肿瘤的超声分子成像

  随着生命医学的不断进步，人们逐渐探索微观的生命领域，分子影像逐渐脱颖而出，成为研究的热点，并最有希望将传统医学改变成为分子医学。而作为分子影像重要成像技术之一的超声分子成像也将飞速发展。超声分子成像是通过将特异性亲和分子连接到超声造影剂表面构筑靶向超声造影剂，使其能主动结合到靶区，进行特异性超声成像的新兴技术。它结合了超声成像成本低、非放射性、便携性和实时成像的优点以及靶向造影剂的特异性。一般来说，不同的病理过程会导致不同的抗原或受体分子的高表达，而在正常组织中这些分子往往不表达或低表达。利用这一特点，研究人员设计相应的特异性亲和分子，再与造影剂相连，得到相应的分子靶向造影剂，即可实现对病变组织和器官的靶向显影，从而能帮助医生更好的了解疾病的发生过程及机制，提高治疗的效率和准确性。
  自1968年Gramiak发现微气泡可进行超声造影以来，超声造影剂经历了四代的发展。第一代超声造影剂，即为无包膜包裹的自由气体型造影剂，选用的自由气体主要是空气、氧气、二氧化碳等。第二代超声造影剂较第一代超声造影剂具有壁薄（15 mm）、半衰期、微泡直径小（平均4.3 μm）、相对稳定的特点，可经外周静脉注射并能顺利通过肺循环使左心腔及外周血管显影，同时增强了血液的多普勒信号，实现了超声造影的无创检查。第三代超声造影剂包含六氟化硫、氟碳类气体等高分子量的气体，这些气体不易弥散，能使左心室良好显影，对全身血流动力学、静息心肌血流或肺气体交换均无不良影响。现在临床上应用的Sono VueTM和OptisonTM等均为此类造影剂。
  随着分子影像学的发展，第四代超声造影剂——靶向超声造影剂随之产生。靶向超声造影剂即在包膜上结合特异性配体或抗体，通过这些特异性的配体或抗体与某些特定的受体或抗原相结合实现组织靶向成像。近年来，国内外将靶向超声造影剂的分子成像技术成功应用于恶性肿瘤等疾病的早期诊断及病程监测研究。
  肿瘤血管生成是在宿主已有的微血管床上由内皮细胞芽生成新的血管的过程。在这一过程中，会有多种血管生长因子和细胞粘附因子在肿瘤血管内皮细胞过表达。利用这一特点，研究人员开发了一系列能够靶向这些过表达标记物的微泡造影剂来进行超声分子成像。Sunitha等就利用血管内皮生长因子受体VEGFR2靶向的微泡来增强小鼠乳癌的超声成像，提高了小鼠肿瘤诊断的准确性和可靠性，为将来实现乳癌的早期诊断奠定了基础。
  为进一步提高超声造影效果，人们根据血管生成的标记物在不同的肿瘤类型及肿瘤不同的发展阶段表达不同的特点，设计了多靶点的微泡超声造影剂。Willmann研究团队通过将VEGFR2和整合蛋白αvβ3同时连接到微泡表面，得到了这种双重靶向超声造影剂来增强皮下人卵癌异体移植小鼠的成像信号。实验中发现，与其中任何单一靶向微泡对比，双重靶向微泡具有更强的亲和能力，能更多地聚集在肿瘤区域，使得到的超声图像更为清晰准确。这一技术将大大提高疾病的诊出率和诊断准确性，在肿瘤早期诊断中有重要潜在应用价值。
  随着分子生物学、纳米医学和材料学及计算机科学等学科的告诉发展，超声分子成像必蓬勃发展，为人类疾病提供一种新的诊治途径。未来超声分子影像学或细胞影像学的发展方向有：1、扩展治疗疾病的领域；2、纳米级超声造影剂的研发；3、靶向性造影剂的回声特征化；4、靶向性超声物质成像方法的进一步发展。随着研究的不断深入，将分子生物学、物理、化学及超声等相结合的超声分子影像学，在疾病治疗领域会发挥更大的作用，将具有广阔的临床应用前景。
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