超聲微泡在乳腺癌基因治療中的研究進(jìn)展

賴曉舒，徐金鋒（通訊作者）

（暨南大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院< 深圳市人民醫(yī)院> 超聲科 廣東 深圳 518020）

乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤之一，其發(fā)病率呈逐年上升趨勢，嚴(yán)重危害了女性的生命健康。目前乳腺癌的治療已取得較大進(jìn)展，隨著分子生物學(xué)及基因組學(xué)的不斷發(fā)展，基因治療成為乳腺癌治療研究的一個重要組成部分?；蜻\輸載體的選擇很大程度上影響了基因治療的效果，病毒載體雖然轉(zhuǎn)染率高，但由于其潛在毒性、免疫反應(yīng)、致突變及致癌性等缺點，限制了這類載體的臨床應(yīng)用，而非病毒載體轉(zhuǎn)染效率常低于病毒載體。因此，如何制備出安全、高效的基因運輸載體成為基因治療研究的新方向[1]。近年來，超聲微泡造影劑作為一種新型的非病毒載體受到了廣泛關(guān)注，因其具有制備簡單、基因轉(zhuǎn)染率高、無免疫原性等優(yōu)點，在腫瘤基因治療方面具有良好的應(yīng)用前景。本文綜合近年來國內(nèi)外對超聲微泡的研究，就其在乳腺癌基因治療方面的應(yīng)用進(jìn)行綜述。

1 攜載基因超聲微泡的制備

將超聲微泡應(yīng)用于基因治療的首要任務(wù)是成功制備出攜載基因的超聲微泡。目前微泡與基因結(jié)合的方法主要有以下兩種：一是在微泡制備過程中將基因與膜殼材料混合，將基因裝載在微泡的膜殼上，二是將基因結(jié)合在微泡的膜殼表面?；蚩梢酝ㄟ^靜電吸附的方式連接在微泡的表面，因此，由陽離子脂質(zhì)或者陽離子聚合物為膜殼材料制備的微泡更適合與帶負(fù)電的基因結(jié)合用于基因治療。大量研究也表明[2-3]，與中性微泡相比，陽離子微泡可以明顯增加基因攜載量及提高基因轉(zhuǎn)染效率。

2 超聲微泡在乳腺癌基因治療中的應(yīng)用研究

基因治療是將外源正?；?qū)氚屑?xì)胞，以糾正或補償缺陷和異?；蛞鸬募膊。赃_(dá)到治療的目的。決定基因治療能否成功的關(guān)鍵是如何將基因安全、有效地導(dǎo)入靶組織或細(xì)胞，并促進(jìn)其表達(dá)。目前超聲微泡應(yīng)用于基因治療主要是通過超聲靶向微泡破壞（ultrasound-targeted microbubble destruction,UTMD）技術(shù)來實現(xiàn)。UTMD 的作用機(jī)制是利用超聲輻照將攜載外源性基因的微泡在靶組織或器官內(nèi)擊破，從而將外源性基因釋放出來，同時微泡爆破時產(chǎn)生的空化效應(yīng)能使細(xì)胞膜通透性增加，促進(jìn)基因進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)實現(xiàn)轉(zhuǎn)染。目前超聲微泡造影劑介導(dǎo)基因治療乳腺癌的常用方法有以下幾種。

2.1 自殺基因療法

自殺基因療法，又稱為基因?qū)蛐悦盖绑w藥物治療或藥物的前體激活基因治療，是將某些病毒或細(xì)菌的基因?qū)肽[瘤細(xì)胞中，其表達(dá)的酶可催化無毒的藥物前體轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)胞毒性物質(zhì)，從而起到殺傷腫瘤細(xì)胞的作用[4]。目前應(yīng)用最廣泛的自殺基因系統(tǒng)為HSV-TK/GCV 和CD/5-Fc。Li 等[5]成功構(gòu)建了pEGFP-KDRP-CD/TK 重組質(zhì)粒，并運用UTMD 聯(lián)合SonoVue 微泡介導(dǎo)雙自殺基因HSV-TK/GCV 與CD/5-Fc 在乳腺癌MCF-7 細(xì)胞中轉(zhuǎn)染表達(dá)，研究發(fā)現(xiàn)KDR啟動子可以驅(qū)動雙自殺基因在MCF-7 細(xì)胞特異性表達(dá)，協(xié)同殺傷腫瘤細(xì)胞。

