[发明专利]非侵入性体内光学成像方法

说明书

本发明涉及在受试者的血液中测定包含荧光实体和第二实体的荧光分析物的存在、定量该荧光分析物的血液水平、和/或监测或测定该荧光分析物的血液清除的非侵入性方法，其包括下列步骤或由下列步骤组成：(a)将至少一种预定波长的激发光引导到包含所述受试者的瞳孔的至少一部分的划定区上，以激发所述荧光实体，(b)通过所述受试者的眼，接收具有与(a)所述的预定波长可区别的波长的自所述荧光分析物发射的光，藉此测定所述受试者的血液中所述荧光分析物的存在，定量所述荧光分析物的血液水平，和/或监测或测定所述荧光分析物的血液清除。本发明进一步涉及用于任一种前述方法的如前述权利要求中任一项限定的荧光分析物或荧光标记物。此外，本发明涉及如前述权利要求中任一项限定的荧光分析物或荧光标记物用于制备要在任一种前述方法中采用的诊断组合物的用途。此外，本发明涉及用于本文中限定的任何方法的装置。

非侵入性成像可以追溯到威尔姆·伦琴(Wilhelm Roentgen)于1895年发现X-射线。在现代医学中成像技术及其应用的数量剧增。计算机断层摄影术(CT)、正电子发射断层摄影术(PET)、单光子发射计算机化断层摄影术(SPECT)和磁共振成像(MRI)是一些经典的非侵入性成像技术。这些技术容许基于解剖学、形态学和生理学变化来诊断疾病，诸如癌症。

然而，大多数这些已建立的技术缺乏灵敏性，降低特异靶向性、而且不能展现出分子基础上的功能性变化，故而不是基础研究、临床前和转化应用中的合适工具。因此，仅可以在晚期、形态学可见的时间点时诊断出疾病。

出于此原因，研究人员已经聚焦于具有高灵敏性和高对比度的用于对基因表达、受体激活、信号传导途径、凋亡和多药物抗性成像的分子-功能成像技术(Weissleder和Mahmood，Radiology 2001；第219卷：316-333)。

与“经典的”诊断成像，例如磁共振(MR)、计算断层摄影术(CT)、和超声(US)成像相对的是，分子成像(诸如光学分子成像)是对作为疾病基础的分子异常进行分析，而不是对这些分子变化的终末效应成像。

光学分子成像诸如荧光和生物发光成像是医学诊断学中最新的尖端技术之一，并且已成为一种对分子水平变化成像的有力工具。此技术的目的是显现并定量疾病形成过程中的分子变化。

特别感兴趣的是这样的荧光染料，其在近红外(NIR，一种光谱窗口)发射，而血红蛋白和水程度吸收最小，从而容许光子在组织中穿透数厘米。

作为标记物使用的荧光染料应当吸收并发射近红外范围中的光。它们应当揭示高荧光量子产率、良好的水溶性和光灵敏性(Heiduschka等，Investigative Ophthalmology & Visual Science 2007；第48卷：2814-2823)。在过去数年中，花青染料(Cy-染料)被证明为在生物医学研究中有效且可靠的荧光染料。由于其在近红外区中的荧光，容许光子较深地穿过组织，并且它们以低的组织自身荧光为特征。它们是非常光稳定的，并且针对pH变化不敏感。除了花青染料外，alexa染料也是光学成像技术中使用的常见荧光染料。

在早期阶段诊断出疾病，对于患者的预后会是极大的优势，并且可以适时地启动适当的治疗。功能性成像技术性能包括研究功能性途径的能力，在细胞和分子水平评估血管生成和低氧。为了非侵入性显现生物学过程并为了能够进行定量，可注射成像剂是必需的。此探针包含可以高度灵敏地检出的标记物和展现出针对期望靶物的高亲和力的配体。为了提高灵敏度，加强标记物特异性信号的策略是必需的；最后但也很重要的一点是，需要高分辨率的成像方式来检测标记物特异性的信号(Hengerer和Mertelmeier，Electromedica 2001；第1卷：44-49)。其他可选的标记技术，诸如遗传报告物和外源细胞追踪剂，是以不同的标记策略为基础的，但是它们主要局限于小鼠模型和基础生物科学。