超氧超順氧化鐵增強(qiáng)MRA與釓劑增強(qiáng)MRA在兔動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中的對(duì)比研究.pdf

1、心血管疾病已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)危害人類健康的主要疾病，發(fā)病率、病死率正在逐年上升。大多數(shù)心血管疾病都與動(dòng)脈粥樣硬化存在直接關(guān)系。公認(rèn)的脂質(zhì)浸潤(rùn)學(xué)說、血栓形成學(xué)說和損傷炎癥反應(yīng)學(xué)說也未能完全闡述動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展。現(xiàn)代觀點(diǎn)認(rèn)為動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展涉及到先天和后天的適應(yīng)免疫機(jī)制的一種慢性炎癥反應(yīng)。誘發(fā)介導(dǎo)血管內(nèi)的炎癥機(jī)制包括:直接機(jī)制一血管內(nèi)皮細(xì)胞在脂質(zhì)沉積、異常脂蛋白微粒、細(xì)菌和病毒的刺激下發(fā)生血管內(nèi)膜炎癥反應(yīng)導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的出現(xiàn)

2、和進(jìn)展;間接機(jī)制—相關(guān)的免疫疾病、吸煙、呼吸道感染、污染、及牙周病和胃感染所致的炎癥反應(yīng)產(chǎn)生的細(xì)胞因子和炎性因子，進(jìn)入血液循環(huán)激活炎性細(xì)胞與脂蛋白膽固醇形成交叉反應(yīng)形成自身抗體導(dǎo)致斑塊的形成和發(fā)展。動(dòng)脈粥樣硬化不穩(wěn)定斑塊破裂、出血或斑塊表面潰瘍誘發(fā)血栓形成等是導(dǎo)致急性冠脈綜合征的主要原因，?？蓪?dǎo)致心肌梗死、心力衰竭、致死性心律失常、甚至死亡等一系列嚴(yán)重后果，而這些與心臟相關(guān)的死亡中，幾乎一半是突發(fā)并不可預(yù)先判定的。因此在臨床工作中盡早的

3、發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)斑斑塊并對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的干預(yù)治療。對(duì)于終止惡性心血管事件、降低死亡率具有重要的意義，但在目前臨床工作中尚無既定的方法來識(shí)別不穩(wěn)定斑塊。開發(fā)非侵入性檢測(cè)方法早期預(yù)警不穩(wěn)定斑塊迫在眉睫。炎癥因子在某種程度上可以反應(yīng)斑塊的易損性，但是由于外周血管的循環(huán)作用，很難明確機(jī)體炎癥反應(yīng)的具體部位，因此單靠抽血監(jiān)測(cè)炎癥因子以判斷斑塊是否穩(wěn)定是行不通的。不穩(wěn)定斑塊的特征包括:斑塊活動(dòng)性炎癥、薄纖維帽和大脂質(zhì)核心、內(nèi)皮剝蝕伴表面血小板聚集、開裂或受損

4、的斑塊、嚴(yán)重狹窄及淺層鈣化結(jié)節(jié)、黃色斑塊（血管內(nèi)鏡下）、斑塊內(nèi)出血、內(nèi)皮功能不良、正性重構(gòu)等。研究表明巨噬細(xì)胞聚集越多，動(dòng)脈粥樣硬化斑塊越不穩(wěn)定、越易破裂。利用這一特征，近年來影像學(xué)的巨大進(jìn)步為動(dòng)脈粥樣硬化的斑塊的檢測(cè)提供了新途徑。近十年來圍繞不穩(wěn)定斑塊的影像學(xué)檢測(cè)也隨之成為了各國(guó)科學(xué)家研究的熱點(diǎn)，從總體上來說主要分為兩大類，一類為無創(chuàng)方法如:多層螺旋計(jì)算機(jī)斷層成像(Multi-slice SpiralComputed Tomograp

5、hy，MSCT)、電子束計(jì)算機(jī)斷層成像(Electron BeamComputed Tomography，EBCT)、正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像(Positron EmissionComputed Tomography，PET)、高分辨率核磁共振成像(Magnetic ResonanceImaging，MRAI)等。另一類有創(chuàng)如:冠狀動(dòng)脈造影術(shù)(Coronary Angiography，CAG)、血管內(nèi)超聲成像(Intravascular

6、 Ultrasound，IVUs)、血管內(nèi)超聲彈性成像(Intravascular Ultrasound Elastography，IVUSP)和觸摸成像(IntravascularUltrasound touching Imaging)、光學(xué)相干斷層成像(Optical Coherence Tomography，OCT)、拉曼光譜學(xué)檢查(Raman Speetroscopy，RS)，冠狀動(dòng)脈內(nèi)血管鏡(CoronaryAngioscop

