微泡增強(qiáng)的超聲空化阻斷腫瘤新生血管的研究.pdf

1、背景:
　　 實(shí)體腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移依賴腫瘤新生血管的生長(zhǎng)?？鼓[瘤血管生成作為一種新興的腫瘤治療手段,通過(guò)藥物結(jié)合新生血管特異的靶點(diǎn)抑制腫瘤血管新生從而抑制其生長(zhǎng),但仍屬于一種藥物治療手段,無(wú)法避免耐藥性及毒、副作用的產(chǎn)生。目前超聲治療腫瘤的方法以高強(qiáng)度聚焦超聲(HIFU)為代表,利用聲強(qiáng)高達(dá)2000～10000W/cm2聚焦超聲束的熱效應(yīng)造成靶區(qū)組織的凝固性壞死,從而消融腫瘤組織。但是,由于人體適合大范圍聚焦的理想聲窗較少

2、,以及伴隨的熱效應(yīng)損傷等副作用,HWU的臨床應(yīng)用受到了一定的限制。超聲空化效應(yīng)是熱效應(yīng)之外另一種物理效應(yīng),主要釋放沖擊波、微射流等機(jī)械能量形式。利用超聲空化效應(yīng)阻斷腫瘤微血管、抑制腫瘤生長(zhǎng)的設(shè)想和研究鮮見報(bào)道。
　　 微泡在超聲激發(fā)下可以進(jìn)一步增強(qiáng)空化效應(yīng),其釋放的機(jī)械能可能具有損傷血管內(nèi)皮、靶向定位消融組織的潛在能力;而腫瘤新生血管發(fā)育不完全、結(jié)構(gòu)薄弱、通透性高,對(duì)各種理化因素的作用比較敏感,這使得采用微泡增強(qiáng)的超聲空化效應(yīng)破

3、壞腫瘤新生血管,從而抑制腫瘤生長(zhǎng)、消融腫瘤成為可能。采用低能量超聲空化破壞阻斷腫瘤血管的方法可以避免HIFU的熱效應(yīng)副損傷,同時(shí)具有操作簡(jiǎn)單、可重復(fù)性好等潛在優(yōu)點(diǎn)。
　　 目的:
　　 (1)探討微泡增強(qiáng)的超聲空化阻斷腫瘤微血管的可行性。
　　 (2)通過(guò)觀察微泡聯(lián)合超聲輻照后腫瘤組織的病理變化,尤其是腫瘤微小血管及其周圍結(jié)構(gòu)的變化,探討其阻斷機(jī)理,進(jìn)一步探索一種新的、針對(duì)腫瘤新生血管的非創(chuàng)傷性物理治療方法。

4、r>　　 方法:
　　 1.實(shí)驗(yàn)材料:
　　 實(shí)驗(yàn)儀器:①脈沖式聚焦超聲治療儀兩臺(tái)第三軍醫(yī)大學(xué)新橋醫(yī)院超聲科自行研制,其治療頭頻率分別為1.2 MHz和831KHz,超聲發(fā)射及間歇時(shí)間、發(fā)射脈沖寬度、脈沖重復(fù)頻率、峰值聲壓等多檔可調(diào)。②超聲診斷儀,美國(guó)通用電氣公司Logiq9彩色多普勒超聲診斷儀,配有9L高頻線陣探頭,具備低機(jī)械指數(shù)諧波造影成像功能。
　　 實(shí)驗(yàn)微泡試劑:第三軍醫(yī)大學(xué)新橋醫(yī)院超聲科自行研制的脂膜

5、微泡“脂氟顯”,其核心氣體為全氟丙烷,微泡平均粒徑2μm,其中98％小于8μm;微泡濃度約為4~9×109/ml。
　　 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物:健康新西蘭大白兔30只,雌雄不拘,體質(zhì)量2000±225 g;清潔級(jí)雄性Wistar大鼠32只,體質(zhì)量180±20 g。所有實(shí)驗(yàn)動(dòng)物均由第三軍醫(yī)大學(xué)新橋醫(yī)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供并檢疫。
　　 2.實(shí)驗(yàn)方法:
　　 (1)兔VX2腫瘤治療實(shí)驗(yàn):26只腿部皮下VX2腫瘤荷瘤兔隨機(jī)分為超聲微泡

6、組、單純超聲組及假照組。超聲微泡組經(jīng)耳緣靜脈推注微泡(0.2 ml/kg)聯(lián)合超聲輻照腫瘤,單純超聲組以生理鹽水代替微泡,假照組推注微泡而超聲假照。各組治療前、治療后即刻及超聲微泡組治療后30和60 min時(shí)間點(diǎn)重復(fù)對(duì)腫瘤進(jìn)行超聲造影檢查,分析各時(shí)間點(diǎn)造影灌注峰值灰階變化。
　　 (2)大鼠Walker-256腫瘤治療實(shí)驗(yàn):32只雄性Wistar大鼠,采用細(xì)胞懸液注射法建立Walker-256皮下腫瘤,并隨機(jī)分為假照組、單純超聲

7、組、低聲壓超聲聯(lián)合微泡組及高聲壓超聲聯(lián)合微泡組,治療方法同前。治療前、治療后即刻以及處死動(dòng)物取材前分別對(duì)腫瘤進(jìn)行超聲造影檢查并比較腫瘤造影增強(qiáng)變化。分別于治療后即刻、60 min及治療后24小時(shí)處死部分大鼠,經(jīng)主動(dòng)脈灌注固定腫瘤,取材制作切片并染色,采用光鏡、電鏡觀察并比較腫瘤組織病理變化,尤其是微小血管及其周圍組織結(jié)構(gòu)變化:并將病理變化評(píng)分與取材前腫瘤造影增強(qiáng)視覺評(píng)分進(jìn)行相關(guān)性分析。
　　 結(jié)果:
　　 (1)新西蘭白

8、兔VX2腫瘤治療實(shí)驗(yàn)結(jié)果:微泡聯(lián)合超聲組腫瘤造影平均狄階值從治療前的67.8±13.3降至29.7±20.1(P＜0.01),呈無(wú)灌注負(fù)性顯影:至60 min時(shí)(34.3±20.7,P＜0.05)仍無(wú)明顯再通;而單純超聲組、假照組治療前后腫瘤造影灰階值無(wú)明顯變化(P＞0.05)。
　　 (2)大鼠Walker-256腫瘤治療實(shí)驗(yàn)結(jié)果:微泡聯(lián)合超聲組治療后腫瘤組織主要病理變化包括微血管擴(kuò)張、崩解,彌漫性充血和出血,紅細(xì)胞及血漿蛋白

9、滲出,局部血腫血栓形成,并伴有腫瘤組織水腫。腫瘤細(xì)胞壞死主要發(fā)生在損傷的血管周圍。透射電鏡觀察見腫瘤微血管內(nèi)皮崩解,基底膜不完整,內(nèi)皮細(xì)胞核結(jié)構(gòu)不清楚,染色質(zhì)分布聚集成團(tuán),胞質(zhì)均勻化改變,細(xì)胞器結(jié)構(gòu)不清楚,可見大量小泡。Spearman相關(guān)分析顯示腫瘤病理變化評(píng)分與取材前腫瘤造影增強(qiáng)視覺評(píng)分呈顯著負(fù)相關(guān)(rs=-0.890,P＜0.01)。
　　 結(jié)論:
　　 (1)微泡增強(qiáng)的超聲空化能夠有效阻斷兔VX2和大鼠Walke