超声在医学范畴的使用 牛刀小试:跨入临床范畴的超声分子成像

健康
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2019年03月28日 20:41

分子印象学是运用印象学手法显现安排水平、细胞及亚细胞水平的特定分子,反映活体状态下分子水平改动的一门学科,近年来得到迅猛发展。超声分子成像 (USMI) 是分子印象学的重要组成部分,超声造影剂经过与特定靶点的抗体或配体相结合,可对不同靶点进行成像。现在绝大大都的超声分子成像尚处于根底研讨阶段,多用于动物试验。近期,美国斯坦福大学的 Willmann 教授初次报导了将超声分子成像技能运用于人类乳腺和卵巢局灶性疾病患者的临床试验,显现出其临床运用的光亮远景,文章宣布在 2017 年第 3 期的 J Clin Oncol 杂志上。

研讨所用的靶向超声造影剂为 BR55,微泡外表衔接有 III 型酪氨酸激酶受体(KDR),即血管内皮生长因子受体 2 (VEGFR-2)。该受体在正常安排不表达或低表达,在包含乳腺癌和卵巢癌在内的多种肿瘤安排中均有不同程度的表达,因而检测这一特定分子的表达水平理论上有助于疾病诊断。

Willmann 教授在进行了很多动物试验的根底上,初次将 BR55 经静脉打针入人体进行临床试验(图 1 )。研讨共有 45 例患者参与,其间可疑卵巢病灶患者 24 例,乳腺病灶患者 21 例。


图 1 USMI 示意图:图左为经肘静脉团注靶向超声造影剂,图右上示病灶灰阶超声与 USMI 图画,图右下示肿瘤安排中 KDR 的表达

为研讨该造影剂在人体运用的安全性,患者在参与该研讨期间得到紧密监测,监测内容包含根底生命体征、血氧水平、心电图、血、尿剖析等。一切 当选的 45 例患者中,12 例发作轻中度不良反应(5 例卵巢疾病患者,7 例乳腺疾病患者),但终究证明仅 3 例乳腺疾病患者的不良反应与打针造影剂有关,其间 1 例体现为口唇发紫、喉头不适,1 例发作细微高血压,另 1 例体现为中度头痛。一切患者的不良反应均自行好转,并未发作具有临床意义的改动,也没有发作严峻不良反应及致死者。

USMI 查看过程中,自造影剂注入后开端调查并接连存储 45 s 的动态图画,之后从第 5 min 开端,每隔 2 min 存储 10 s 的动态图画,直至第 29 min。依据图画中安稳结合于病灶的造影剂信号强度,分为 3 个等级:(1)高增强:信号强且清晰;(2)低强度:造影剂信号低但仍安稳结合于病灶;(3)无增强:与周围安排比无安稳结合的造影剂。

一切病灶均在造影后 30 天内进行了手术或穿刺活检。依据镜下血管数量及每支血管 KDR 表达水平,分为 4 个等级:(1)无表达;(2)低表达:仅少数血管弱表达;(3)中度表达:大都血管弱表达或中度表达;(4)高表达:悉数血管高表达。判别 USMI 与 IHC 相符的规范为:(1)USMI 高或低增强,免疫组化 KDR 高或中度表达;(2)USMI 无增强,免疫组化 KDR 低表达或无表达。

45 例患者中,2 例可疑卵巢病灶患者因术中证明为卵巢外病灶被扫除,3 例乳腺病灶患者因初期存储或技能问题而扫除,终究对 40 例患者( 22 例卵巢病灶,18 例乳腺病灶)图画及免疫组化成果进行剖析。卵巢病灶中 9 例良性,13 例恶性,乳腺病灶中 3 例良性,15 例恶性。

85% 卵巢恶性病灶和 93% 乳腺恶性病灶的 USMI 与 IHC 相符。卵巢病灶中,77% 的恶性病灶 USMI 体现为高增强 (图 2A-2E ),78% 良性病灶体现为无增强(图 2F-2J );乳腺病灶中,93% 恶性病灶体现为高增强(图3A-3E;图4A-4I );67% 良性病灶体现为无增强(图 3F-3J )。


图 2 卵巢病灶 KDR 靶向 USMI:图 A 为 50 岁女人患者经阴道超声显现的右侧卵巢 5.2 cm 囊实性病灶(黄色箭头示实性部分);图 B 为 USMI 示打针造影剂后第 13 min 病灶实性部分体现为高增强;图 C 和 D 示肿瘤相关重生血管 ( CD31 阳性) KDR 高表达 (赤色箭头);图 E 病理成果为子宫内膜样癌;图 F 为65 岁女人经阴道超声发现的右侧卵巢 4.8 cm 囊实性病灶(黄色箭头示实性部分);图 G 为 USMI 示微泡打针 15 min 后实性部分仅看到少数布景信号;图 H 和 I  示 KDR 低表达(绿色箭头);图 J 病理成果为良性浆液性囊性腺纤维瘤  


图 3 乳腺病灶 KDR 靶向 USMI:图 A 为 57 岁女人右乳内上象限 0.9 cm 低回声实质性病灶;图 B 为靶向微泡打针后 11 min  后病灶呈高增强(黄色箭头),蓝色箭头所示为伪影;图 C 和 D 示 KDR 高表达(赤色箭头);图 E 病理成果为导管癌;图 F 为 36 岁女人右乳外上象限 2.1 cm 低回声实质性病灶;图 G 为 USMI 微泡打针 11 min 后该病灶无增强;图 H 和 I  示 KDR 弱表达(绿色箭头);图 J 病理成果为良性纤维腺瘤


图 4 59 岁女人右乳外上象限乳腺导管癌 KDR 靶向超声分子成像微泡继续时间:图 A 为惯例超声示右侧乳腺腺体内 1.45 cm 不均质等回声实质性病灶;图 B 为靶向微泡造影剂打针之前,该病灶及周围腺体均无布景信号(黄色箭头示),蓝色箭头示伪影; 图 C-F 为靶向造影剂打针后,7 min 直到 29 min,病灶体现为继续高增强,布景信号强度较低

研讨标明,用临床等级的超声造影剂 BR55 进行的 USMI 安全可靠,不良反应少。别的,研讨所用仪器及探头均为现在临床惯例运用,也标明晰 USMI 未来在临床运用的可行性及简便性。一起,USMI 查看成果与病理免疫组化具有很好的相关性,为临床供给了一种无创性检测特定分子表达水平的印象学办法,且相对于现在临床运用较多的分子成像办法 PET/CT 而言具有可实时调查的长处。

超声分子成像过程中,未与靶点结合的游离微泡会很快被人体体系铲除,结合者大都在打针造影剂后 7min 或 13 min 便可调查到靶向结合微泡的信号,且继续至打针后 29 min 仍可调查到,这也为将来单次造影剂打针后进行乳腺、卵巢等多部位成像供给了或许。

虽然超声分子成像没有大规模运用于临床,但在现在进行的小部分临床试验中已体现出了巨大的潜在价值,其在未来或许成为临床上一种安全可行的无创性检测体内特定分子表达的印象学手法。

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