药物输送
原理同基因治疗类似。同口服药物治疗相比, 用超声破坏携带药物的微泡的治疗方法可以实现在特定组织靶向释放药物,达到减少全身药物用量、提高局部药物浓度、增强药物疗效的目的, 还可以避免药物受到外部环境的破坏、延缓药物的释放、保持药物原有的代谢性质及降低外源性药物引起的毒副作用和免疫反应等。由于脂类造影剂具有天然的靶向功能, 生物相容性好、稳定性高、使用安全, 被广泛用于药物输送。如目前在美国和欧洲上市的包载抗癌药物阿霉素与道诺霉素的就是由脂质体构成的膜材料。当然, 就微泡成膜材料而言, 高分子材料韧性高、抗压性能突出、显影时间长, 在携带基因或药物治疗中也具有极大的发展潜力。另外, 纳米级微泡由于能在尽可能低的背景噪声下明显增强回声信号从而强化突出靶区病灶; 以及因其纳米级的小尺寸而具有极强的穿透力, 可穿过血管内皮细胞间隙实现血管外的靶向诊断与治疗等特性, 也具有巨大的发展潜力。
当然, 目前超声联合造影剂作为一种安全、有效、操作简单和具有一定靶向的无创性的基因治疗和药物输送手段还处于探索阶段, 还有许多问题尚待解决: ①基因或药物与载体微泡的结合方式问题。结合方式会影响基因和药物的靶向传输和结合效率。不同的结合方式各有优势, 探索一种既能有效地包载基因或药物、又能方便微泡靶向结合靶向细胞并高效释放基因或药物的结合方式无疑具有重要意义。Frenkei将荧光素酶质粒DNA整合入白蛋白微泡中, 采用一定超声参数照射转染培养的293细胞, 发现微泡包载DNA 对细胞的转染率比DNA 与微泡混合黏附的转染率高5.1 倍。Unger 等用大豆油悬浮亲水性的药物紫杉醇, 再用磷脂包裹经声振成平均直径为2.9 μm 的微泡, 在2.5 kHz 超声作用下显影良好并能够释放包裹的药物。②安全性, 这是超声基因治疗或药物输送中的关键性问题。如果辐射剂量不当, 超声空化和造影剂在增强基因转染和药物输送效率的同时也会损伤细胞、DNA 和人体组织。
Dalecki等曾报道, 微泡造影剂与超声的联合作用有时会引起心腔内溶血。Guzman 等发现, 诊断用超声照射微泡造影剂在血液中引起溶血反应, 在单层细胞培养基中引起细胞膜的破坏、坏死和脱落。③靶向性问题, 即如何将基因或药物准确地富集于目标靶组织。虽然微泡本身具有一定的被动靶向作用, 但由于携带基因或药物的微泡在血液循环中很容易被血流冲击而自微泡上分离或者被血液中的DNA 酶清除、破坏和降解, 也由于微泡自身不能长时间保留在血液循环中等原因, 因而只靠被动靶向作用很难把基因或药物输送到靶组织。为此, 必须采用主动靶向实现释放外源基因或药物。④血管内膜屏障问题。对于血管外病变部位, 由于微泡造影剂很难穿透内皮细胞间隙进入血管外介质, 因而血管内膜屏障是阻碍实现血管外基因或药物治疗的一个重要因素。⑤转染效率的最优化问题。不同的研究者采用的超声仪器设备、参数、作用方式、基因或药物与微泡的结合方式及实验对象均不一样, 这些都会影响基因转染和表达效率。因而优化条件缺乏系统性, 优化参数未形成共识。
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