王慧杰，紅 華，梁丹艷

1內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)內(nèi)蒙古臨床醫(yī)學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010110；2內(nèi)蒙古自治區(qū)人民醫(yī)院超聲醫(yī)學(xué)科，內(nèi)蒙古呼和浩特010017

前列腺癌（PCa）是男性泌尿生殖系統(tǒng)最常見(jiàn)的惡性腫瘤之一，在西方國(guó)家發(fā)病率極高，在美國(guó)和歐洲的癌癥死因中位居第2［1］。據(jù)美國(guó)癌癥協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2020年新診斷的PCa患者超過(guò)190 000人，因PCa死亡的人數(shù)高達(dá)3萬(wàn)人以上［2］。近年來(lái)PCa的發(fā)病率在大多數(shù)亞洲國(guó)家呈上升趨勢(shì)［3］。隨著我國(guó)居民生活習(xí)慣的改變，檢查技術(shù)的提高以及人口進(jìn)入老齡化，PCa的發(fā)病率也逐年升高，故對(duì)于高危群體進(jìn)行及時(shí)干預(yù)具有非常重要的意義。

超聲分子成像技術(shù)使用特定抗體或配體標(biāo)記成像化合物，生成能夠結(jié)合特定組織或病變的靶向超聲造影劑，靜脈給藥后，這些分子探針通過(guò)血液循環(huán)在靶組織中特異性聚集，經(jīng)超聲檢查可在分子或細(xì)胞水平上對(duì)病變區(qū)域進(jìn)行特異性成像。本文就靶向超聲造影技術(shù)在PCa的診斷與治療方面的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 靶向超聲造影劑在PCa診斷方面的研究進(jìn)展

靶向超聲造影劑是將靶向生物標(biāo)記物添加到分子顯像劑中的一種技術(shù)，配體被設(shè)計(jì)成黏附在外殼上的內(nèi)皮生物標(biāo)志物［4］。靶向造影劑將通過(guò)配體-受體黏附到靶組織，在微血管中積累。給藥幾分鐘后進(jìn)行影像學(xué)檢查，大部分游離造影劑通過(guò)呼吸道排出，靶區(qū)的造影劑將會(huì)顯影，信號(hào)強(qiáng)度與生物標(biāo)志物的表達(dá)程度成正比［5］。目前在超聲造影劑中常用的PCa靶向配體有以下幾種。

1.1 前列腺素1（STEAP-1）

STEAP-1是一種細(xì)胞表面蛋白，具有組織特異性，在原發(fā)性PCa細(xì)胞中高表達(dá)，與細(xì)胞之間的通訊有關(guān)［6］。該抗原有339個(gè)氨基酸殘基，并以蛇形方式折疊成2個(gè)細(xì)胞內(nèi)環(huán)和3個(gè)細(xì)胞外環(huán)［7-8］，具有轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白或離子通道的作用，在PCa靶向診斷與免疫治療方面具有非常廣泛的應(yīng)用［9］。有學(xué)者通過(guò)生物素-親和素橋接化學(xué)的偶聯(lián)的方法，將STEAP-1單克隆抗體偶聯(lián)到聲諾維微泡上，使之在體外可以與PCa細(xì)胞特異性結(jié)合［10］。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，該微泡可以在裸鼠異種移植模型中與腫瘤表達(dá)的靶點(diǎn)結(jié)合，增強(qiáng)超聲成像信號(hào)強(qiáng)度。

1.2 前列腺特異性膜抗原（PSMA）

PSMA又稱(chēng)谷氨酸羧肽酶II。PSMA是一種含750個(gè)氨基酸的II型整合膜蛋白，也具有明顯的組織特異性，在PCa轉(zhuǎn)移過(guò)程中過(guò)表達(dá)，是一種潛在的PCa成像和治療的靶蛋白［11］。有學(xué)者認(rèn)為PSMA 可作為PCa 組織顯像效果增強(qiáng)及治療試劑傳遞的理想靶點(diǎn)［12］，運(yùn)用該靶點(diǎn)來(lái)制備超聲造影劑已有報(bào)道，許多研究利用PSMA單克隆抗體制備了靶向PCa的超聲造影劑，并通過(guò)體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其靶向能力，能夠?qū)崿F(xiàn)與PCa 細(xì)胞的有效結(jié)合。有學(xué)者將PSMA抑制劑分子探針與超聲微泡（MBs）結(jié)合驗(yàn)證其成像與靶向能力［13］，盡管抗PSMA抗體可以增強(qiáng)MBs的靶向性，但由于微米級(jí)的造影劑尺寸較大，在血液中彌散度及溶解度均低、半衰期短，只能通過(guò)肺循環(huán)和毛細(xì)血管床，唯有納米級(jí)的顆粒才可跨過(guò)腫瘤血管到達(dá)位于血管外的目標(biāo)組織。有學(xué)者研發(fā)出的納米級(jí)載PSMA-1抗原的納米微泡（NBs）直徑均小于300 nm，邊緣激活劑丙二醇的加入使NBs體積更小，并增加了外殼變形能力，可使其通過(guò)腫瘤新生血管，延長(zhǎng)了顯影持續(xù)時(shí)間［14］。

