细菌感染成像的研究进展

doi:10.7503/cjcu20210461

摘要/Abstract

摘要：

由致病菌或条件致病菌侵入机体繁殖而产生的毒素和其它代谢产物所引起的感染性疾病是目前全球范围内的主要死亡原因之一. 感染性疾病的早期诊断是对其进行有效治疗与控制的重要途径. 分子影像技术的快速发展给体内细菌感染的评估带来了前所未有的变化和机遇. 本文综合评述了计算机断层扫描、正电子发射断层扫描、超声成像、磁共振成像、荧光成像及光声成像等成像方式在细菌感染体内成像中的研究进展、不足和发展方向等, 以期为活体细菌感染检测方法的发展提供参考.

关键词: 细菌感染, 分子影像, 多模态成像

Abstract:

As one of the major causes for death， bacterial infection is caused by pathogenic bacteria or opportunistic pathogens that invade the human body and proliferate， producing toxins and other metabolites. Early diagnosis of infectious diseases is an important approach to effective treatment and control of infectious diseases. The rapid development of molecular imaging technology has brought unprecedented changes and opportunities to the evaluation of bacterial infection in vivo. This article reviews the research progress and the future development direction of imaging of bacterial infection in vivo based on the imaging methods such as computed tomography， ultrasound imaging， magnetic resonance imaging， fluorescence imaging， photoacoustic imaging， and others， aiming to provide reference for the development of detecting bacterial infection in vivo.

Key words: Bacterial infection, Molecular imaging, Multimodal imaging

中图分类号:

O651

TrendMD:

张亚青, 李林瑶, 郝梦琪, 罗沁, 邓思雨, 杨芸, 梁雪微, 方威威, 宋尔群. 细菌感染成像的研究进展. 高等学校化学学报, 2021, 42(11): 3265.

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图/表 8

Fig.1 Schematic illustration of the application of the Bi2S3@mSiO2@Ag for CT imaging and antibacterial treatment of the gastrointestinal(GI) tract[15]Copyright 2020, the Royal Society of Chemistry.

Fig.4 Schematic illustration of the application of the Ga?based(A)[43] and Mn?based(B)[44] MRI contrast agents for bacterial infection imaging and MRI guided treatment(A) Copyright 2018, American Chemical Society; (B) Copyright 2021, Elsevier.

Fig.5 Schematic illustration of the application of fluorescently labeled maltohexaose(A)[55], Vanco?800CW(B)[50], TPACN?D?Ala(C)[64] and AIEgen?peptide(D)[52] for fluorescence imaging of bacterial infection(A) Copyright 2011, Springer Nature; (B) Copyright 2013, Springer Nature; (C) Copyright 2020, the Royal Society of Chemistry; (D) Copyright 2020, the Royal Society of Chemistry.

Table 1 Performance comparison of common bacterial imaging technology

Imaging modality	Imaging information	Advantage	Disadvantage
CT^{［12—15］}	Anatomical	High spatial resolution； good anatomical structure	Radioactive； pool soft tissue discrimination
PET^{［19—34］}	Physiological	High sensitivity； quantitative	Radioactive； low spatial resolution
US^{［39，41］}	Anatomical； physiological	Good spatial resolution； portable	Lacking available probe
MRI^{［43—46］}	Anatomical； physiological	Good spatial resolution； superb soft tissue discrimination	Long imaging time； low sensitivity
FL^{［49—59，62—64］}	Physiological	High sensitivity； low equipment requirements	Limited imaging depth
PAI^{［65，66，68］}	Physiological	Good contrast and resolution	Limited imaging in bone and air tissue

Fig.7 Schematic illustration of the application of 99mTc?UBI29-41?Cy5(A)[5] and MBP?Ce6 NSs(B)[74] for multimodal imaging of bacterial infections(A) Copyright 2019, American Chemical Society; (B) Copyright 2020, AAAS.

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