靶向超聲造影劑在冠心病中的應(yīng)用

伍巧玲 丁云川

【摘要】目前診斷和治療冠心病的方法和技術(shù)都存在不同程度的局限性。隨著超聲技術(shù)的不斷發(fā)展，靶向超聲造影劑的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了冠心病診療一體化。

【關(guān)鍵詞】超聲造影劑；冠心??；應(yīng)用

【中圖分類號(hào)】R445.1 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】ISSN.2095-6681.2019.7..02

Application of targeted ultrasound contrast agent

in coronary heart disease

WU Qiao-ling，DING Yun-chuan*

（Yan'an Hospital Affiliated to Kunming Medical University，Yunnan Kunming 650500，China）

【Abstract】Current methods and techniques for diagnosing and treating coronary heart disease are limited to different degrees.With the continuous development of ultrasound technology and the appearance of targeted ultrasound contrast agent， the integration of diagnosis and treatment of coronary heart disease has been realized.

【Key words】Ultrasound contrast agent；Coronary heart disease；Application

冠心病是一種威脅人類健康的心血管疾病，近年來(lái)發(fā)病率和死亡率逐漸增高，目前診斷和治療冠心病的方法和技術(shù)都存在不同程度的局限性。隨著超聲技術(shù)的不斷發(fā)展，靶向超聲造影劑的出現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了冠心病診療一體化。

1 超聲造影劑的發(fā)展史

1.1 早期的超聲造影劑是由空氣和氧氣組成

粒徑較大，易破壞，不能通過(guò)肺毛細(xì)血管床而進(jìn)入肺循環(huán)，因而不能實(shí)現(xiàn)靶器官和靶組織的顯影，需經(jīng)過(guò)插管注入血管和心腔內(nèi)進(jìn)行造影。隨后出現(xiàn)使用白蛋白，脂質(zhì)和糖類作為膜和內(nèi)部封裝氣體的超聲造影劑，直徑相對(duì)較小，穩(wěn)定性較好，在血液中持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，可通過(guò)外周靜脈注射，造影劑可經(jīng)過(guò)肺循環(huán)，實(shí)現(xiàn)目的位置的顯影。隨后又研究出包裹大分子惰性氣體的超聲造影劑，如氟烷類氣體，穩(wěn)定性不斷得到提高，顯影能力也不斷得到加強(qiáng)。最近研究出封裝氟碳類氣體所制備的微球、脂質(zhì)體和微泡。氟碳類氣體溶解度低，穩(wěn)定性好，也具有較長(zhǎng)的半衰期，粒徑可小至100 nm，可穿過(guò)血管的內(nèi)皮細(xì)胞間隙，實(shí)現(xiàn)血管外器官組織的顯影[1]。

1.2 靶向超聲造影劑通常將特異性的配體或抗體連接到表面制作而成

它可以特異性的結(jié)合目標(biāo)組織，能在病變組織停留時(shí)間延長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)特異性增強(qiáng)成像，從而對(duì)病變部位精準(zhǔn)定位，降低了造影劑在其他位置產(chǎn)生的不良反應(yīng)，提高了病變?cè)缙谠\斷能力和定點(diǎn)釋放藥物和基因轉(zhuǎn)染。常見的靶向配體或抗體與造影劑的包膜連接方法有：1）直接連接法：通過(guò)共價(jià)被動(dòng)吸附或靜電吸附。2）偶聯(lián)劑連接法：用多功能試劑對(duì)蛋白進(jìn)行交聯(lián)，使分子和多功能試劑之間形成共價(jià)鍵。3）橋連劑結(jié)合法：引入化學(xué)基團(tuán)，結(jié)構(gòu)修飾橋連劑，在微泡形成后激活該結(jié)構(gòu)，再與配體結(jié)合。4）生物素—親和素法：是目前最常見的方法，就是將攜帶生物素的配體或抗體連接到造影劑表面，通過(guò)生物素親和素連接[2]。在造影劑包膜上連上靶后，可通過(guò)流式、共聚焦或熒光顯微鏡檢查，了解靶向配體或抗體與造影劑的連接情況，再將藥物和基因直接或間接連接到造影劑上，完成靶向造影劑的制備。

2 靶向超聲造影劑在冠心病中的應(yīng)用

2.1 診斷

冠狀動(dòng)脈發(fā)生不同程度梗阻時(shí)，可導(dǎo)致心肌細(xì)胞急性缺血和缺氧，如果不及時(shí)改善，心肌細(xì)胞將會(huì)壞死，造成嚴(yán)重后果。在心肌發(fā)生急性缺血后的炎性反應(yīng)時(shí)，P-選擇素的表達(dá)快速增加，持續(xù)時(shí)間數(shù)小時(shí)，細(xì)胞黏附分子-1隨后也大量表達(dá)，有研究提出急性心肌缺血后的炎癥反應(yīng)可應(yīng)用