目前用于研究的抗-PSMA 配體有許多，它們大致可分為3類(lèi)：抗體、適體和配體［15］，其中核酸適體是一些能特異性結(jié)合蛋白質(zhì)或其他小分子的核苷酸片段，這些片段是通過(guò)體外SELEX篩選技術(shù)得到的，它們與目標(biāo)配體的親和力和特異性均較高［16］，由于RNA核酸由核苷酸組成，結(jié)構(gòu)變異多，特異性強(qiáng)，常用于分子成像和基因治療［17］；此外，核酸作為靶向探針可以避免疫原性，且其純度高，比其他配體更安全［18］。有研究使用的A10-3.2適配體由37個(gè)核苷酸組成，相比早期適體如A10、A9，分子量大大降低，提高了其靶向能力，利用該適配體結(jié)合聚乙二醇對(duì)無(wú)機(jī)材料多壁碳納米管進(jìn)行修飾，制備出的NBs相比于只利用有機(jī)物為原料的NBs具有更好的可視性和準(zhǔn)確性［19］。

1.3 血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體2（VEGFR2）

VEGFR2的表達(dá)在內(nèi)皮細(xì)胞增殖和遷移的信號(hào)級(jí)聯(lián)中起著關(guān)鍵作用，可促成腫瘤血管的生成和進(jìn)展。與良性增生或正常腺體組織相比，PCa組織中的VEGFR2呈現(xiàn)出過(guò)表達(dá)的趨勢(shì)［20］。攜帶VEGFR2的超聲造影劑，可特異性靶向于PCa的新生血管，有學(xué)者通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)該靶向特異性造影劑在早期流入分析和腫瘤組織內(nèi)的特異性積累方面均優(yōu)于非特異性的普通造影劑［21］。BR55是一種VEGFR2特異性超聲分子造影劑，首次進(jìn)行的BR55的0期臨床實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，其具備良好的成像效果與安全性［22］。

其他前列腺特異性靶向配體也顯示出精準(zhǔn)的造影效果。有學(xué)者開(kāi)發(fā)出一種載有CUB結(jié)構(gòu)域蛋白1受體的靶向型超聲造影劑，先使用PLGA12k-mPEG2k-NH2、DSPE-mPEG2000和液體氟碳全氟己烷合成非靶向納米顆粒，再與抗CUB結(jié)構(gòu)域蛋白1抗體結(jié)合形成抗CUB結(jié)構(gòu)域蛋白1非靶向納米顆粒，經(jīng)體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，其造影效果和腫瘤靶向性均良好［23］。

2 超聲靶向造影劑在PCa治療方面的研究進(jìn)展

MBs低頻低強(qiáng)度超聲（LFUM）可以干擾腫瘤新生血管的生成，可用于解決與腫瘤轉(zhuǎn)移和放化療耐藥性有關(guān)的一系列問(wèn)題［24］。超聲靶向造影劑還可以作為基因與藥物的載體?；蚺c藥物的傳遞依賴(lài)于超聲靶向微泡破壞（UTMD）。LFUM與UTMD的原理是聲空化，即微氣泡振蕩時(shí)，可導(dǎo)致小血管的機(jī)械損傷和微泡變形破裂，從而釋放基因與藥物［25］，作用于腫瘤組織。還有相關(guān)研究表明，微泡殼的材料種類(lèi)也可以直接影響細(xì)胞的通透性，例如磷脂微泡與細(xì)胞之間的脂質(zhì)交換機(jī)制可以在體外顯著提高藥物傳送的效率，并可通過(guò)適當(dāng)調(diào)節(jié)脂質(zhì)分子的碳鏈長(zhǎng)度和形狀（圓柱形或錐形）來(lái)促進(jìn)聲孔效應(yīng)［26］。