2.2 抗腫瘤新生血管形成療法

腫瘤新生血管的生成是惡性腫瘤生長、侵襲和轉(zhuǎn)移的基礎(chǔ)，腫瘤的快速生長需要通過新生血管獲得營養(yǎng)支持。目前抗腫瘤新生血管形成治療已成為惡性腫瘤綜合治療中的一種重要方法。大量研究表明通過抑制促進(jìn)腫瘤血管生成相關(guān)的生長因子（如VEGF），可以抑制腫瘤的生長。Xu[6]等制備了攜VEGF-C siRNA 的超聲微泡，并在超聲介導(dǎo)下轉(zhuǎn)染乳腺癌MCF-7 細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)VEGF-C siRNA 能有效抑制MCF-7 細(xì)胞中VEGF-C 蛋白和mRNA 的表達(dá)，從而抑制了腫瘤細(xì)胞的生長。體內(nèi)實驗研究顯示，經(jīng)超聲和攜VEGF-C siRNA 微泡治療后，裸鼠MCF-7 腫瘤的體積和重量明顯減小。說明VEGF-C siRNA 結(jié)合超聲介導(dǎo)的微泡破壞技術(shù)是一種有應(yīng)用前景的乳腺癌基因治療方法。

內(nèi)皮抑素是目前作用最強、最特異的腫瘤血管生成抑制劑，其主要作用機(jī)制為抑制新生血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖，并誘導(dǎo)其凋亡。但由于內(nèi)皮抑素極不穩(wěn)定且半衰期較短，因此抗腫瘤治療時需要長期反復(fù)用藥，治療成本較高，使其在臨床應(yīng)用中受到很大限制。如果采用基因治療方式，將內(nèi)皮抑素基因?qū)塍w內(nèi)，使其在體內(nèi)長期、大量表達(dá)，就能獲得充足的內(nèi)皮抑素，產(chǎn)生持續(xù)的抗腫瘤作用。Zhou等[7]研究了攜載內(nèi)皮抑素質(zhì)粒的CD105 靶向陽離子微泡在超聲介導(dǎo)下進(jìn)行體內(nèi)外基因轉(zhuǎn)染，發(fā)現(xiàn)其可明顯抑制體外血管成型，以及延緩乳腺癌移植瘤的生長。

2.3 基因替代療法

主要是將缺失的抑癌基因轉(zhuǎn)染到腫瘤細(xì)胞內(nèi)，從而達(dá)到殺傷腫瘤細(xì)胞的目的。P53 基因是一個重要的抑癌基因，其在調(diào)控細(xì)胞周期和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡上起著關(guān)鍵性作用。Guo 等[8]在超聲引導(dǎo)下瘤內(nèi)注射超聲造影劑聯(lián)合p53 基因治療乳腺癌，發(fā)現(xiàn)能夠提高p53 的表達(dá)，從而抑制腫瘤增長。

2.4 RNA 干擾（RNAi）療法

RNA 干擾（RNAi）技術(shù)是具有同源性的雙鏈RNA 觸發(fā)的一種轉(zhuǎn)錄后基因沉默現(xiàn)象，可引起該基因編碼的mRNA降解，從而抑制了該基因的功能，具有高度特異性和有效性。但由于siRNA 穩(wěn)定性差、細(xì)胞攝取率低等問題限制了RNAi 技術(shù)的應(yīng)用，如果在超聲輻照下聯(lián)合超聲微泡可提高雙鏈RNA 在體內(nèi)運輸?shù)陌踩约凹?xì)胞攝取率，從而增強基因治療效果。Zhao 等[9]制備了攜載FOXA1-siRNA 和卟啉的超聲微泡造影劑，通過UTMD 技術(shù)實現(xiàn)基因和光動力聯(lián)合治療雌激素依賴性ER+乳腺癌，研究發(fā)現(xiàn)低頻超聲聯(lián)合超聲微泡可以促進(jìn)卟啉的攝取和siRNA 的轉(zhuǎn)染，對乳腺癌具有良好的治療效果。而且與單獨使用光動力療法或基因療法相比，兩種方法聯(lián)合使用能更有效地抑制ER+乳腺癌，具有良好的協(xié)同作用。

3 總結(jié)與展望

近二十年來，超聲造影劑的制備越來越受到人們的關(guān)注，已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域的重點研究內(nèi)容之一。超聲微泡造影劑不僅用于多種疾病診斷，也作為藥物及基因載體用于抗腫瘤、溶栓、抗炎等治療，并取得了一定成功。目前超聲微泡作為一種新型的非病毒基因載體，在乳腺癌的基因治療中顯示出了廣闊的應(yīng)用前景。但是這些研究仍限于實驗階段，應(yīng)用于臨床尚需要解決安全性、可操作性、醫(yī)療成本較高等許多問題。我們相信，隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，超聲微泡造影劑將在乳腺癌等惡性腫瘤的基因治療中發(fā)揮更大的作用,有望成為一種新型的臨床治療方法。