超声爆破技术联合L19--(Q--D--lip)精确示踪和治疗脑胶质瘤的研究

来源 :山东大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:enginery_puppet
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
脑胶质瘤(GBM)是中枢神经系统(CNS)最常见的原发性恶性肿瘤,目前GBM治疗存在的主要问题:①外科手术的精准定位;②药物的靶向治疗;③疗效及预后的准确评估。  量子点(QDs)作为一种新型无机纳米荧光标记探针,具有荧光信号强、稳定性好等优点,能够实现生物多色成像。脂溶性QDs生物相容性差,体内不易排泄、易蓄积;水溶性QDs生物相容性较高,但其核壳结构易受环境因素影响,发生氧化破坏,产生细胞毒性,故限制了QDs在生物体内的应用。本课题组应用自主知识产权的脂质体包载水溶性QDs,旨在提高其物理学稳定性,并保留QDs荧光特性,降低生物学毒性。  最新研究发现,L19及其衍生物可以特异性地与细胞外基质成分中的胞外纤维连接蛋白(FN)结合,实现GBM的靶向示踪和药物递送。基于已有文献,本研究选用CA(氨基酸短肽,L19抗体结合EDB-FN关键片段)作为靶向配基,将其修饰到药剂辅料PEG-DSPE上,制备包载水溶性QDs的新型脂质体,并加载多西紫杉醇(DTX)抗肿瘤药物[缩写:CA-(Q-D-lip)],经大鼠尾静脉给药后,超声脑部定位,利用超声靶向微泡爆破技术(UTMD)可逆性开放BBB,递送QDs纳米粒突破BBB入脑,有效地将“量子点高效示踪技术”、“肿瘤靶向纳米粒制剂技术”和“UTMD开放BBB介导技术”三者有机结合,充分发挥新材料、新制剂和超声介导手段等技术优势,实现GBM特异性示踪及高效靶向治疗。  MRI平扫及增强扫描能很好地显示肿瘤液化、坏死、出血及钙化等特征,肿瘤血供特点,强化特征,区分GBM组织、周围水肿区及正常组织。MRI灌注成像(PWI)常用来评价微循环分布特点,根据时间一信号强度曲线(TIC)反映脑组织及病灶的血液灌注变化。MRI扩散加权成像(DWI)是近年来发展起来的一种无创性功能成像技术,依据表观扩散系数(ADC)对水分子扩散能力大小进行量化分析,但ADC值还不能全面地阐述活体组织内的水分子扩散规律。体素内不相干运动(IVIM)是在DWI基础上的延伸扩展,避免了ADC单纯水分子扩散与灌注相关扩散混淆。单指数模型ADC与双指数模型IVIM的理论基础是水分子扩散符合正态分布,当b值较高时,水分子扩散呈非正态(高斯)分布。扩散峰度成像(DKI)指基于水分子呈非正态分布扩散模型的一种MRI技术,依此来评价水分子扩散的不均质性和受限程度。  目前MRI及QDs荧光成像已成为肿瘤早期诊断和疗效监测的影像学检查方法之一,能从微观(水分子扩散、微循环灌注及异质性等)来综合反映GBM细胞构成及病理组织学分级,从宏观(肿体积变化、强化程度及方式、荧光示踪聚集数量及面积等)评价大鼠C6胶质瘤特异性示踪及靶向药物治疗效果。  目的:  结合MRI多序列检查、荧光示踪技术及病理组织学,探讨UTMD联合FN靶向肽CA修饰的Q-D-lip精准示踪和靶向治疗大鼠C6胶质瘤的可行性。  方法:  (1)FN主动靶向修饰的QDs-DTX-lip制备:选用FN为靶向位点,将FN靶向肽CA修饰到药剂辅料PEG-DSPE上,运用自主知识产权的脂质体包载水溶性QDs,并加载DTX,超声分散脂质体得到CA-(Q-D-lip);同法制备不含FN靶向肽CA或水溶性QDs脂质体。  (2)制剂表征评价:检测CA-(Q-D)-l ip粒径大小及δ电位,荧光特征和QDs包封率;检测化疗药物DTX包封率以及脂质体稳定性;红外光谱仪证实CA是否成功修饰至脂质体上。  (3)大鼠C6胶质瘤造模:①大鼠固定与切口选择;②大鼠钻孔;③大鼠C6胶质瘤细胞接种。  (4)分组及给药治疗:采用雄性SD大鼠C6胶质瘤模型80只,设立对照组(Control组)及四个不同治疗组(QDs溶液结合超声Q-D+UTMD,空白脂质体结合超声Blank lip+UTMD;QDs脂质体结合超声Q-D-lip+UTMD,FN靶向肽修饰的QDs脂质体结合超声CA-(Q-D-l ip)+UTMD),16只/组,定期分组给药,于第7、14、21及28天均行MRI常规、动态增强及多b值扩散加权序列扫描。  (5)影像学检查及评价:1.计算增强MRI后GBM体积(V),公式V=(W×L×H×π×4/3)×1/8;2.MRI动态增强扫描:采用Ax LAVA-xvDYN方案,层厚2mm,120圈/层块,Flip angle120,NEX=1,FOV80mm×80mm,Matrix160×160,采用4.5号儿科头皮针经鼠尾静脉手动推注钆喷替酸葡胺(Gd-DTPA),4秒内完成,注射剂量0.4mmol/kg体重,造影剂注射完成后即行扫描,总共扫描时间为6分2秒。依据时间—信号强度曲线(TIC)特征,计算早期相对信号强化率(ARSER),强化峰值时间(TTP);3.多b值扩散加权成像:采取OAx eDWI MB=7Head方案,第二次扫描定位像后,采取常规全脑自旋回波—回波平面成像(SE-EPI)序列,针对SD大鼠行全脑横断位扩散加权成像检查。扫描参数:TE minimum,TR2000ms,层厚3mm,层间距0mm,矩阵160×192,FOV80mm×100mm;扩散敏感因子(b)值分别采用0、30、100、200、400、1000、1500s/mm2,NEX=6次,扫描时间4分16秒。  基于Matlab及C语言对图像进行后处理,通过Mitalytics软件获取b值—信号强度参数图和结果,采用不同数学扩散模型拟合图像,获得单指数模型ADC值,IVIM模型的D、D*及f值,DKI模型的Dappp及Kapp值;①ADC--单指数模型:ADC=ln(S0/S1)/(b1-b0),b取值30、100、200、400及1000s/mm2;②IVIM双指数模型:Sb=S0[(1-f)×e(-bD)+f×e[-b(D+D*)],f值为灌注分数,D值为真性扩散系数(ADC-slow),D*值为假性扩散系数(ADC-fast),b取值30、100、200、400及1000s/mm2;③DKI模型:Si/S0=exp{-bi×Dapp+bi2×Dapp2×Kapp/6},Kapp为平均峰度,无单位;Dapp值指非高斯分布矫正过的ADC值,b取值30、100、200、400、1000、1500s/mm2。评价不同的数学扩散模型(ADC-单指数模型、IVIM-双指数模型及DKI模型)参数的评价效能,初步确定上述三种模型中最好及最稳定的扩散模型。  (6)QDs荧光评价:  应用小动物光学成像系统采集荧光图像,观察荧光聚集度、靶向肽脂质体的靶向性,测量荧光面积及肿瘤体积大小。  (7)大体观察及生存期评价:同期另外选取40只健康成年雄性SD大鼠,随机分为5组观察,8只/组,按照以上方法进行造模,定期给药,本组实验仅用于治疗生存期评价,不参与影像学检查及病理组织学检测。  (8)组织学及药物毒性评价:  各组治疗后28天,完成MRI和荧光成像后,每组随机取出2只断头处死大鼠,取出脑组织和其他主要脏器器官。HE染色观察药物对大鼠主要脏器(心、肝、脾、肺、肾)的毒性作用、肿瘤组织病理变化,免疫组化观察肿瘤VEGF、CD31和Caspase-3表达程度。  (9)统计学分析:  统计学评价采用IBM SPSS19.0软件包;首先采用Kolmogorov-Smimov方法检验数据是否符合正态分布;若符合正态分布的计量资料,则采用x±SD表示;若不符合正态分布的数据,则采取中位数表示。标记误差线的柱状图、折线图等数据可视化部分以及组间差异的统计检验通过R语言实现。在同一及不同时间内,对照组与不同治疗组间C6胶质瘤体积变化、TIC信号强度差值、ARSER及TTP比较、多b值扩散加权成像中的多参数差异分析(包括单指数模型ADC值,IVIM模型的D、D*及f值,DKI模型的Dapp及Kapp值)采用两独立样本t检验。