靶向超聲造影在乳腺癌診斷與治療中的研究進(jìn)展

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(深圳市人民醫(yī)院超聲科 暨南大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院 深圳市超聲醫(yī)學(xué)工程中心， 廣東 深圳 518020)

乳腺癌是嚴(yán)重威脅女性健康的惡性腫瘤之一[1]，發(fā)病率高、發(fā)病年齡范圍廣[2-3]，但其發(fā)病機(jī)制及發(fā)展過程尚未明確[4]。早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療是預(yù)防、診斷及治療乳腺癌的重要手段[5]。常規(guī)乳腺成像方法包括乳腺超聲、鉬靶X線及MRI等[6-8]。其中鉬靶X線診斷乳腺癌的敏感度高，但不適用于致密性乳腺癌；MRI對乳腺等軟組織具有良好的對比度，但對鈣化灶敏感度較低，易致誤診。超聲檢查具有實(shí)時、經(jīng)濟(jì)、簡便、安全無創(chuàng)的優(yōu)點(diǎn)，但常規(guī)超聲不能滿足鑒別診斷乳腺良惡性腫塊的臨床需求[9]。隨著超聲分子影像技術(shù)的發(fā)展，靶向超聲造影為乳腺癌的診斷及治療提供了新的手段[10]。本文對靶向超聲造影在乳腺癌診斷和治療中的應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 靶向超聲造影的原理

靶向超聲造影主要針對靶向造影劑表面連接的特異性配體，通過血液循環(huán)特異性識別并結(jié)合特定的受體或靶組織，使病變組織顯影增強(qiáng)，或達(dá)到局部治療的目的。靶向超聲造影劑聯(lián)合靶向微泡破壞技術(shù)可將攜帶藥物或基因修飾的超聲微泡造影劑定點(diǎn)釋放到病變部位，靶向診斷或治療疾病。超聲微泡造影劑主要以氣體為核心，以白蛋白[11]、脂質(zhì)[12]或多聚體[13-14]等為殼膜。目前藥物或基因與超聲微泡造影劑結(jié)合的方式主要包括[15]：①藥物或基因嵌入微泡膜中間；②藥物或基因通過非共價鍵或靜態(tài)吸附作用直接結(jié)合在微泡表面；③某些藥物可與氣體一起被脂質(zhì)包被于微泡內(nèi)部；④疏水性藥物可混合在脂質(zhì)體微泡油脂層內(nèi)，形成一層薄膜包繞在微泡內(nèi)部，其外包被一層穩(wěn)定的膜，這種結(jié)合方式下的微泡可連接抗體，以靶向釋放藥物。

2 靶向超聲造影診斷乳腺癌的進(jìn)展

由于靶向超聲造影可以在分子水平無創(chuàng)評價各種病理組織和器官的變化，其在乳腺癌診斷方面?zhèn)涫芮嗖A。靜脈注射靶向造影劑后，造影劑經(jīng)血液循環(huán)特異性地聚集在靶分子過表達(dá)的細(xì)胞表面，此時在外加低頻超聲聲場的作用下，微泡發(fā)生周期性收縮、膨脹，產(chǎn)生較強(qiáng)回波信號，導(dǎo)致微泡與周圍組織形成較強(qiáng)的SNR。在微泡注射前后分別檢測成像信號，采用相應(yīng)軟件獲得注射微泡前后信號差值，以信號差值減去循環(huán)血池內(nèi)的本底信號，即可獲得靶向結(jié)合的微泡信號，并通過微泡信號強(qiáng)度判定乳腺腫塊的良惡性[16]。

目前靶向超聲造影診斷乳腺腫瘤的靶向分子成像原理及方法主要有2種。①以乳腺腫瘤新生血管內(nèi)皮表達(dá)大量的生長因子受體和黏附分子家族受體作為靶向結(jié)合位點(diǎn)，制備可與腫瘤新生血管內(nèi)皮細(xì)胞特異性結(jié)合的靶向造影劑，實(shí)現(xiàn)對乳腺癌的診斷成像。Bachawal等[17]應(yīng)用Ⅰ型跨膜蛋白B7-H3靶向造影劑對乳腺癌轉(zhuǎn)基因小鼠進(jìn)行超聲分子成像，結(jié)果顯示乳腺癌組織的成像信號顯著高于正常乳腺組織；Xu等[18]使用攜帶血管內(nèi)皮生長因子受體2(vascular endothelial growth factor receptor-2， VEGFR2)和p53抗體的雙靶向造影劑對MCF-7原位乳腺癌小鼠進(jìn)行超聲分子成像，發(fā)現(xiàn)腫瘤新生血管顯影明顯增強(qiáng)；Li等[19]通過綴合選擇性神經(jīng)肽Y的Y1配體制備熒光微泡，發(fā)現(xiàn)其對過表達(dá)的Y1受體乳腺癌細(xì)胞具有高親和力和高特異性；Willmann等[20]分別對局灶性乳腺癌和卵巢癌患者靜脈注射綴合激酶插入域受體(kinase insert domain receptor， KDR)臨床級別的靶向造影劑，結(jié)果顯示聲像圖中乳腺癌和卵巢癌的成像信號與病變組織KDR表達(dá)(免疫組織化學(xué))結(jié)果均匹配良好。②以乳腺腫瘤細(xì)胞表面特異性受體為結(jié)合位點(diǎn)，制備親腫瘤細(xì)胞的靶向造影劑，以實(shí)現(xiàn)乳腺癌診斷成像。Jiang等[21]制備了綴合人表皮生長因子受體2(human epidermal growth factor receptor-2， Her-2)抗體的新型長效赫塞汀靶向微泡，并分別與SK-BR3(高表達(dá)Her-2)和MDA-MB-231(低表達(dá)Her-2)乳腺癌細(xì)胞孵育，結(jié)果顯示其對SK-BR3乳腺癌細(xì)胞的黏附能力顯著優(yōu)于MDA-MB-231細(xì)胞，且可增強(qiáng)造影效果。李小宇等[22]采用異型雙功能交聯(lián)劑將乳腺癌上皮組織高度異常表達(dá)的抗黏蛋白1(mucin 1, MUC1)單克隆抗體結(jié)合至微泡表面，發(fā)現(xiàn)其能很好地識別并黏附在乳腺癌細(xì)胞表面。Du等[23]制備具有VEGFR2和Her-2特異性靶點(diǎn)的新型雙靶向微泡，其在小鼠乳腺癌模型中的超聲成像信號顯著高于單靶向和非靶向微泡的成像信號。陳園園等[24]制備具有葉酸配體的靶向超聲造影劑，發(fā)現(xiàn)攜葉酸的靶向微泡具有特異結(jié)合MCF-7乳腺癌細(xì)胞的能力并可增強(qiáng)體外超聲成像信號。

