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iHuman研究所Thompson课题组与合作者开发新型代谢影像学生物标志物

[source]: [the author]:Admin [date]:2022-05-13 [Views]:2280

对于药物难治性癫痫,病灶切除术是一种有效的治疗手段。手术成功的前提之一是对病灶的准确定位。然而,现有的病灶定位技术,如立体脑电(Stereo-electroencephalograph, SEEG)、正电子发射断层成像(Positron Emission Tomography, PET)等,有时并不能便捷、准确地给出答案。

上海科技大学iHuman研究所Garth Thompson课题组与上海交通大学附属瑞金医院核医学科合作,利用一体化PET-MR,开发了一种基于氧-葡萄糖代谢的新型影像学生物标志物,并成功应用于药物难治性癫痫的辅助诊断。相关成果于近日以“Aerobic glycolysis imaging of epileptic foci during the inter-ictal period”为题,发表于学术期刊eBioMedicine

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Thompson课题组利用校准功能磁共振的方法,从多种磁共振成像(MRI)序列中解耦出大脑氧气消耗信息,再结合PET得到的大脑葡萄糖代谢信息,建立了相对氧-葡萄糖指数(relative Oxygen-to-Glucose Index, relative OGI)这一新型生物标志物的计算模型。该课题所使用的数据由瑞金医院的合作者提供。

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图1. 基于弛豫的校准功能磁共振的数据处理流程。

研究表明,相对OGI在健康受试者的两侧大脑半球基本对称。然而,颞叶癫痫患者的病侧颞叶和海马则存在较高的相对OGI值,这一区别在部分患者的SEEG数据或PET影像上并不明显。同时,研究结果也提示OGI对于早期诊断可能具有比常规手段更高的敏感性。综上所述,相对OGI这一新型生物标志物,不仅有望成为癫痫病灶定侧的补充手段,还能为研究癫痫患者的大脑代谢变化提供新的见解。

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图2. 颞叶癫痫患者各模态数据结果比较。

上海交通大学附属瑞金医院核医学科主治医师张淼博士、上海科技大学生命学院2019级博士研究生秦琪凯(iHuman研究所Raymond Stevens课题组与Garth Thompson课题组共同培养)为该论文共同第一作者,上海交通大学附属瑞金医院核医学科主任李彪教授、上海科技大学iHuman研究所Garth Thompson研究员为该论文共同通讯作者。

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图3. 研究课题概念图。地-月系统长期的演化结果之一,就是月球背面(The far side of the moon)始终背对着地球。而在各种方面,月球背面都与其近地面有着非常大的差异,充满了探索空间和科研价值,却总是难以被窥见。正如癫痫发作间期的大脑代谢情况一样,科研人员们的关注点更多在于发作期的代谢异常,却忽视了发作间期代谢影像学在病灶定侧上的重要潜力。我们的研究则表明:颞叶癫痫在发作间期,病侧颞叶和海马较高的OGI值,有望成为现有诊断手段的有力补充。(概念图作者:Julie Liu、秦琪凯)

论文链接:https://www.thelancet.com/journals/ebiom/article/PIIS2352-3964(22)00188-8/fulltext