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动脉粥样硬化斑块的声动力治疗

动脉粥样硬化（Atherosclerosis,AS）导致的急性血管事件是心脑血管疾病致死致残的主要原因。AS是一种炎症性疾病，而目前尚缺乏针对AS炎症机理的有效治疗措施。声动力治疗（Sonodynamictherapy,SDT）是利用超声的物理能量激活特定药物（声敏剂）发生化学反应，产生活性氧，从而发挥生物学效应的一种无创治疗技术。我们首次将其应用于AS斑块的治疗，探讨了5-氨基酮戊酸（5-Aminolevulinicacid,ALA）作为声敏剂介导的SDT对AS斑块的治疗作用。
声动力治疗动脉粥样硬化斑块的疗效
1.1声动力治疗减小动脉粥样硬化斑块
病理结果显示，ALA-SDT抑制兔股动脉AS斑块的进展，这在apoE-/-小鼠主动脉AS斑块模型中也被证实，而利用高频超声实时监测兔股动脉狭窄率，证实ALA-SDT治疗后1及4周动脉狭窄率明显下降，表明ALA-SDT可减小AS斑块。而在治疗后8周，动脉狭窄率发生反弹，可能由于兔子血中胆固醇水平仍处于较高的水平，导致斑块继续进展，因此，在临床应用ALA-SDT治疗AS斑块时，需配合使用降脂药物。值得注意的是，在对兔子进行二次ALA-SDT治疗后1周及4周，动脉狭窄率仍然减小，表明ALA-SDT可进行重复治疗，且不影响治疗效果。
1.2声动力治疗稳定动脉粥样硬化斑块
临床中，引起急性血管事件主要原因是AS易损斑块的破裂形成血栓阻塞血管ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA。有学者提出通过计算AS斑块易损系数来评价AS斑块的稳定性，其公式为(巨噬细胞+脂质含量)/(平滑肌细胞+胶原含量)。ALA-SDT治疗兔股动脉AS斑块后1周及4周，斑块中巨噬细胞及脂质含量明显降低，平滑肌细胞及胶原含量明显，表明ALA-SDT通过改变斑块成分使斑块趋于稳定，与之相符，通过药物诱导斑块破裂证实ALA-SDT治疗可减小斑块破裂及血栓形成的发生率，为ALA-SDT稳定AS斑块提供了更为直接的证据。在ALA-SDT治疗后8周及12周，同样观察到巨噬细胞含量的减小及平滑肌细胞和胶原含量的增加，ALA-SDT稳定斑块的长期效果得到证实。
声动力治疗动脉粥样硬化斑块的机理
2.15-氨基酮戊酸来源的原卟啉IX选择性的聚集在斑块巨噬细胞的线粒体
已有研究显示，给予肿瘤动物ALA，经代谢后其产生的代谢产物原卟啉IX（ProtoporphyrinIX,PpIX）可选择性的聚集在肿瘤细胞中，这是因为肿瘤细胞缺乏将PpIX转化为血红素的亚铁螯合酶。因此，将ALA作为临床诊断、手术术区评估及光声动力治疗的靶向药物。我们在动物模型中证实，静脉注射ALA2小时后，PpIX选择性的在兔颈动脉AS斑块中聚集，其浓度为周围正常血管组织的12倍。巨噬细胞免疫荧光染色显示，ALA-PpIX阳性区域与巨噬细胞表达阳性区域吻合，表明ALA-PpIX主要聚集在AS斑块的巨噬细胞中。ALA在细胞线粒体中转化为PpIX，体外实验证实，PpIX在巨噬细胞中主要蓄积在线粒体中。
2.2声动力治疗促进动脉粥样硬化斑块中巨噬细胞凋亡及清除
ALA-SDT诱导AS斑块巨噬细胞经线粒体-caspase途径的凋亡。这与ALA-PpIX聚集在细胞线粒体有关。巨噬细胞作为主要的固有免疫细胞，在AS斑块形成、发展、不稳定及斑块破裂过程中均发挥关键作用。已有研究证实，一些试剂如氯膦酸盐、二氧化硅、一氧化氮、mTOR抑制剂、蛋白质合成抑制剂和他汀类药物，以及光动力治疗（Photodynamictherapy,PDT）等，可选择性的清除AS斑块中巨噬细胞，从而有效的抑制斑块进展并促进其稳定ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA。本研究在兔及小鼠两种AS斑块模型中，均证实ALA-SDT可明显的减少斑块中的巨噬细胞含量，且在治疗后3天即有明显的改变。这与之前MV0611介导PDT治疗AS斑块的结果相符，而MV0611介导PDT还会引起平滑肌细胞的减少，这是由于MV0611广泛分布在斑块各种细胞中。由于ALA-PpIX更多的聚集在斑块巨噬细胞，ALA-SDT可清除巨噬细胞而对平滑肌细胞及内皮细胞无明显影响，选择性的巨噬细胞清除作用，使得ALA-SDT更为的有效及安全。
大多数清除巨噬细胞的治疗方法，如氯膦酸盐、二氧化硅、一氧化氮、mTOR抑制剂等，会引起血液中单核细胞减小从而影响机体免疫功能的副作用。如何选择性的清除斑块中单核细胞而不影响血液单核细胞，是学者们关注的焦点。最近的研究取得了一些进展，如通过药物涂层支架局部释放药物达到清除巨噬细胞而不影响血液单核细胞作用，然而支架植入同样也带来了在狭窄、晚期血栓形成等副作用。ALA-SDT清除斑块巨噬细胞而不影响血液中的单核细胞，这主要是由