超氧超順氧化鐵增強MRA與釓劑增強MRA在兔動脈粥樣硬化斑塊中的對比研究.pdf

1、心血管疾病已經(jīng)成為現(xiàn)代社會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)心血管疾病都與動脈粥樣硬化存在直接關(guān)系。公認的脂質(zhì)浸潤學說、血栓形成學說和損傷炎癥反應學說也未能完全闡述動脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展?，F(xiàn)代觀點認為動脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展涉及到先天和后天的適應免疫機制的一種慢性炎癥反應。誘發(fā)介導血管內(nèi)的炎癥機制包括:直接機制一血管內(nèi)皮細胞在脂質(zhì)沉積、異常脂蛋白微粒、細菌和病毒的刺激下發(fā)生血管內(nèi)膜炎癥反應導致動脈粥樣硬化斑塊的出現(xiàn)

2、和進展;間接機制—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產(chǎn)生的細胞因子和炎性因子，進入血液循環(huán)激活炎性細胞與脂蛋白膽固醇形成交叉反應形成自身抗體導致斑塊的形成和發(fā)展。動脈粥樣硬化不穩(wěn)定斑塊破裂、出血或斑塊表面潰瘍誘發(fā)血栓形成等是導致急性冠脈綜合征的主要原因，常可導致心肌梗死、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)斑斑塊并對其進行及時的干預治療。對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別不穩(wěn)定斑塊。開發(fā)非侵入性檢測方法早期預警不穩(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，很難明確機體炎癥反應的具體部位，因此單靠抽血監(jiān)測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。研究表明巨噬細胞聚集越多，動脈粥樣硬化斑塊越不穩(wěn)定、越易破裂。利用這一特征，近年來影像學的巨大進步為動脈粥樣硬化的斑塊的檢測提供了新途徑。近十年來圍繞不穩(wěn)定斑塊的影像學檢測也隨之成為了各國科學家研究的熱點，從總體上來說主要分為兩大類，一類為無創(chuàng)方法如:多層螺旋計算機斷層成像(Multi-slice SpiralComputed Tomograp

5、hy，MSCT)、電子束計算機斷層成像(Electron BeamComputed Tomography，EBCT)、正電子發(fā)射計算機斷層成像(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)、光學相干斷層成像(Optical Coherence Tomography，OCT)、拉曼光譜學檢查(Raman Speetroscopy，RS)，冠狀動脈內(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，又具有類似CT等計算機重建圖像的能力，憑借其多序列多參數(shù)等天然優(yōu)勢有望成為檢測不穩(wěn)定斑塊的重要途徑，而且還可以對心臟形態(tài)、功能、心肌灌注、血管造影及分子顯像等進行一站式檢查。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。CE-MRA的對比劑主要有兩類:一類是以釓為基礎(chǔ)的順磁性對比劑，其多個釓未成對電子自旋產(chǎn)生的局部磁場能縮短鄰近水分子中氫質(zhì)子

8、的弛豫時間，主要表現(xiàn)為縮短T1，增強造影劑鄰近區(qū)域的信號，提高影像的對比度。能產(chǎn)生T1陽性信號對比;另一類為利用氧化鐵的超順磁性對比劑能產(chǎn)生強烈的T2陰性信號對比。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)巨噬細胞識別、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、效應可引起組織中局部磁場不均勻，使水分子彌散穿過不均勻磁場時，加速質(zhì)子的失相位，同時使組織的橫向馳豫時間(T2)及縱向馳豫時間(T1)縮短，因而可在MRA圖像上觀察到相應的T1、T2信號改變。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MRAI信號，對T2影響較小。注射后即迅速通過細胞間隙，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，對人體細胞傷害頗大，尤其是會造成腎源性纖維化。USPIO則不同，鐵是人體正常微量元素成分，只有當人體內(nèi)鐵的含量嚴重超標時，才會產(chǎn)生毒性問題。釓劑在當血管內(nèi)皮的完整性受到破壞，可通過裂隙進入內(nèi)皮下，增強造影劑鄰近區(qū)域的信號提高影像的對比度，內(nèi)皮損傷越重信號越強。USPIO可以被巨噬細胞吞噬，巨噬細胞越多信號越強。本研究利用新西蘭大白兔動脈粥樣硬化模型，初步探討兩類對比劑增強MRA在檢測兔動脈粥樣硬化斑塊中的作用，