2.1 誘導(dǎo)血管損傷和腫瘤細(xì)胞凋亡

腫瘤血管生成的定義是當(dāng)腫瘤＞1 mm3或細(xì)胞數(shù)＞1×107時(shí)，微血管網(wǎng)通過(guò)內(nèi)皮細(xì)胞開(kāi)始形成新的血管，為腫瘤細(xì)胞增殖提供足夠的氧氣和營(yíng)養(yǎng)成分［27］。

PCa生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移依賴(lài)于腫瘤微血管的形成。由于新生的血管缺乏彈性纖維層，基底膜不完整，血管壁脆性和通透性高。因此，抗血管生成和阻斷腫瘤血供已成為腫瘤治療的新途徑。超聲造影技術(shù)不僅在顯示腫瘤微血管方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，而且可以降低超聲空化效應(yīng)的閾值，增強(qiáng)空化效應(yīng)，從而破壞血管壁，激活內(nèi)源性或外源性凝血，導(dǎo)致大量毛細(xì)血管栓塞，阻斷腫瘤細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞凋亡［28］。低頻超聲對(duì)腫瘤血管的損傷還可以增加抗癌藥物的攝入，增強(qiáng)癌細(xì)胞的細(xì)胞毒性和死亡率。與微泡聯(lián)合使用時(shí)，可增強(qiáng)化療藥物的療效，從而減少藥物的用量和副作用。在超聲和微泡介導(dǎo)下與抗癌藥物組合可通過(guò)增加膜通透性來(lái)增強(qiáng)化療效果［29］。有研究表明，多西他賽與超聲微泡的聯(lián)合治療，可使多西他賽的抗腫瘤作用顯著增強(qiáng)［30］。

LFUM阻斷血流的作用對(duì)PCa缺氧環(huán)境也存在一定的影響。有研究使用LFUM和MBs對(duì)PCa腫瘤進(jìn)行不同次數(shù)的輻照，結(jié)果顯示，若每個(gè)治療日進(jìn)行4次輻照，則細(xì)胞增殖受到抑制，促進(jìn)細(xì)胞凋亡，治療組的低氧誘導(dǎo)因子1α和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子A的表達(dá)水平均低于對(duì)照組；當(dāng)每個(gè)治療日進(jìn)行1次輻照，則刺激缺氧反應(yīng)，促進(jìn)細(xì)胞增殖，缺氧誘導(dǎo)因子1α和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子A的表達(dá)水平則高于對(duì)照組［31］?？傊褂肔FUM作為抗腫瘤的方法是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，相同條件下，不同時(shí)間的輻照對(duì)缺氧反應(yīng)的影響是不同的，驗(yàn)證LFUM對(duì)腫瘤血供阻斷作用的同時(shí)，也需要評(píng)估腫瘤組織的缺氧環(huán)境。

2.2 基因轉(zhuǎn)染

基因轉(zhuǎn)染對(duì)PCa的治療具有很大的前景［32］。目前基因轉(zhuǎn)染的方法有兩種：病毒載體基因轉(zhuǎn)染和非病毒載體基因轉(zhuǎn)染。以病毒作為載體可能會(huì)誘發(fā)一些免疫反應(yīng)，非病毒載體雖相對(duì)安全，但其轉(zhuǎn)染率較低［33］。如前所述，低頻超聲可以促使MBs迅速破裂，空化效應(yīng)產(chǎn)生的沖擊波可增加區(qū)域內(nèi)毛細(xì)血管和周?chē)M織細(xì)胞膜的滲透性，使細(xì)胞外大分子進(jìn)入細(xì)胞，所以超聲結(jié)合MBs可能成為一種高效的基因治療方式。有學(xué)者設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)觀察評(píng)估了在80 kHz超聲輻照下pEGFP基因轉(zhuǎn)染的PCa細(xì)胞膜的連續(xù)性和轉(zhuǎn)染效率，證實(shí)了低頻超聲聯(lián)合MBs可作為一種促進(jìn)PCa細(xì)胞基因轉(zhuǎn)染的方法［34］。

MicroRNA是一種非編碼小RNA，通過(guò)轉(zhuǎn)錄后的方式調(diào)控基因表達(dá)，與腫瘤發(fā)病機(jī)制有關(guān)［35］。有學(xué)者將與PCa發(fā)生相關(guān)的miR-205包裹于微泡中，通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明UTMD 介導(dǎo)的miR-205 轉(zhuǎn)染抑制了PCa 細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲，且介導(dǎo)的miR-205表達(dá)可促進(jìn)順鉑調(diào)控的細(xì)胞凋亡，增加了腫瘤對(duì)化療的敏感度。此外，UTMD介導(dǎo)的miR-205轉(zhuǎn)染可能會(huì)促進(jìn)PCa細(xì)胞凋亡，還可抑制上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化。因此UTMD介導(dǎo)的miR-205傳遞可能會(huì)是一種新的PCa分子靶向治療方法［36］。