7、y，CAS)等;磁共振MRA成像掃描即具有類似超聲可以任意選擇層面的特點(diǎn)，又具有類似CT等計(jì)算機(jī)重建圖像的能力，憑借其多序列多參數(shù)等天然優(yōu)勢(shì)有望成為檢測(cè)不穩(wěn)定斑塊的重要途徑，而且還可以對(duì)心臟形態(tài)、功能、心肌灌注、血管造影及分子顯像等進(jìn)行一站式檢查。特別是CE-MR技術(shù)的發(fā)展將為心臟一站式檢查提供更為可行的技術(shù)平臺(tái)。CE-MRA的對(duì)比劑主要有兩類:一類是以釓為基礎(chǔ)的順磁性對(duì)比劑，其多個(gè)釓未成對(duì)電子自旋產(chǎn)生的局部磁場(chǎng)能縮短鄰近水分子中氫質(zhì)子

8、的弛豫時(shí)間，主要表現(xiàn)為縮短T1，增強(qiáng)造影劑鄰近區(qū)域的信號(hào)，提高影像的對(duì)比度。能產(chǎn)生T1陽(yáng)性信號(hào)對(duì)比;另一類為利用氧化鐵的超順磁性對(duì)比劑能產(chǎn)生強(qiáng)烈的T2陰性信號(hào)對(duì)比。超氧超順磁性氧化鐵(ultrasmallsuperparamagnetic iron oxide，USPIO)是一種超小超順磁性氧化鐵顆粒，能被網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)巨噬細(xì)胞識(shí)別、攝取。由直徑為4-6nm的氧化鐵核心外包被低分子的葡聚糖構(gòu)成，水合后分子直徑大小為18-30nm。其超順磁

9、效應(yīng)可引起組織中局部磁場(chǎng)不均勻，使水分子彌散穿過不均勻磁場(chǎng)時(shí)，加速質(zhì)子的失相位，同時(shí)使組織的橫向馳豫時(shí)間(T2)及縱向馳豫時(shí)間(T1)縮短，因而可在MRA圖像上觀察到相應(yīng)的T1、T2信號(hào)改變。傳統(tǒng)的釓系列顯影劑毒性大，不能以離子形式注入人體，需要與DTPA(Dentetic acid，噴替酸)等螯合以降低毒性。Gd-DTPA主要通過縮短T1獲得高M(jìn)RAI信號(hào)，對(duì)T2影響較小。注射后即迅速通過細(xì)胞間隙，經(jīng)腎臟很快排除，生物相容性差，而且螯

10、合后的釓離子是重金屬離子，對(duì)人體細(xì)胞傷害頗大，尤其是會(huì)造成腎源性纖維化。USPIO則不同，鐵是人體正常微量元素成分，只有當(dāng)人體內(nèi)鐵的含量嚴(yán)重超標(biāo)時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生毒性問題。釓劑在當(dāng)血管內(nèi)皮的完整性受到破壞，可通過裂隙進(jìn)入內(nèi)皮下，增強(qiáng)造影劑鄰近區(qū)域的信號(hào)提高影像的對(duì)比度，內(nèi)皮損傷越重信號(hào)越強(qiáng)。USPIO可以被巨噬細(xì)胞吞噬，巨噬細(xì)胞越多信號(hào)越強(qiáng)。本研究利用新西蘭大白兔動(dòng)脈粥樣硬化模型，初步探討兩類對(duì)比劑增強(qiáng)MRA在檢測(cè)兔動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中的作用，

11、為臨床無創(chuàng)性的評(píng)價(jià)不穩(wěn)定斑塊提供理論支持。
　　第一章超氧超順磁性氧化鐵增強(qiáng)MRA聯(lián)合炎癥因子檢測(cè)兔動(dòng)脈粥樣硬化不穩(wěn)定斑塊的實(shí)驗(yàn)研究
　　目的:研究探討超氧超順磁性氧化鐵(ultrasmall superparamagnetic ironoxide，USPIO)增強(qiáng)MRA聯(lián)合IL-6及IL-10檢測(cè)兔動(dòng)脈粥樣硬化不穩(wěn)定斑塊的可行性及價(jià)值。
　　對(duì)象和方法:
　　1.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象:雄性新西蘭大白兔(平均體質(zhì)量1.5

12、-2.3 kg)
　　1.2 實(shí)驗(yàn)方法:
　　1.2.1 健康雄性新西蘭大白兔24只，隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組16只，對(duì)照組8只。實(shí)驗(yàn)組分為兩個(gè)亞組A組采用球囊導(dǎo)管損傷主動(dòng)脈內(nèi)膜結(jié)合高脂飲食的方法建立兔動(dòng)脈粥樣硬化模型，B組采用高脂飼養(yǎng)，對(duì)照組C不做干預(yù)。
　　1.2.2 12周后所有實(shí)驗(yàn)動(dòng)物給予平掃、USPIO增強(qiáng)掃描，觀察USPIO增強(qiáng)前后AS斑塊MRA信號(hào)表現(xiàn)，及管壁信噪比。并與病理檢查結(jié)果行對(duì)照研究。
　　1.2.

