研究人員利用全身成像方法來測量和追蹤人體對病毒感染的免疫反應。這種方法是更詳細研究人體免疫力的一個前景廣闊的平台，可用於評估癌症治療方法和研究其他傳染病和自體免疫疾病。

在病毒感染期間，非客製化（幼稚）的CD8+ T 細胞會被活化並產生細胞毒性，尋找並殺死受感染的細胞。一些CD8+ 細胞發展成為病原體特異性記憶T 細胞，它們會”記住”病毒，在病毒再次出現時為免疫系統提供長期保護。

了解免疫系統如何對病毒感染做出反應並形成對入侵者的特異性記憶，對於開發疫苗和治療方法非常重要。雖然可以在血液中發現CD8+ T 細胞，但它們大多存在於脾臟、骨髓和淋巴結等非血液組織中，因此獲取它們需要進行組織活檢。

現在，加州大學戴維斯分校健康中心的研究人員開發了一種非侵入性方法，利用全身正子斷層掃描（PET）測量CD8+ T細胞及其對病毒感染的反應。

研究的第一作者Negar Omidvari 表示：「人們對研究CD8+ T 細胞在免疫反應和記憶中的關鍵作用越來越感興趣。然而，由於活檢的侵入性，評估非血液組織中的免疫學變化具有挑戰。在某些情況下，甚至無法在活檢參與者的某些解剖區域（如大腦、脊髓、心肺組織和血管組織）進行活檢。因此，我們面臨的挑戰是找到一種非侵入性的定量方法，用於測量CD8+ T 細胞在體內的分佈和販運情況，而且這種方法也能安全地用於健康人”。

動態全身正子電腦斷層影像技術包括在病患體內注射極少量的放射性同位素追蹤劑，然後在一段時間內進行連續成像，從而產生顯示示蹤劑在體內動力學（隨時間的分佈）的影片。然後，利用數學模型提取生物相關資訊。

全身PET 掃描儀可同時對所有器官進行動態影像和動力學建模。它們比傳統PET 掃描儀更靈敏，影像品質更高，放射性示蹤劑注射劑量更低。這是動態PET 和動力學建模首次用於測量人體CD8+ T 細胞分佈。

Omidvari說：”動態全身正電子發射電腦斷層掃描是目前唯一一種輻射劑量可接受的技術，可對活體所有組織內的免疫細胞分佈和販運（移動）進行無創定量測量。”

研究人員招募了三名健康成年人和五名感染COVID-19 且症狀輕微至中度、無需住院治療的康復者。研究人員向參與者註射了少量含有免疫正子電腦斷層掃描放射性示蹤劑（89Zr-Df-Crefmirlimab）的放射性液體，該示蹤劑靶向人類CD8細胞。

COVID感染復健患者和健康對照受試者在三個影像時間點進行的基線全身PET掃描Omidvari等人/加州大學戴維斯分校健康中心

每位受試者都接受了90 分鐘的動態掃描、6 小時後的60 分鐘掃描以及注射放射性示蹤劑48 小時後的60 分鐘掃描。動力學建模使研究人員能夠分離血液循環對組織的影響，並測量組織對放射性追蹤劑的吸收，而不受成像時間和每位參與者血液差異的影響。

影像顯示，所有參與者的淋巴器官都攝取了大量的CD8+ T細胞。攝取量最高的是脾臟，其次是骨髓、肝臟、扁桃體和淋巴結。值得注意的是，研究人員觀察到，與對照組相比，COVID 復健患者骨髓中的CD8+ T 細胞濃度增加。COVID感染後六個月的追蹤掃描顯示，在所有骨髓區域，復健患者的記憶T細胞濃度都略高於基線掃描時的濃度。

Omidvari說：「骨髓已被確定為病毒感染後記憶性CD8+T細胞增殖的主要來源和首選部位。」這種記憶T細胞向骨髓等特定組織的遷移對於病毒感染後免疫記憶的形成至關重要。”

透過這項研究，研究人員為以非侵入性方式研究人體免疫反應和所有器官的記憶提供了一個新平台。

“這項研究的根本意義在於，它展示了全身正電子發射電腦斷層顯像技術評估整個人體T細胞分佈的潛力，它具有詳細建模所需的圖像質量，而且輻射劑量足夠低，可以廣泛應用於研究人體的免疫反應，”共同作者西蒙-切裡（Simon Cherry）說。”在我們的研究中，我們能夠描述這種免疫PET示踪劑在健康對照受試者和傳染病患者（COVID-19）中的動態特性，這是一個重要的創舉”。

研究人員說，除了研究免疫反應和記憶外，這種方法還可用於評估癌症患者的治療反應，並可擴展到對傳染病、自體免疫疾病和器官移植的研究。

該研究發表在《科學進展》（Science Advances）雜誌上。