本研究，选用无感染风险、有生物学活性的RBD，开发出直接、快速、高标标记的碘-124(124I)标记RBD分子探针。利用正电子发射型计算机断层显像(PET)分子影像高灵敏度、定量分析的优势，对正常小鼠及模型鼠进行分子显像的研究。
图：124I-RBD和 [124I]-NaI探针在灌肺4小时候的Micro-PET分子影像。1. 2. 3. 分别为甲状腺，肺部及胃组织。
世界卫生组织公布的资料显示，传染病的发病率和死亡率在所有疾病中占据第一位。尽管人类已经对这些病毒形态、结构、感染性等重要参数充分了解，但依然无法有效对抗病毒。
SARS-CoV-2感染的第一步是进入人体细胞。SARS-CoV-2 和 SARS-CoV 具有共同的祖先，类似于蝙蝠冠状病毒 HKU9-1，这些冠状病毒具有非常相似的刺突蛋白三维结构，被认为与人类细胞受体血管紧张素转化酶2(ACE2)具有很强的结合性。SARS-CoV-2通过刺突蛋白RBD与ACE2结合而感染人呼吸道上皮细胞，并进一步感染人肺组织等器官。重组刺突蛋白RBD可与ACE2特异性结合，是病毒侵入细胞通路的关键。
团队曾经以新冠病毒入侵人体的关键—人体血管紧张素转换酶2(ACE2)为靶点，开发出HZ20系列PET探针，无创、实时监测人体ACE2分布(Advanced Science. 2021, 8, 2100965.)。
此次研究中，团队选用无感染风险、有生物学活性的RBD开发ACE2靶向 124I-RBD探针，其特点在于可通过PET 成像技术在体实现RBD的体内代谢和ACE2表达定量分析。获得新探针后，利用PET分子影像高灵敏度、定量分析的优势，对正常小鼠及ACE2高表达的肿瘤模型鼠进行PET显像研究。结果显示，探针主要通过肝脏及肾脏代谢，代谢较快，体内残留较少。基于肺组织内ACE2表达数据，团队开利用肺内给药的方式，将适量的124I-RBD通过气管导管注射到肺内，通过肺部吸收，观察其体内的代谢及分布，结果显示，该探针在肺部滞留4小时以上。表明124I-RBD探针和肺部活体组织表面受体具有较长的作用时间。
该研究首次实现了病毒RBD的固体靶核素标记，并获得124I-RBD核素探针。与免疫诊断、免疫荧光、显微镜检查、微生物培养和其它分子技术(核酸扩增和质谱)等传统感染诊断技术相比，PET分子成像具有实时和非侵入性的优势。有望为病毒精准防治提供新思路。