P-選擇素靶向造影劑，能精準(zhǔn)判斷心肌缺血區(qū)域，也可對(duì)心肌缺血再灌注損傷的評(píng)估。將抗ICAM-1造影劑注入缺血再灌注造模的小鼠，心肌中ICAM-1的表達(dá)明顯高于非缺血心肌，因此，抗ICAM-1造影劑可幫助評(píng)估再灌注晚期的心肌缺血[3-5]。

2.2 治療

基因?qū)胄募〉姆绞接型ㄟ^(guò)心導(dǎo)管、心肌內(nèi)直接注射等，都為有創(chuàng)傷性，并且轉(zhuǎn)染效率低。靶向超聲造影劑攜帶基因治療法的原理是：外周靜脈注射造影劑，其與特定的受體結(jié)合，增強(qiáng)目標(biāo)位置的顯影，達(dá)到精準(zhǔn)定位，在觀察診斷疾病的同時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)聲場(chǎng)內(nèi)的超聲波條件改變擊破造影劑，由此產(chǎn)生的生物效應(yīng)可以增加細(xì)胞膜的通透性，造影劑上攜帶的基因通過(guò)間隙進(jìn)入組織細(xì)胞。這種方式明顯提高了基因轉(zhuǎn)染率和表達(dá)，可使裸露DNA轉(zhuǎn)染率提高3000倍[5]。目前，在冠心病的治療中，血管新生治療的方法通常通過(guò)增加治療部位的血管新生誘導(dǎo)因子的濃度來(lái)促進(jìn)新血管的生成，增加了缺血心肌血供，達(dá)到治療缺血性心臟病的目的[6]。血管生長(zhǎng)因子有內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子 ，肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子和成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子等，可將這些基因質(zhì)粒連到超聲造影劑上，再通過(guò)靶向結(jié)合到心肌細(xì)胞，擊破造影劑促進(jìn)基因的轉(zhuǎn)染，從而促進(jìn)新生血管生成，改善心肌供血。有研究用脂質(zhì)微泡攜帶VEGF，通過(guò)超聲照射，將基因轉(zhuǎn)染到大鼠心肌中，VEGF的表達(dá)量及新生血管數(shù)量明顯高于無(wú)超聲輻照組[7]，因此，通過(guò)超聲輻照進(jìn)一步提高了基因轉(zhuǎn)染能力。使用前降支阻塞冠心病模型，超聲造影劑攜帶microRNA-21通過(guò)超聲輻照轉(zhuǎn)染該基因，發(fā)現(xiàn)PDCD4的表達(dá)減少，左心室射血分?jǐn)?shù)增加，心功能得到改善[8]。促血管內(nèi)皮細(xì)胞和血管內(nèi)皮祖細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)，血管內(nèi)皮祖細(xì)胞可以在體外擴(kuò)增或動(dòng)員，歸巢到缺血的組織中來(lái)，從而分化成內(nèi)皮細(xì)胞，并形成新的血管。在一些合成內(nèi)分泌生長(zhǎng)因子能力較低的患者中，可以考慮移植干細(xì)胞以在缺血組織中產(chǎn)生新的血液[9]。某些中藥如丹參酮，人參皂苷和淫羊藿苷可通過(guò)調(diào)節(jié) RISK 途徑保護(hù)心肌免受缺血再灌注損傷，可將這些中藥成分連于靶向造影劑上，通過(guò)超聲輻照，達(dá)到定點(diǎn)精準(zhǔn)釋放藥物治療，這將是治療冠心病的新方法[10]。