2.3 靶向給藥

腫瘤治療過(guò)程中，化療藥物的有效濃度直接影響化療的效果。傳統(tǒng)化療方式為了加強(qiáng)療效，通常會(huì)加大劑量，從而增加了全身毒副作用。若將治療PCa的藥物加入到靶向超聲造影劑中，在超聲的輻照下將引發(fā)微泡的空化效應(yīng)和聲孔效應(yīng)，從而使血管壁產(chǎn)生孔隙，亦可導(dǎo)致血管栓塞，使腫瘤細(xì)胞損傷，增強(qiáng)藥物的療效。在特異性成像的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)定向給藥，提高局部藥物濃度，減少副作用［37］。

姜黃素是一種從姜黃屬植物中提取的天然多酚分子，對(duì)腫瘤具有抗增殖與促凋亡的作用［38］，但其水溶性差，生物利用度低。將姜黃素包裹到以葡萄糖為外殼的NBs中，在PC-3和DU-145細(xì)胞系中檢測(cè)到顯著的生物學(xué)效應(yīng)，證實(shí)了其能夠抑制腫瘤細(xì)胞粘附和遷移［39］，彌補(bǔ)了單一進(jìn)行藥物治療的不足。有學(xué)者開(kāi)發(fā)出以凝塊結(jié)合肽半胱氨酸-精氨酸-谷氨酸-賴(lài)氨酸-丙氨酸（CREKA）肽修飾的包載多西他賽脂質(zhì)體（CREKAlipo-DTX），即CREKA肽作為靶向配體，裝載多西他賽作為治療藥物，藥物可定向于PCa細(xì)胞發(fā)揮作用［40］。有學(xué)者將藥物與基因共同包裹于NBs中，也展現(xiàn)出不俗的治療效果，化療藥物阿霉素（DOX）和靶向生存素的小干擾RNA載入微泡-脂質(zhì)體復(fù)合物中，該復(fù)合物可與抗人表皮生長(zhǎng)因子受體2型抗體結(jié)合，對(duì)PCa細(xì)胞具有靶向作用，實(shí)驗(yàn)表明微泡-脂質(zhì)體復(fù)合物介導(dǎo)靶向生存素小干擾RNA和DOX的轉(zhuǎn)染可誘導(dǎo)PCa細(xì)胞凋亡，阻斷生存素在體內(nèi)外的表達(dá)［41］。

2.4 多模態(tài)與其他治療手段的聯(lián)合

MRI對(duì)PCa有重要的診斷價(jià)值，MRI在三維空間具有軟組織對(duì)比分辨率高以及多序列多參數(shù)成像的優(yōu)勢(shì)，但無(wú)法對(duì)周?chē)~的低信號(hào)炎性結(jié)節(jié)和增生結(jié)節(jié)進(jìn)行準(zhǔn)確區(qū)分，有學(xué)者使用飛利浦Percunav系統(tǒng)將MRI序列中T2加權(quán)圖像的感興趣區(qū)域與實(shí)時(shí)超聲圖像進(jìn)行疊加，發(fā)現(xiàn)超聲造影圖像與MRI圖像融合有助于發(fā)現(xiàn)PCa病灶［42］。有學(xué)者研發(fā)出一種超聲響應(yīng)雙模態(tài)US/T1-MRI造影劑，即Fe3+MNPs，該NBs除了可以通過(guò)超聲實(shí)時(shí)探測(cè)PCa病灶，還可以在T1-MRI圖像上得到增強(qiáng)的腫瘤影像。此外為了選擇性地靶向于過(guò)表達(dá)PSMA的PCa 病灶，在Fe3+MNPs 上引入了一種多肽—WQPDTAHHWATL，實(shí)驗(yàn)表明MB+Fe3+MNPPs在超聲與MRI中具有良好的靶向造影效果［43］。

