歐陽(yáng)紫蘭 綜述，邱麗華，高 志 審校

（重慶醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院口腔頜面外科／重慶市口腔疾病與生物醫(yī)學(xué)研究中心 400015）

隨著現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)工程的不斷發(fā)展，人類對(duì)醫(yī)學(xué)診斷及治療的技術(shù)不斷完善，同時(shí)對(duì)其要求也逐步提高。在超聲醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，超聲微泡（ultrasound microbubbles，UM）是近年來發(fā)展速度較快的新型超聲造影劑（ultrasound contrast agent，UCA），其實(shí)質(zhì)是一種內(nèi)含氣體的微球，通過改變組織的超聲特性提高診斷的靈敏度和特異性，可實(shí)現(xiàn)從分子水平對(duì)疾病進(jìn)行精確診斷［1-2］，現(xiàn)已成為超聲醫(yī)學(xué)的熱門課題。

自1968年有學(xué)者首次報(bào)道用吲哚菁綠和生理鹽水／葡萄糖水制作的小氣泡可增強(qiáng)心臟超聲顯影以來，其研究歷史已有40余年，現(xiàn)已用于多種器官造影成像的實(shí)驗(yàn)研究［3-4］。此外，UM還被證實(shí)是藥物和基因的良好、有效載體。載藥微泡能顯著提高靶部位的藥物濃度，減少全身毒副作用；載基因微泡則能明顯提高局部組織細(xì)胞的基因轉(zhuǎn)染和表達(dá)［5-6］。目前，利用UM造影劑對(duì)體內(nèi)組織、器官的微觀病變進(jìn)行分子成像，對(duì)疾病診斷、治療及藥物遞送系統(tǒng)的深入研究均具有非凡的意義［7-8］。

1 UM概述

近年來，UM因其安全、高效、簡(jiǎn)便、無(wú)創(chuàng)等眾多優(yōu)點(diǎn)，在腫瘤顯影與藥物、基因治療等方面展現(xiàn)了巨大的應(yīng)用潛力及實(shí)用價(jià)值。隨著納米技術(shù)的發(fā)展，UM與納米技術(shù)的結(jié)合已成為研究熱點(diǎn)。納米級(jí)UM穿透性高、穩(wěn)定性強(qiáng)，具有聚集成像特性，能增加轉(zhuǎn)染效率，為腫瘤診斷及治療帶來新希望和新方向［9-11］。

“空化效應(yīng)”是其最重要的作用機(jī)制，也是液體中高強(qiáng)度超聲應(yīng)用的基礎(chǔ)。在超聲波作用下，微泡向血管壁移動(dòng)并黏附，高頻聲波可使微泡產(chǎn)生不對(duì)稱的膨脹和收縮，然后破裂、振動(dòng)，瞬間釋放能量，從而使得周圍組織細(xì)胞受損，細(xì)胞壁和細(xì)胞膜出現(xiàn)可逆或不可逆的穿孔［12］。研究表明，UM可增加超聲輻照時(shí)肝癌組織微血管的通透性，而微泡破裂引起的毛細(xì)血管破裂則有利于藥物載體在靶組織中克服內(nèi)皮屏障。

2 超聲微泡造影及其應(yīng)用

超聲分子成像主要是因?yàn)槲⑴輧?nèi)含氣體，利用聲波對(duì)氣體的反射遠(yuǎn)大于液體及微泡的非線性聲學(xué)效應(yīng)顯影，進(jìn)而達(dá)到診斷疾病的目的。近年來，應(yīng)用UM進(jìn)行腫瘤的超聲造影成像（contrast-enhanced ultrasound，CEUS）已成為臨床超聲診斷方法中不可缺少的一部分［13-14］，UM分子成像技術(shù)也備受關(guān)注［15］。研究表明［9］，UM造影技術(shù)能有效增強(qiáng)多實(shí)質(zhì)器官的二維灰階顯像，提高超聲多普勒對(duì)血流信號(hào)的敏感性，提高腫瘤的分辨率，在腫瘤良、惡性的鑒別診斷上有重大意義。最近，Willmann等［16］利用雙靶點(diǎn)靶向UM進(jìn)行小鼠卵巢癌的顯影，結(jié)果表明此種微泡能更多地聚集于靶區(qū)，增強(qiáng)腫瘤的成像效果，更利于腫瘤的及時(shí)診斷。

