靶向超聲造影劑在冠心病中的應用

伍巧玲，丁云川*

（云南省昆明市延安醫院超聲診斷科，云南 昆明 650500）

冠心病是一種威脅人類健康的心血管疾病，近年來發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都存在不同程度的局限性。隨著超聲技術的不斷發展，靶向超聲造影劑的出現實現了冠心病診療一體化。

1 超聲造影劑的發展史

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，不能通過肺毛細血管床而進入肺循環，因而不能實現靶器官和靶組織的顯影，需經過插管注入血管和心腔內進行造影。隨后出現使用白蛋白，脂質和糖類作為膜和內部封裝氣體的超聲造影劑，直徑相對較小，穩定性較好，在血液中持續時間較長，可通過外周靜脈注射，造影劑可經過肺循環，實現目的位置的顯影。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，穩定性不斷得到提高，顯影能力也不斷得到加強。最近研究出封裝氟碳類氣體所制備的微球、脂質體和微泡。氟碳類氣體溶解度低，穩定性好，也具有較長的半衰期，粒徑可小至100 nm，可穿過血管的內皮細胞間隙，實現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

它可以特異性的結合目標組織，能在病變組織停留時間延長，實現特異性增強成像，從而對病變部位精準定位，降低了造影劑在其他位置產生的不良反應，提高了病變早期診斷能力和定點釋放藥物和基因轉染。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：通過共價被動吸附或靜電吸附。2）偶聯劑連接法：用多功能試劑對蛋白進行交聯，使分子和多功能試劑之間形成共價鍵。3）橋連劑結合法：引入化學基團，結構修飾橋連劑，在微泡形成后激活該結構，再與配體結合。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，通過生物素親和素連接[2]。在造影劑包膜上連上靶后，可通過流式、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用

2.1 診斷

冠狀動脈發生不同程度梗阻時，可導致心肌細胞急性缺血和缺氧，如果不及時改善，心肌細胞將會壞死，造成嚴重后果。在心肌發生急性缺血后的炎性反應時，P-選擇素的表達快速增加，持續時間數小時，細胞黏附分子-1隨后也大量表達，有研究提出急性心肌缺血后的炎癥反應可應用P-選擇素靶向造影劑，能精準判斷心肌缺血區域，也可對心肌缺血再灌注損傷的評估。將抗ICAM-1造影劑注入缺血再灌注造模的小鼠，心肌中ICAM-1的表達明顯高于非缺血心肌，因此，抗ICAM-1造影劑可幫助評估再灌注晚期的心肌缺血[3-5]。

2.2 治療

基因導入心肌的方式有通過心導管、心肌內直接注射等，都為有創傷性，并且轉染效率低。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，其與特定的受體結合，增強目標位置的顯影，達到精準定位，在觀察診斷疾病的同時，通過調節聲場內的超聲波條件改變擊破造影劑，由此產生的生物效應可以增加細胞膜的通透性，造影劑上攜帶的基因通過間隙進入組織細胞。這種方式明顯提高了基因轉染率和表達，可使裸露DNA轉染率提高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增加治療部位的血管新生誘導因子的濃度來促進新血管的生成，增加了缺血心肌血供，達到治療缺血性心臟病的目的[6]。血管生長因子有內皮細胞生長因子 ，肝細胞生長因子和成纖維細胞生長因子等，可將這些基因質粒連到超聲造影劑上，再通過靶向結合到心肌細胞，擊破造影劑促進基因的轉染，從而促進新生血管生成，改善心肌供血。有研究用脂質微泡攜帶VEGF，通過超聲照射，將基因轉染到大鼠心肌中，VEGF的表達量及新生血管數量明顯高于無超聲輻照組[7]，因此，通過超聲輻照進一步提高了基因轉染能力。使用前降支阻塞冠心病模型，超聲造影劑攜帶microRNA-21通過超聲輻照轉染該基因，發現PDCD4的表達減少，左心室射血分數增加，心功能得到改善[8]。促血管內皮細胞和血管內皮祖細胞的發現，血管內皮祖細胞可以在體外擴增或動員，歸巢到缺血的組織中來，從而分化成內皮細胞，并形成新的血管。在一些合成內分泌生長因子能力較低的患者中，可以考慮移植干細胞以在缺血組織中產生新的血液[9]。某些中藥如丹參酮，人參皂苷和淫羊藿苷可通過調節 RISK 途徑保護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，通過超聲輻照，達到定點精準釋放藥物治療，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用

冠心病常并發血栓的形成，容易導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，容易引起多個部位出血的并發癥增加溶栓的風險。Unger[11]等發現特異性寡肽與MRX408脂質微泡結合，微泡可以進入血栓的內部和外周，因為造影劑與活化血小板上的GPⅡb/Ⅲa受體具有強親和力，而新的血栓比舊的血栓表達更多的GPⅡb/Ⅲa受體，因此，MRX408脂質微泡可用于幫助識別新舊血栓。有研究表明超聲造影劑與溶栓藥物聯合使用可以幫助將血栓溶解藥物輸送到血栓部位，結合低頻超聲，可以增加尿激酶溶栓的效果[12]。有學者用三尖瓣機械瓣換瓣的狗模型，使用超聲造影劑攜帶t-PA通過超聲輻照轉染該基因，提高了該基因的表達，在狗換瓣后的8周內未見機械瓣血栓形成[13]。

4 目前存在的問題

靶向超聲造影劑攜帶基因和藥物可提高基因的轉染率和藥物治療效果，但仍然存在一些問題，例：如何構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，如何降低對組織細胞的損傷等[14]。