傳統(tǒng)的根治性治療（手術(shù)或放療）對(duì)早期PCa患者可能會(huì)造成不必要的損傷。光熱轉(zhuǎn)導(dǎo)劑具有光熱效應(yīng)，可將光能轉(zhuǎn)換為熱能，注入體內(nèi)后經(jīng)過(guò)特定波長(zhǎng)的光源照射，可提高腫瘤區(qū)域的溫度引發(fā)癌細(xì)胞的死亡，這種治療方法即光熱療法［44］。光動(dòng)力療法是指將生物惰性藥物即光敏劑暴露在光照下，經(jīng)過(guò)一系列能量轉(zhuǎn)化和化學(xué)反應(yīng)，最終生成活性氧，可破壞腫瘤細(xì)胞［45］。光熱療法與光動(dòng)力療法作為一種安全有效的低風(fēng)險(xiǎn)的焦點(diǎn)療法，可用于局限性PCa的治療。有學(xué)者研發(fā)出環(huán)精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸肽修飾的負(fù)載吲哚菁綠的微泡，可用于超聲-光聲成像和協(xié)同光熱療法治療［46］。有學(xué)者將負(fù)載吲哚菁綠的NBs 內(nèi)加入化療藥物紫杉醇，在實(shí)現(xiàn)超聲、光聲、熒光等多模態(tài)成像的同時(shí)，可在腫瘤組織處釋放藥物，增強(qiáng)藥物療效［47］。上述NBs雖然可以依賴(lài)高滲透長(zhǎng)滯留效應(yīng)在腫瘤組織中聚集，但不具備主動(dòng)靶向能力，可能會(huì)引起藥物利用率低等問(wèn)題，遂有學(xué)者在多功能納米平臺(tái)中添加了PCa特異性靶向抗體，有研究等制備了多功能類(lèi)黑色素聚多巴胺（PDA）納米載體，其表面裝飾有小分子PSMA抑制劑N-［N-［（S）-1,3-二羧基丙基］氨甲酰］-（S）-l-賴(lài)氨酸（DCL），然后將PDA-DCL與全氟戊烷（PFP）功能化，并負(fù)載光敏劑氯e6（Ce6）合成Ce6@PDA-DCL-PFP，該藥物有較強(qiáng)的主動(dòng)靶向能力，可用于PCa的超聲引導(dǎo)光動(dòng)力/光熱聯(lián)合治療［48］。

此外，有學(xué)者開(kāi)發(fā)出的治療性光聲多模態(tài)MBs，將抗癌藥物DOX插入siVEGF的雙鏈復(fù)合物中，為了避免在光動(dòng)力過(guò)程中導(dǎo)致小干擾RNA失活，在結(jié)構(gòu)上使DOX-siVEGF-NPs和光敏劑氯蛋白e6-MBs分離，其作為化療-光動(dòng)力-基因聯(lián)合治療的新型載體具有很大的潛力，或許可以用于PCa靶向多模態(tài)成像與治療，解決光動(dòng)力療法聯(lián)合治療的局限性和藥物傳遞效率低的問(wèn)題，為今后的研究工作提供了思路［49］。近年來(lái)還有研究者嘗試使用新型材料制作NBs外殼，制備出金屬-有機(jī)骨架材料衍生的雙層中空二氧化錳納米顆粒，在超聲波的輻照下可以產(chǎn)生出大量活性氧，用于多模態(tài)成像引導(dǎo)聲動(dòng)力治療，同時(shí)二氧化錳納米顆粒產(chǎn)生的活性氧也可以增強(qiáng)超聲顯影，為今后的研究指引了新方向［40］。

3 展望

靶向PCa超聲造影技術(shù)在PCa診療方面具有很大的應(yīng)用價(jià)值，其檢查方式便捷，可實(shí)時(shí)監(jiān)控病灶的增強(qiáng)方式，攜帶藥物或基因進(jìn)行特異性治療，尤其是對(duì)于一些早期病灶的診斷和晚期的癌癥治療。超聲造影劑結(jié)構(gòu)特殊，可修飾性強(qiáng)，近年來(lái)研究工作者將靶向微泡造影技術(shù)與其他檢查和治療手段相結(jié)合，制備出多模態(tài)成像的造影劑，或者通過(guò)包裹一些特殊物質(zhì)實(shí)現(xiàn)聯(lián)合光熱療法和聲動(dòng)力療法等，均展現(xiàn)出不俗的診療效果。目前靶向超聲造影劑的研發(fā)也具有許多局限性，首先是造影劑的粒徑，目前臨床常用的造影劑大多屬于微米級(jí)別，納米級(jí)的造影劑只在體外或動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中研究；其次NBs的相變條件和溫度的調(diào)控，需要參考人體可耐受的溫度與頻率等條件來(lái)探索制備材料與方式；進(jìn)行靶向診療的同時(shí)也需要兼顧減少對(duì)正常組織的損傷。由于人體與動(dòng)物之間存在差異性，將需要更多的臨床實(shí)驗(yàn)和安全性評(píng)價(jià)，或者更多的發(fā)掘一些新型材料的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，使診療一體化的納米靶向造影劑應(yīng)用于臨床。