吕霖漪,刘学兵

    心血管疾病是全球范围内发病率和致死率较高的疾病之一,其中药物治疗效果差及难治性心脏病病人逐年增加。随着超声分子影像及精准医疗的发展,超声靶向微泡破坏技术(UTMD)联合基因治疗具有简便、微创性、靶向性、安全性等优点,已成为近年来研究的热点之一。相关研究表明,UTMD搭载基因治疗心血管疾病,在基因或分子靶向精准传递方面具有安全、可重复的特点[1],可提高基因转染率[2-3]、促进血管再生[4]、改善心室重构[5]、恢复心功能,在心脏疾病治疗中显示出良好的发展前景。现对UTMD应用于心脏疾病治疗的研究进展进行综述。

    1 UTMD的作用原理

    因微泡中气体强反射超声的物理特性,常作为超声造影剂,在可视情况下超声辐照微泡可实现被动靶向爆破;另外一种在微泡上连接靶向物质,使微泡向靶组织聚集,实现主动靶向,高能超声辐照使微泡“爆破”,在组织局部产生“空化效应”“机械效应”及“温热效应”等多种生物学效应。其中“空化效应”中的“瞬态空化”或称“惯性空化”,使微泡内部产生能量的局部聚集融合,内部温度与压力不断增大,微泡自身发生振动,不断膨胀与缩小,达到临界直至爆裂释放出能量[6]。该过程可产生一定程度的高振幅震荡、冲击波、内切力等,对血管环境造成一定影响,改变血管内皮细胞状态,使内皮细胞膜产生短暂的孔隙,增强细胞膜、血管通透性,破坏血管内血栓等。若微泡内结合其他物质,如基因、药物等,在空化效应的作用下实现可视化靶向治疗。因微泡可吸收和散射比周围组织更大的超声信号,故可改变超声信号压力,有效提高成像对比度,增强图像质量[7]。超声波辐照微泡可降低超声空化阈值,产生的机械刺激、热效应及生物效应,诱导心肌细胞膜通透性改变、钙离子浓度改变及血流量增加,最终促进心肌细胞正性肌力作用[8]。根据超声靶向爆破微泡这一原理,该技术在临床工作中应用,尤其是在心血管疾病的治疗中取得了显著的进展。

    2 心脏疾病靶向微泡的研究进展

    靶向微泡材料多样,多由气核和外壳组成。常用的包括蛋白质类、脂类物质、糖类物质、高分子聚合物等,不同材质的微泡在应用中发挥着不同的作用。目前临床应用中的微泡多数含有氟化气体。有研究表明,人血清清蛋白中加入蔗糖并通入低溶解性的惰性气体如全氟丙烷气体,可获得稳定的清蛋白微泡[8],当其组成达到一定比例、浓度达到一定数值时,有较好的心肌显影,常作为分子成像造影剂 ......