11、為臨床無創(chuàng)性的評價不穩(wěn)定斑塊提供理論支持。
　　第一章超氧超順磁性氧化鐵增強MRA聯(lián)合炎癥因子檢測兔動脈粥樣硬化不穩(wěn)定斑塊的實驗研究
　　目的:研究探討超氧超順磁性氧化鐵(ultrasmall superparamagnetic ironoxide，USPIO)增強MRA聯(lián)合IL-6及IL-10檢測兔動脈粥樣硬化不穩(wěn)定斑塊的可行性及價值。
　　對象和方法:
　　1.1 實驗對象:雄性新西蘭大白兔(平均體質(zhì)量1.5

12、-2.3 kg)
　　1.2 實驗方法:
　　1.2.1 健康雄性新西蘭大白兔24只，隨機分為實驗組16只，對照組8只。實驗組分為兩個亞組A組采用球囊導管損傷主動脈內(nèi)膜結(jié)合高脂飲食的方法建立兔動脈粥樣硬化模型，B組采用高脂飼養(yǎng)，對照組C不做干預。
　　1.2.2 12周后所有實驗動物給予平掃、USPIO增強掃描，觀察USPIO增強前后AS斑塊MRA信號表現(xiàn)，及管壁信噪比。并與病理檢查結(jié)果行對照研究。
　　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，采用酶法由全自動生化儀進行測定血脂: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法測定白細胞介素-6(IL-6)、白介素-10(IL-10)水平。
　　結(jié)果:
　　A組8只動物2只死于建模時腹腔大出血，共6只存活進入實驗。B、C兩組均存活。連續(xù)掃描中在A組SNR在第4天達到最低點，B實驗組S

14、NR在第3天達到最低點，C組實驗兔無信號改變。A、B兩組比較血脂水平無統(tǒng)計學意義(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通過標記巨噬細胞引起T2WI信號下降，結(jié)合SNR峰值變化可以預測兔動脈粥樣硬化血管整體的炎癥程度。
　　2.USPIO增強MRA聯(lián)合IL-6、IL-10檢測兔AS不穩(wěn)定斑塊具有可行性。
　　第二章 USPIO增強MRA與Gd-DTPA增強MRA在兔動脈粥樣硬化斑塊中的對比研究
　　目的:探討USPIO增強MRA與Gd-DTPA增強MRA在動脈粥樣硬

16、化中的成像特點，比較兩者對動脈粥樣硬化斑塊的檢出率。
　　對象和方法:
　　2.1 實驗對象雄性新西蘭大白兔(平均體質(zhì)量1.5-2.3 kg)
　　2.2 實驗方法
　　2.2.1 健康雄性新西蘭大白兔35只，隨機分為實驗組30只采用球囊導管損傷腹主動結(jié)合高脂飲食的方法建立兔動脈粥樣硬化模型。對照組5只不做干預。
　　2.2.2 12周后給予平掃、Gd-DTPA增強掃描、USPIO增強掃描。分別從實驗組兩種

17、對比劑增強的圖像中各隨機挑選97幅，與病理檢查結(jié)果行對照研究比較兩者斑塊的檢出率。對照組任意取材對照。
　　結(jié)果:
　　實驗組7只球囊損傷時意外死亡，2只死于喂養(yǎng)，1只死于實驗麻醉，20只存活。對照組5只全部存活。制成172張病理切片，病理證實134個斑塊組織，不穩(wěn)定斑塊72個。USPIO增強圖像中經(jīng)病理HE證實斑塊84幅，檢出率為87.5％;釓劑增強圖像中HE切片證實斑塊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MRA對斑塊的檢出率明顯高于傳統(tǒng)釓劑增強MRA對斑塊的檢出率。
　　2.USPIO作為新型核磁對比劑對于動脈粥樣硬化的檢測具有明顯的優(yōu)越性。
　　全文總結(jié):
　　1.USPIO作為一種陰性的MRA對比劑通過標記巨噬細胞引起T2WI信號下降，結(jié)合SNR峰值變化可以預測兔動脈粥樣硬化血管整體的炎癥程度。對不穩(wěn)定斑塊的識別優(yōu)與釓劑。
　　2.USPIO有