主動(dòng)／特異性靶向UM，是經(jīng)修飾處理后攜帶具有識(shí)別能力的抗體或其他配體的造影劑，可選擇性地識(shí)別靶點(diǎn)并準(zhǔn)確、特異地結(jié)合，達(dá)到靶向顯影、給藥治療的目的。超聲介導(dǎo)靶向微泡造影劑相較于普通微泡，能更好地聚集、結(jié)合至靶點(diǎn)，避免體內(nèi)快速稀釋，因此超聲成像效果好、特異性強(qiáng)。研究表明，當(dāng)組織處于炎癥狀態(tài)時(shí)，常表現(xiàn)為血管內(nèi)皮細(xì)胞表面標(biāo)志物異常，如P-、E-選擇素表達(dá)迅速增多等，若能制備相應(yīng)的抗體或配體，就能使超聲微泡更高效地結(jié)合至靶點(diǎn)，從而達(dá)到無(wú)創(chuàng)性評(píng)價(jià)局部炎癥程度的目的。

3 UM在介導(dǎo)藥物或基因治療腫瘤方面的研究應(yīng)用

超聲介導(dǎo)微泡造影劑不僅可以增強(qiáng)腫瘤顯像效果，還可以對(duì)腫瘤進(jìn)行靶向治療。超聲介導(dǎo)載基因／藥物微泡在超聲輻照下產(chǎn)生破裂，增強(qiáng)周圍微血管壁和細(xì)胞膜的通透性（EPR效應(yīng)），加強(qiáng)基因／藥物傳輸效率，增強(qiáng)治療效果，可用于人體多種惡性腫瘤的治療［17-19］。

3.1 超聲介導(dǎo)微泡破壞（UTMD） 研究表明，UTMD能靶向載送有治療作用的基因或藥物，利用“空化效應(yīng)”提高局部藥物濃度及基因轉(zhuǎn)染率，延長(zhǎng)藥物的半衰期，減少用藥量，減輕全身毒副反應(yīng)，是一種新型的無(wú)創(chuàng)性靶向控釋技術(shù)，現(xiàn)已成為研究熱點(diǎn)。有學(xué)者將載入脂溶性藥物的納米微泡加入到體外培養(yǎng)的C32黑素瘤細(xì)胞中，結(jié)合超聲輻照，結(jié)果實(shí)驗(yàn)組細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)的藥物濃度是對(duì)照組的2倍。有報(bào)道指出，超聲照射可使裸露DNA對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞的轉(zhuǎn)染率增強(qiáng)10倍，倘若再聯(lián)合UM造影劑則轉(zhuǎn)染率可增強(qiáng)至3 000倍。

3.2 UTMD在腫瘤治療中的應(yīng)用 超聲破壞微泡的過程中會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的生物學(xué)效應(yīng)，可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡或增強(qiáng)其對(duì)治療的敏感性，在相同輻照條件下，超聲波對(duì)乳腺癌細(xì)胞的殺傷效應(yīng)與微泡濃度呈正比關(guān)系。Aoia等［20］用超聲波輻照使微泡破裂，結(jié)果將單純皰疹胸腺激酶基因成功地導(dǎo)入腫瘤細(xì)胞中以利于腫瘤治療。此外，UM聯(lián)合基因治療能夠改變惡性腫瘤的表型，抑制腫瘤生長(zhǎng)，改善局部微環(huán)境，增強(qiáng)抗腫瘤系統(tǒng)的功能。

眾所周知，腫瘤的生長(zhǎng)、發(fā)展與血供的好壞有著直接關(guān)系，而阻斷其毛細(xì)血管的形成可導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞缺血、缺氧，進(jìn)而促使腫瘤細(xì)胞凋亡，抑制其生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移。Emoto等［21］指出，將攜帶TNP470（血管生成抑制劑）的UM定位至腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞上，再結(jié)合超聲輻照，其腫瘤治療效果明顯增強(qiáng)。也有學(xué)者指出，UM在低頻低功率的超聲波輻照下，能促使血管內(nèi)皮細(xì)胞破壞，導(dǎo)致血栓形成的活化，進(jìn)一步引起血管栓塞，限制惡性腫瘤局部的血流，阻斷組織供血。Duvshani等［22］將血管發(fā)生因子抑制劑輸送到前列腺癌細(xì)胞內(nèi)，結(jié)合治療性超聲的長(zhǎng)時(shí)間輻照（20min），可明顯抑制癌細(xì)胞的擴(kuò)增并誘導(dǎo)其凋亡。

