第六节 超声靶向微泡破裂技术影响因素及安全性问题
超声靶向微泡破裂技术对不同器官组织的生物学作用程度的不同会造成药物传输及基因转染效率的不同。主要受到三个方面的影响:①介导超声的参数;②所使用微泡的特性;③微泡输入的途径及超声微泡作用局部的环境。与超声相关的参数变量有声强、持续时间、频率、束流截面、衰减作用等,而对超声参数优化的重要性体现于该参数设定,能产生足够的声能并产生尽可能多的外溢孔,使得所传输的药物及基因能进入到细胞及组织间隙中,提高药物作用效能及基因转染效率。但这应基于在细胞组织耐受并不会产生明显不良反应的基础上。所以说对超声参数的优化对于成功的超声靶向微泡破裂技术介导药物传输或基因转染都是至关重要的。在组织能耐受的情况下高声强和低频超声照射对细胞转染是最为有效的,且超声辐照的时间不宜过长,否则微泡会因为长时间的超声辐照而被大量清除,使转染效率降低。Zarnitsyn等采用两种不同的pEGFP-N1及pGL3对DU 145前列腺癌细胞进行转染,进而以优化转染过程中声强、微泡浓度、细胞密度、质粒浓度、温度、辐照时间等转染条件,实验结果显示优化后的超声参数能在保证细胞耐受及DNA质粒完好的条件下提高了转染效率。
微泡的性质也是超声靶向微泡破裂介导药物传输及基因转染的重要因素,可以说只有适合的微泡才能保证运输转染的完成。微泡相关变量有微泡外壳成分构成、微泡中气体的性质、剂量、浓度、输注时间等,当超声造影剂微泡结合脂质体或阳离子聚合物时,也会明显增加转染效率。由于超声靶向微泡破裂介导转染的效率还受到造影剂给药途径、转染部位、超声仪器等诸多因素的限制影响,研究者们对超声靶向微泡破裂各方面影响因素的限定至今仍然无法达成共识。
但目前绝大多数学者还是认为超声靶向微泡破裂是较病毒转染方式相对安全的技术。Hynynen等将去除部分颅骨的新西兰兔作为实验模型,采用超声联合微泡造影剂对实验模型的脑部进行20s的辐照,声强为16~690W/cm2,实验结果显示联合微泡超声局部辐照可使血脑屏障短暂地、可逆地开放,并不引起损伤。Chen等实验也显示了高强度超声几乎不引起心肌组织的损伤以及心功能降低。并且大多数关于超声靶向微泡破裂实验多采用离体器官或细胞为研究对象,且使其剂量远大于真正临床所需基因的剂量。所以超声靶向微泡破裂技术在药物传输及基因转染过程中对人体产生损伤的概率应该很低。
(张宇辉 金佳美)
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