段，钆基造影剂（GBCA）已被广泛用于诊断性MRI，并具有非常好的安全性和诊断性能。然而，新的证据表明，重复使用GBCA与钆在大脑中的滞留有关，即使是肾功能正常的患者也是如此。临床报告显示，静脉注射GBCA后，灰质核团（特别是齿状核、苍白球和丘脑核）中的GBCA相关钆滞留已经在实验室动物中得到证实。此外，在大鼠和人类GBCA给药后，大脑皮层的特定区域也发现了非均质的钆沉积。

T1加权MRI已被用于检测和监测人脑中的钆沉积。沉积的钆会增加纵向松弛率（R1），并产生可通过T1加权MRI检测的高信号。尽管T1加权MRI是评估体内钆沉积的一种方便方法，但这种技术提供了一种间接的测量方法，对影响T1加权信号和解释的局部微环境因素很敏感。此外，评估钆沉积的T1加权MRI方法需要使用参考组织，这可能会引入系统偏差。相比之下，R1 mapping是T1加权MRI的定量实现，不受这些干扰的影响。然而，MRI R1 mapping是否准确反映钆在大脑中的沉积和分布仍不清楚。

激光烧蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）是一种强大的技术，能够对生物组织中的元素和同位素进行明确的鉴定、分析定量和高分辨率的空间映射。这项技术被公认为是元素检测和脑内钆沉积图谱的分析标准。

近日，发表在Radiology杂志的一项研究比较了在钆苯酸盐、钆喷酸、钆双胺或钆布特罗给药后，用体内定量MRI R1和体外激光烧蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）测得的钆在大鼠脑组织中沉积的情况，为进一步明确钆剂在体内的代谢剂作用机制提供了影像学参考依据。

将成年雌性Sprague-Dawley大鼠随机分配到五组中的一组（每组8只），并给它们注射钆苯酸盐、钆喷酸、钆双胺、钆布醇（2.4毫摩尔/千克，每周5周）或生理盐水（4.8毫升/千克，每周5周）。在基线和最后一次注射后1周进行MRI R1 mapping以确定R1和ΔR1。用LA-ICP-MS元素图谱分析同一大鼠的死后大脑以确定区域钆的浓度，并对GBCA组和生理盐水组的结果进行学生t检验。

给予钆剂的大鼠，在39.5%的大脑体积中显示出钆相关的MRIΔR1（ΔR1 = 0.087 second-1 ± 0.051）；钆喷酸，20. 6% (ΔR1 = 0.069 second^-1 ± 0.018); 钆双胺，5.4% (ΔR1 = 0.055 second^-1 ± 0.019); 和钆丁醇，2.2% (ΔR1 = 0.052 second^-1 ± 0.041)。在使用钆喷酸或钆喷酸处理的大鼠中，在多个前脑区域（新皮层、海马、齿状回、丘脑和尾状脑）检测到药剂特异性的钆相关ΔR1，而使用钆喷酸处理的大鼠在尾状脑显示出钆相关ΔR1。相比之下，LA-ICP-MS元素图谱显示，在使用钆贝酸盐、钆喷酸或钆双胺治疗的大鼠前脑中，异质性钆沉积的区域分布模式相似，平均钆浓度分别为0.45 μg g^-1 ± 0.07，0.50 μg g^-1 ± 0.10，和0.60 μg g^-1 ± 0.11。在钆剂处理过的大鼠前脑中检测到低水平（0.01 μg g^-1 ± 0.00）的钆沉积。

 图 最后一次（第五次）静脉注射钆（Gd）基造影剂（GBCA）或生理盐水（上排，两个半球）后一周的代表性纵向松弛率（R1）mapping和相应的激光烧蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）脑图，钆沉积（下排，左半球）在喙状海马水平。箭头表示梨状皮层第1层的背侧和腹侧范围。MRIpost = 最后注射GBCA或生理盐水后1周的时间点获得的MRI扫描

本项研究通过体内磁共振纵向弛豫率与体外元素质谱法对大鼠前脑中钆沉积测量结果的差异表明，一部分形式的钆沉积可能会逃避磁共振成像的检测，因此需要进一步的研究以确定其不同的代谢过程及病理生理。 

原文出处：

Ning Hua,Olga Minaeva,Nicola Lupoli,et al.Gadolinium Deposition in the Rat Brain Measured with Quantitative MRI versus Elemental Mass Spectrometry.DOI:10.1148/radiol.212171