声动力治疗促进动脉粥样斑块缩小和稳定

田 野 哈尔滨医科大学附属第一医院心内科 哈尔滨医科大学病理生理教研室

目前针对动脉粥样硬化斑块的主要治疗方法

•搭桥术

•内膜剥脱术

•支架置入术

•他汀药物治疗

药械治疗

炎症消退（ Inflammation resolution ）

• 趋化

• 吞噬

• 流出

针对炎症机理的治疗

Nature Rev. Immunol. 2010;10:36–46

包括 3 个过程

光动力治疗（ Photodynamic therapy, PDT ）

Waksman R. J Am Coll Cardiol. 2008 Sep 16;52(12):1024-32. Tian Y et.al. J Photochem Photobiol B. 2011 Jan 10;102(1):26-31

PpIX ( 基态） 3O2 三线态氧

1O2 单线态氧PpIX ( 激发态） 生物学效应

PpIX （三线态）

能量吸收 荧光光敏剂

光照

• 作用机理

• PDT 减小及稳定动脉粥样硬化斑块

•光穿透性差限制其应用

声动力治疗 (sonodynamic therapy, SDT)

Unpublished

本课题组首次提出声动力治疗动脉粥样硬化斑块

• 无创、靶向、针对机理、临床应用前景

临床前研究需解决的问题

1. ALA-PpIX 在斑块中代谢与分布2. SDT 对巨噬细胞凋亡的影响3. SDT 对斑块中凋亡细胞清除的影响4. SDT 对动脉粥样硬化斑块炎症影响5. SDT 能否减小及稳定动脉粥样硬化斑块6. SDT 的安全性

1 、声敏剂 ALA-PpIX 在斑块中的代谢与分布

荧光光谱仪检测兔颈动脉粥样硬化斑块 ALA-PpIX代谢，证实静脉给予 ALA 2 小时，斑块中 PpIX 达高峰，与周围正常动脉中 PpIX 比值为 12:1

Tian Y et.al. J Photochem Photobiol B. 2011 Jan 10;102(1):26-31

In vivo: apoE-/- mouse

荧光成像检测证实 ALA-PpIX 选择性聚集在小鼠颈动脉粥样硬化斑块中 (A, 蓝圈 ) 。免疫荧光检测证实 ALA-PpIX 蓄积在斑块巨噬细胞中 (B, 箭头 )

Unpublished

A B

In vitro: THP-1 macrophage

激光共聚焦显示 ALA-PpIX 聚集在巨噬细胞的线粒体中 (A) ，荧光光谱仪检测证实给药后 6 小时，线粒体中 PpIX 达到高峰(B)

Unpublished

A

B

2 、声动力治疗对巨噬细胞凋亡的作用

实时荧光监测装置 (A) ，当超声强度达到 600mVpp (0.5W/cm2)时，细胞内 ROS 明显升高 (B) ； ROS 能被 1O2 抑制剂 NaN3 抑制 (C)

UnpublishedA

CB DCFH-DA

利用细胞声动力治疗装置 (A) ，证实 SDT 促进巨噬细胞线粒体中细胞色素 C 的释放，增加胞浆中 caspase-9,3 的表达 (B) ，诱导细胞凋亡 (C) ，且细胞凋亡能被 caspase 抑制剂 zVAD-fmk 抑制 (D)

Unpublished

A B D

C

SDT 诱导 apoE-/- 小鼠斑块巨噬细胞凋亡 (B) ， 6 小时凋亡达高峰 (C)

Unpublished

A B

C

SDT 增加兔股动脉粥样硬化斑块凋亡细胞及 caspase-3表达

Unpublished

3 、声动力治疗对凋亡细胞清除的影响

SDT 增加 apoE-/- 小鼠动脉粥样硬化斑块中单核细胞的趋化 (A) 及凋亡细胞的吞噬 (B) ，即促进有效吞噬

Unpublished

A

B

利用 transwell 实验 (A) 及荧光素酶检测，体外证实 SDT 诱导巨噬细胞 caspase 依赖的 ATP 的释放 (B) ，趋化单核细胞 (C)

Unpublished

AC

B

4 、声动力治疗对动脉粥样硬化斑块炎症的影响

Unpublished

ALA-SDT 减小 apoE-/- 小鼠动脉粥样硬化斑块中的巨噬细胞及促炎因子 IL-6 、 TNF-a 的表达，增加抗炎因子 TGF-β 、 IL-10 的表达，即促进斑块炎症消退

Unpublished

ALA-SDT 减小 apoE-/- 小鼠血清中促炎因子 TNF-a 的表达；

ALA-SDT 体外减小 THP-1 巨噬细胞促炎因子 TNF-a 及 IL-6B 表达，而对抗炎因子 TGF-β 、 IL-10 的表达无明显影响

5 、声动力治疗能否减小及稳定动脉粥样硬化斑块

15 分钟的声动力治疗获得最佳的减小斑块及巨噬细胞含量的作用

参数优化 Unpublished

1.5W/cm2 超声强度的声动力治疗获得最佳的减小斑块及巨噬细胞含量作用

参数优化 Unpublished

体外 ALA 浓度及超声处理时间合适时，细胞凋亡坏死比达到最大

参数优化Unpublished

免疫组化检测证实 SDT 减少兔股动脉斑块中巨噬细胞及脂质含量，增加斑块中平滑肌细胞及胶原含量，改变斑块成分使其稳定

Unpublished

SDT 稳定斑块

蛇毒及组胺诱导斑块破裂 (A) ，显示SDT 可减少斑块破裂的发生率 (B)

Unpublished

A B

声动力治疗兔股动脉粥样硬化斑块实验设计 (A) ，声动力治疗对斑块成分的影响持续至治疗后 12周

长期疗效评价

Unpublished

病理检测 (A) 证实，与对照组相比，SDT 治疗后 1,4,8 及 12 周，斑块面积及面积狭窄率明显减小，管腔面积明显增加 (B) 。

Unpublished

A

BSDT 抑制斑块进展

SDT 减小动脉狭窄率

Unpublished

A

B

C

90%

6 、声动力治疗的安全性

体外实验证实 ALA-PpIX 不能在内皮细胞中聚集(A) ，电镜 (B1)及免疫组化检测(B2) 证实 SDT对兔动脉粥样硬化斑块的内皮细胞无明显影响

Unpublished

A

B1

B2

ALA-PpIX 在血液中有分布 (A) ，但是 SDT 不影响兔血液细胞 (B) ；SDT 可引起一过性的肌酶增高 (C1) ，但肌肉无病理性变化 (C2)

Unpublished

A B

C1 C2

小 结 Unpublished

展望 临床声动力治疗仪

动脉粥样硬化自身免疫性疾病

……

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