13、3 12周后采耳緣靜脈血5ml比較各組間血脂及IL-6、IL-10的變化情況，采用酶法由全自動(dòng)生化儀進(jìn)行測(cè)定血脂:血漿總膽固醇(TC)、甘油三酷(TG)、低密度脂蛋白(LDL)、高密度脂蛋白(HDL)。采用ELISA法測(cè)定白細(xì)胞介素-6(IL-6)、白介素-10(IL-10)水平。
　　結(jié)果:
　　A組8只動(dòng)物2只死于建模時(shí)腹腔大出血，共6只存活進(jìn)入實(shí)驗(yàn)。B、C兩組均存活。連續(xù)掃描中在A組SNR在第4天達(dá)到最低點(diǎn)，B實(shí)驗(yàn)組S

14、NR在第3天達(dá)到最低點(diǎn)，C組實(shí)驗(yàn)兔無信號(hào)改變。A、B兩組比較血脂水平無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，IL-6水平（167±21.3）pg/ml vs（116±14.3）pg/ml P＜0.05，IL-10無差異(P＞0.05)。Avs C、B vs C(TC、TG、LDL) P＜0.01，HDL無差別。IL-6、IL-10有顯著性差異(P＜0.01)。MRA連續(xù)掃描中，管壁信噪比(Signalto Noise Ratio，SNR)在不同組

15、間存在差異(P＜0.05)。
　　結(jié)論:
　　1.USPIO通過標(biāo)記巨噬細(xì)胞引起T2WI信號(hào)下降，結(jié)合SNR峰值變化可以預(yù)測(cè)兔動(dòng)脈粥樣硬化血管整體的炎癥程度。
　　2.USPIO增強(qiáng)MRA聯(lián)合IL-6、IL-10檢測(cè)兔AS不穩(wěn)定斑塊具有可行性。
　　第二章 USPIO增強(qiáng)MRA與Gd-DTPA增強(qiáng)MRA在兔動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中的對(duì)比研究
　　目的:探討USPIO增強(qiáng)MRA與Gd-DTPA增強(qiáng)MRA在動(dòng)脈粥樣硬

16、化中的成像特點(diǎn)，比較兩者對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的檢出率。
　　對(duì)象和方法:
　　2.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象雄性新西蘭大白兔(平均體質(zhì)量1.5-2.3 kg)
　　2.2 實(shí)驗(yàn)方法
　　2.2.1 健康雄性新西蘭大白兔35只，隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組30只采用球囊導(dǎo)管損傷腹主動(dòng)結(jié)合高脂飲食的方法建立兔動(dòng)脈粥樣硬化模型。對(duì)照組5只不做干預(yù)。
　　2.2.2 12周后給予平掃、Gd-DTPA增強(qiáng)掃描、USPIO增強(qiáng)掃描。分別從實(shí)驗(yàn)組兩種

17、對(duì)比劑增強(qiáng)的圖像中各隨機(jī)挑選97幅，與病理檢查結(jié)果行對(duì)照研究比較兩者斑塊的檢出率。對(duì)照組任意取材對(duì)照。
　　結(jié)果:
　　實(shí)驗(yàn)組7只球囊損傷時(shí)意外死亡，2只死于喂養(yǎng)，1只死于實(shí)驗(yàn)麻醉，20只存活。對(duì)照組5只全部存活。制成172張病理切片，病理證實(shí)134個(gè)斑塊組織，不穩(wěn)定斑塊72個(gè)。USPIO增強(qiáng)圖像中經(jīng)病理HE證實(shí)斑塊84幅，檢出率為87.5％;釓劑增強(qiáng)圖像中HE切片證實(shí)斑塊72幅，檢出率為75％。斑塊檢查率比較χ2=3.96

18、，p=0.046。
　　結(jié)論:
　　1.USPIO增強(qiáng)MRA對(duì)斑塊的檢出率明顯高于傳統(tǒng)釓劑增強(qiáng)MRA對(duì)斑塊的檢出率。
　　2.USPIO作為新型核磁對(duì)比劑對(duì)于動(dòng)脈粥樣硬化的檢測(cè)具有明顯的優(yōu)越性。
　　全文總結(jié):
　　1.USPIO作為一種陰性的MRA對(duì)比劑通過標(biāo)記巨噬細(xì)胞引起T2WI信號(hào)下降，結(jié)合SNR峰值變化可以預(yù)測(cè)兔動(dòng)脈粥樣硬化血管整體的炎癥程度。對(duì)不穩(wěn)定斑塊的識(shí)別優(yōu)與釓劑。
　　2.USPIO有