3 靶向超聲造影治療乳腺癌的研究進(jìn)展

作為一種靶向治療載體，微泡可在超聲波的作用下破裂，并釋放藥物或基因進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)、血管壁、甚至組織間隙，促進(jìn)基因轉(zhuǎn)染和表達(dá)以及藥物在局部組織的高濃度釋放，從而達(dá)到對靶組織定向治療的目的；同時，微泡破裂時產(chǎn)生的空化作用可損傷細(xì)胞，抑制細(xì)胞增殖，促進(jìn)細(xì)胞凋亡[25]。隨著影像學(xué)技術(shù)的發(fā)展，乳腺癌的治療已進(jìn)入新紀(jì)元。與傳統(tǒng)治療方法相比，靶向治療能夠更高效并選擇性地抑制腫瘤生長，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡。

3.1 攜帶藥物的超聲造影劑在治療乳腺癌中的應(yīng)用 目前，超聲造影劑主要通過攜帶姜黃素、紫杉醇、阿霉素等藥物靶向治療乳腺癌。靜脈注射微泡后，微泡隨血液循環(huán)定位并結(jié)合在靶組織或靶器官，在超聲波的作用下，微泡攜帶的藥物定位釋放在靶組織或靶器官。這種定位釋放技術(shù)不但可減少藥物用量，還有利于提高藥物在病變組織中的濃度，進(jìn)而增強(qiáng)治療效果。Li等[26]報道，攜載姜黃素的微泡聯(lián)合低強(qiáng)度脈沖超聲可促進(jìn)乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞凋亡，提高姜黃素的抗腫瘤效果。Zhang等[27]制備的以碳納米管為載體、綴合紫杉醇及葉酸的新型多功能靶向微泡可顯著抑制乳腺癌MCF-7細(xì)胞增殖。Song等[28]通過改進(jìn)的雙乳液蒸發(fā)工藝與碳化二亞胺技術(shù)，將赫塞汀、超順磁性氧化鐵和紫杉醇共同嵌入微泡脂質(zhì)膜中，制備出具有超聲、磁共振和光聲三峰成像的多模態(tài)造影劑，顯著提高了對乳腺癌的靶向治療效果。姚元志等[29]制備的集葉酸受體、阿霉素、黑色素于一體的多功能造影劑不僅具有較好的體外超聲、光聲顯像能力，而且對MDA-MB-231乳腺癌細(xì)胞增殖有顯著抑制作用。

3.2 攜帶基因的超聲造影劑在乳腺癌治療中的應(yīng)用 基因治療成功與否的關(guān)鍵在于外源基因能否突破血管內(nèi)皮和細(xì)胞膜而與微泡連接。微泡在超聲波作用下破裂時產(chǎn)生空化作用，使血管內(nèi)皮細(xì)胞間隙增大，細(xì)胞膜通透性增加，有利于基因跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)，提高基因轉(zhuǎn)染率，促進(jìn)基因在組織內(nèi)表達(dá)，抑制腫瘤生長。Zhao等[30]制備了先鋒因子FOXA1負(fù)載卟啉的陽離子超聲微泡造影劑，對乳腺癌小鼠靜脈注射此微泡造影劑后，其乳腺癌組織信號明顯增強(qiáng)。Ji等[31]將miRNA-133a基因與陽離子微泡孵育一段時間后獲得的miRNA-133a微泡靜脈注射到MCF-7乳腺癌荷瘤小鼠體內(nèi)，同時給予超聲輻照，結(jié)果顯示荷瘤小鼠的腫瘤生長被抑制，小鼠存活率提高。Dai等[32]在超聲引導(dǎo)下向大鼠乳腺癌瘤體內(nèi)注射超聲造影劑和p53基因(促進(jìn)p53表達(dá))，發(fā)現(xiàn)乳腺癌生長被抑制。

4 問題與展望

近年來，隨著靶向超聲造影技術(shù)的深入研究，其在乳腺癌中的應(yīng)用也展示出廣闊的前景。目前已有臨床級別的分子靶向造影劑應(yīng)用于人體乳腺癌的報道[20]。但靶向造影劑應(yīng)用于乳腺癌的診斷及治療仍面臨一些尚待解決的問題：①如何制備更經(jīng)濟(jì)、更穩(wěn)定的靶向造影劑；②如何提高藥物或基因與微泡的結(jié)合率；③如何實(shí)現(xiàn)與靶組織更長時間的穩(wěn)定結(jié)合；④如何實(shí)現(xiàn)載藥造影劑的靶向聚集以及所載基因的高表達(dá)；⑤攜帶藥物或基因的靶向造影劑在人體的安全性及有效性。對于上述問題還需要進(jìn)一步研究與論證。