研究人员在放射治疗过程中首次捕捉到癌症肿瘤中氧气的图像

癌症肿瘤中的氧气是帮助放射治疗成功的主要因素。实体肿瘤中的缺氧或缺氧也被认为是抵抗治疗的一个重要因素。然而，如果不对整个组织的氧分布进行侵入性采样，或者不对整个肿瘤进行平均，就很难监测肿瘤的氧合，而肿瘤内的氧是高度不均匀的。

达特茅斯和达特茅斯-希区柯克的诺里斯棉花癌症中心的一个研究小组，由布莱恩·波格博士领导，已经开发了第一个非侵入性的方法来直接监测血液中的氧分布肿瘤就在那个时候放射治疗正在发生的事情。通过注射氧探针药物PtG4，他们能够成像肿瘤内氧的分布。该方法测量了PtG4在辐射治疗中发出的切伦科夫光激发下的发光寿命。这种名为PtG4的药物可以在肿瘤中停留至少一周，并反复成像。

Pogue解释说:“成像是在没有任何额外辐射的情况下完成的，只需要在放射治疗期间使用相机监测辐射。”“根据两种肿瘤系，一种已知对辐射有反应，另一种已知对辐射有抗性，我们可以看到肿瘤氧合的差异，这反映了它们的反应差异。”该团队的研究结果，“在分级放射治疗期间，切伦科夫激发磷光动态成像的异种移植肿瘤中的组织pO2分布”，最近发表在自然通讯，由第一作者徐操著。

Pogue的团队能够通过特殊技术捕捉氧合成像。Pogue说:“在我们的放射治疗部门，我们有一套独特的时间门控相机，它是为基于切伦科夫的辐射剂量测量而设计的，但我们已经将它们用于监测正在治疗的肿瘤中的氧气。”“所以使用这些专门的切伦科夫相机使测量成为可能。”Pogue的团队还与宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的Sergei Vinogradov教授及其团队合作，后者制作了PtG4，并通过药物表征和共同监督这项研究来支持这项工作。

Pogue希望将这种肿瘤监测能力发展成一种有用的临床辅助手段，用于跟踪肿瘤对放射治疗的反应，特别是已知缺氧的肿瘤。在治疗时获得这些信息可能有助于影响治疗决策，例如在需要的地方加强辐射。Pogue说:“当患者接受放射治疗时，治疗应该尽可能多地直接利用患者肿瘤的信息。”“今天，我们利用肿瘤的形状和它周围的组织。但是，我们也需要考虑使用肿瘤代谢的测量，因为这也会影响治疗的成功。未来辐射治疗在计划或实施治疗时，理想的治疗应该结合代谢特征，如肿瘤的氧化作用。”

迈向这个未来的下一步已经开始了。Pogue的团队正在研究他们可以追踪氧化作用的区域有多小，以及他们可以多快地进行测量。“我们的目标是生产氧气图像在视频速率，与空间分辨率这使我们能够在人类肿瘤中看到与放射生物学相关的缺氧结节，”Pogue解释说。

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