若方差齐性不能满足时,则采用Welch法近似t检验。显著性水平表达如下:*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001。  结果:  ①CA-(Q-D-l ip)成功制备,CA通过巯基键成功修饰至脂质体上。Q-D-lip颗粒大小及电位适中,包封率符合标准,QDs-lip荧光特性稳定;②各组ARSER>60%。CA-(Q-D-l ip)+UTMD组治疗后体积缩小最明显,ARSER最小,效果优于其他四组;③CA-(Q-D-l ip)+UTMD组随时间增加,ADC、D值、Dapp值整体呈上升趋势,Kapp、D*及f值呈下降趋势;其余四组随时间增加,ADC、D值、Dapp值呈下降趋势,Kapp、D*及f值呈上升趋势;这些参数综合比较,ADC值相对稳定可靠,诊断效能较高;④CA-(Q-D-lip)+UTMD组QDs量分布最多(第7天),生存时间最长,在机体内有良好的生物安全性。各组VEGF及CD31表达比较:Control组>B+lip+UTMD组>Q-D+UTMD组>Q-D-lip+UTMD组>CA-(Q-D-l ip)+UTMD组,而Caspase-3呈反向表达。  结论:  本研究能有效地将CA-(Q-D-lip)+UTMD的“量子点高效示踪技术”、“肿瘤靶向纳米粒制剂技术”和“UTMD可逆性开放BBB介导技术”三者结合,充分发挥MRI多序列检查及QDs荧光成像的各自优势,协同互补,为肿瘤精准定位及有效治疗提供更全面及更准确的影像学信息。
其他文献
目的:肾间质纤维化是多种肾脏疾病进展至终末期肾衰竭的共同通路。肾间质纤维化的程度与肾功能的相关性比肾小球硬化与肾功能的相关性更为密切。因而对其发生、发展的机制及其防治的研究已受到重视。研究表明,各种细胞因子、生长因子在肾间质纤维化发生中起着重要的作用。其中,转化生长因子β_1(TGF-β_1)、金属蛋白酶组织抑制剂1(TIMP-1)是重要的促肾间质纤维化因子。细胞外基质(ECM)产生增加和(或)降
  本文对肝癌经导管动脉化疗栓塞前后磁共振扩散成像进行了研究。文章探讨了兔肝脏最佳磁共振扩散成像技术;分析了兔肝VX-2瘤种植后磁共振扩散成像价值与动态特征;研究了兔肝
近年来,随着对青光眼视神经病变机制的深入研究,已证实谷氨酸与视网膜神经节细胞凋亡密切相关。21世纪青光眼的治疗模式正从传统的单纯降眼压向降眼压的同时辅以视神经保护转
背景 子痫前期(PE)是妊娠期特有的疾病,为严重而常见的产科并发症,其病因及发病机制尚未阐明,近年来免疫因素被认为是子痫前期的重要发病机制之一。Fas为Ⅰ型跨膜蛋白,属肿瘤
  本文研究了原发性肝癌(PHC)及其癌旁肝组织IL-8、MCP-1和MIP-1a表达,并探讨其相互关系及临床病理意义。  方法47例PHC及其癌旁组织经10﹪中性福尔马林固定后常规制作石蜡
请下载后查看,本文暂不支持在线获取查看简介。 Please download to view, this article does not support online access to view profile.
[研究背景] 细菌性脑脓肿是常见颅内感染性病变,及早明确诊断并采取适当治疗措施,对改善患者预后非常关键。然而,细菌性脑脓肿临床病史常不典型,依靠临床病史和实验室检查
背景:重复性经颅磁刺激(rTMS)是上个世纪80年代引入神经科学领域的一种连续皮质刺激手段,其基本原理是电磁感应定律,研究表明它对抑郁、帕金森病(PD)等多种神经系统疾病均有
仁·宽是一个有着坚定方向的艺术家,他对生活和艺术有自己独特的理解,从不为时俗所诱,不随波逐流。他身居宋庄,为的是汲取那里自由的艺术思想,但没有沾染所谓的江湖习气。他
目的:基于三维立体直方图分析,比较DWI单指数和双指数模型定量参数在前列腺癌Gleason分级中的应用价值。  材料和方法:回顾性纳入57例前列腺癌根治患者,术前均行MRI检查。DWI图