3.3 UM靶向治療 UM靶向治療的研究目前多集中于腫瘤等疾病。UM經(jīng)修飾處理后結(jié)合具有靶向識(shí)別能力的抗體或其他配體，并通過各種方式攜帶藥物、基因或細(xì)胞因子，然后特異性地結(jié)合至靶器官或靶組織并釋放，通過UTMD及“空化效應(yīng)”能有效地增強(qiáng)其治療效果，并減少毒副作用的發(fā)生，是當(dāng)下超聲醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。Tinkov等［23］將自制載阿霉素的脂質(zhì)微泡結(jié)合超聲照射應(yīng)用于人腎癌細(xì)胞系，結(jié)果細(xì)胞的抗增殖能力比單純使用阿霉素提高了3倍。

4 舌癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的超聲診斷及治療

眾所周知，舌癌多數(shù)為鱗狀細(xì)胞癌（squamous cell carcinoma，SCC），是人類頜面部發(fā)病率最高的惡性腫瘤，且易發(fā)生頸部淋巴結(jié)及晚期遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移［24］。舌癌患者一旦發(fā)生頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，則嚴(yán)重影響腫瘤的預(yù)后、TNM分期及治療方案。目前臨床上尚沒有滿意的診斷和治療方法，尤其在治療方面主要以破壞性手術(shù)為主，嚴(yán)重影響患者術(shù)后的生存質(zhì)量。

國(guó)內(nèi)外關(guān)于舌癌頸部淋巴結(jié)的無(wú)創(chuàng)定性檢查一直備受關(guān)注，但關(guān)于UM在頭頸部惡性腫瘤頸部淋巴結(jié)診斷中的應(yīng)用研究卻相對(duì)缺乏。在淋巴結(jié)的診斷方面，超聲造影是臨床上最常用的無(wú)創(chuàng)性影像學(xué)檢查方法，經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便，尤其在區(qū)分正常、炎性增生與腫瘤轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)方面有其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。目前，已有國(guó)外報(bào)道指出，經(jīng)皮注射UM可顯影腫瘤轉(zhuǎn)移的前哨淋巴結(jié)。這為今后研究舌癌頸部淋巴結(jié)提供了新思路及影像學(xué)基礎(chǔ)。

如何維持轉(zhuǎn)移灶內(nèi)持續(xù)有效的藥物濃度，一直是治療口腔癌頸部轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的重大課題。隨著對(duì)超聲介導(dǎo)靶向微泡載藥物／基因的深入認(rèn)識(shí)，行藥物性頸淋巴結(jié)清掃的靶向化療，即將淋巴靶向載抗癌藥物／基因微泡運(yùn)送到轉(zhuǎn)移灶內(nèi)，以提高局部化療藥物的濃度和持續(xù)作用時(shí)間，提高基因轉(zhuǎn)染率，已成為腫瘤淋巴結(jié)治療的研究熱門。

5 展 望

隨著UM作為新型載體可行性研究的逐步深入，UTMD技術(shù)增強(qiáng)基因轉(zhuǎn)染及藥物濃度機(jī)制認(rèn)識(shí)的不斷加深，超聲介導(dǎo)靶向微泡在腫瘤診斷、治療領(lǐng)域中的應(yīng)用亦不斷擴(kuò)展。超聲介導(dǎo)基因／藥物微泡具有高效、微創(chuàng)、低毒、低免疫原性、可重復(fù)使用等突出優(yōu)點(diǎn)，已成為腫瘤治療中相當(dāng)有潛力的新技術(shù)。但目前，尚缺乏關(guān)于靶向微泡應(yīng)用于腫瘤診斷及治療的大型動(dòng)物模型的研究報(bào)道。因此，如何控制微泡的濃度、載藥量和超聲輻射的各參數(shù)，如何確保目標(biāo)基因／藥物在靶點(diǎn)安全、穩(wěn)定、高效的表達(dá)等都是作者需要進(jìn)一步解決的問題。此外，UTMD技術(shù)所產(chǎn)生的生物效應(yīng)及機(jī)械效應(yīng)對(duì)機(jī)體組織也會(huì)產(chǎn)生一定的不良反應(yīng)。有報(bào)道指出［25］，微泡破壞會(huì)引起血管內(nèi)溶血、局部組織出血以及含氣組織與器官損傷等不良反應(yīng)。另外，UM用于腫瘤診斷與治療的研究大多還處在實(shí)驗(yàn)階段，而將其實(shí)際應(yīng)用于臨床前還需進(jìn)一步觀察并提高其安全性、靶向性及穩(wěn)定性。

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