放射性造影試劑於神經退化性疾病研究之應用

醫學影像暨放射科學系 翁啓昌助理教授

近年來由於醫療技術之進步延長了全球人類平均壽命，然而伴隨了部分神經退化性疾病對年長者後期生活品質的影響，甚至對提供照護之家庭造成相當大的衝擊。阿茲海默氏症及帕金森氏症為最常見之神經退化性疾病，許多不同科學試驗正密集進行，以找出此兩種疾病可能之病理機轉及可行之治療方式。其中，一種結合放射性示蹤劑及造影方式的平台提供了一個可在活體上進行長期病理反應觀察及新藥效益快速評估的可行性。以阿茲海默氏症為例，在西元 2000 年前的研究及資料蒐集絕大部分仰賴過世之患者腦部組織檢體染色所得之結果方可進行分析及判讀；然而，匹茲堡大學的研究團隊於 2001 年發表了第一代使用於放射性正子斷層造影(PET)之試劑―¹¹C-PIB，可於活體中偵測該疾病主要病理特徵「乙型類澱粉斑塊」(圖一)，自此可對該類型疾病患者進行活體量測其腦部內該變異蛋白之累積及病變的相關性，進而帶動許多藥廠快速開發針對該疾病治療藥物之篩選，近期已有一兩個藥品已取得美國食品藥物管理局認可，投入阿茲海默氏症的治療。

第二常見之神經退化性疾病―帕金森氏症—目前仍不清楚其發病機制。大部分研究指出病患的動作行為障礙主要與腦部負責產生多巴胺之特定神經元功能退化有關，因此，針對該疾病之的診斷及治療大多數皆以多巴胺的供給為主要標的。然而，造成該病患腦部多巴胺神經元持續衰亡的原因仍然不明。為了探索該病可能的致病病因、致病機轉以及篩選可能可阻止多巴胺神經元退化之藥物，許多研究團隊以神經毒劑於實驗動物中誘發多巴胺神經凋亡退化以製造帕金森氏症模型，並結合可針對多巴胺神經元上特定蛋白之放射性示蹤劑進行長期之活體觀察，希望可以找到誘發帕金森氏症的病理機制。本研究團隊先前採用可結合至多巴胺前突觸神經元內之第二型單胺囊泡轉運子之放射性正子示蹤劑 (¹⁸F-FP-(+)-DTBZ)，分別使用於以神經毒劑 MPTP 或 6-OHDA 製造帕金森氏症動物模型，結果可明顯地觀察到這兩種神經毒劑造成多巴胺神經元損傷(圖二)。

除了藥物誘發之動物模型之外，因該病與特定基因之突變相關，因此可以轉殖特定基因以製造出帕金森氏症動物模型(例如小鼠)；使用上述特定之放射性藥劑於動物模型之活體影像觀察即像是打開了一道隱形的窗，讓科學家可以窺探該病對實驗個體造成的影響。雖然目前針對帕金森氏病的病理機制還不明朗，但相信藉由上述之實驗工具，科學家未來將有機會可找到治療該病之曙光！

圖一、11C-PIB於正常受試者(上排)及罹患阿茲海默氏症病患(下排)腦部正子斷層造影影像(1)
圖二、以正子斷層造影影像觀察實驗動物中使用18F-FP-(+)-DTBZ追蹤於神經毒劑MPTP(左圖)或6-OHDA(右圖)處理後多巴胺代謝狀況

參考文獻

1. Ikonomovic, Milos D., et al. "Early AD pathology in a [C-11] PiB-negative case: a PiB-amyloid imaging, biochemical, and immunohistochemical study." Acta neuropathologica 123 (2012): 433-447.