3 靶向超聲造影劑在血栓中的應(yīng)用

冠心病常并發(fā)血栓的形成，容易導(dǎo)致一些臨床緊急事件，提高患者的致死率和致殘率。所以血栓的診斷和治療就尤為重要，目前常規(guī)超聲用于血栓的診斷具有一定的局限性，臨床常由于大劑量使用溶栓類藥物，容易引起多個(gè)部位出血的并發(fā)癥增加溶栓的風(fēng)險(xiǎn)。Unger[11]等發(fā)現(xiàn)特異性寡肽與MRX408脂質(zhì)微泡結(jié)合，微泡可以進(jìn)入血栓的內(nèi)部和外周，因?yàn)樵煊皠┡c活化血小板上的GPⅡb/Ⅲa受體具有強(qiáng)親和力，而新的血栓比舊的血栓表達(dá)更多的GPⅡb/Ⅲa受體，因此，MRX408脂質(zhì)微泡可用于幫助識(shí)別新舊血栓。有研究表明超聲造影劑與溶栓藥物聯(lián)合使用可以幫助將血栓溶解藥物輸送到血栓部位，結(jié)合低頻超聲，可以增加尿激酶溶栓的效果[12]。有學(xué)者用三尖瓣機(jī)械瓣換瓣的狗模型，使用超聲造影劑攜帶t-PA通過(guò)超聲輻照轉(zhuǎn)染該基因，提高了該基因的表達(dá)，在狗換瓣后的8周內(nèi)未見機(jī)械瓣血栓形成[13]。

4 目前存在的問(wèn)題

靶向超聲造影劑攜帶基因和藥物可提高基因的轉(zhuǎn)染率和藥物治療效果，但仍然存在一些問(wèn)題，例：如何構(gòu)建安全和有效的載體，如何提高靶向配體或抗體與超聲造影劑連接率，如何高效地將藥物和基因連接在微泡上，在使用超聲輻照擊破微泡的同時(shí)，如何降低對(duì)組織細(xì)胞的損

傷等[14]。

參考文獻(xiàn)

[1] 王志剛.超聲微泡造影劑在疾病診斷與治療中的研究進(jìn)展[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，2005，21（8）：1148-1150.

[2] 楊鈺楠，高云華.靶向超聲造影劑制備的方法學(xué)研究[J].中華超聲影像學(xué)雜志，2006，15（1）：65-67.

[3] 靳 康，闞紅衛(wèi).P-選擇素對(duì)心肌缺血再灌注損傷的介導(dǎo)作用[J].中國(guó)臨床藥理學(xué)與治療學(xué)，2010，15（2）：238-240.

[4] Klibanov A L.Ultrasound molecular imaging with targeted microbubble contrast agents[J].Journal of Nuclear Cardiology，2007，14（6）：876-884.

[5] Lawrie A，Brisken AF，F(xiàn)rancis SE，et al.Microbubble-enhanced ultrasound for vascular gene delivery[J]. Gene Therapy，2000，7（23）：2023.

[6] 魏建明，王衛(wèi)群.促血管生成治療冠心病的研究進(jìn)展[J].國(guó)際內(nèi)科學(xué)雜志，2007，34（1）：14-16.

[7] Wang Zhigang，Ling Zhiyu，Ran Haitao，et al.Ultrasound-mediated microbubble destruction enhances VEGF gene delivery to the infarcted myocardium in rats[J].Clinical Imaging，2004，28（6）：395-398.

[8] Su Q，Li L，Liu Y，et al.Ultrasound-targeted microbubble destruction-mediated microRNA-21 transfection regulated PDCD4/NF-κB/TNF-α pathway to prevent coronary microembolization-induced cardiac dysfunction[J].Gene Therapy，2015，22（12）：1000.

[9] 孫 梅，顧 健，孫愛紅，何 斌，馬 莉，吳 蔚，吉承玲.自體外周血干細(xì)胞移植治療糖尿病性下肢動(dòng)脈閉塞癥及缺血性心臟病[J].血栓與止血學(xué)，2006，12（6）：259-261.

[10] 鄭顯杰，龐力智，寇俊萍，余伯陽(yáng).中藥抗心肌缺血再灌注損傷的信號(hào)通路研究進(jìn)展[J].藥學(xué)進(jìn)展，2015，39（6）：425-436.

[11] Unger E，Metzger P，Krupinski E ， et al. The Use of a Thrombus-specific Ultrasound Contrast Agent to Detect Thrombus in Arteriovenous Fistulae[J].Investigative Radiology，2000，35（1）：86-89.

[12] Zhu Y，Guan L，Mu Y.Combined Low-Frequency Ultrasound and Urokinase-Containing Microbubbles in Treatment of Femoral Artery Thrombosis in a Rabbit Model[J].Plos One，2016，11（12）：e0168909.

[13] Ji J，Ji S Y，Yang J A，et al. Ultrasound-targeted transfection of tissue-type plasminogen activator gene carried by albumin nanoparticles to dog myocardium to prevent thrombosis after heart mechanical valve replacement[J].International Journal of Nanomedicine， 2012， 2012（default）：2911-9.

[14] 王志剛.超聲微泡造影劑在心血管疾病診斷與治療中的研究進(jìn)展[C].第九屆全國(guó)超聲心動(dòng)圖學(xué)術(shù)會(huì)議論文集.2007：31-33.

本文編輯：劉欣悅