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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 ). 包括 3 个过程. 趋化 吞噬 流出. 针对炎症机理的治疗. Nature Rev. Immunol. 2010;10:36–46. 光动力治疗( Photodynamic therapy, PDT ). 作用机理.
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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) 包括3个过程 • 趋化 • 吞噬 • 流出 针对炎症机理的治疗 Nature Rev. Immunol. 2010;10:36–46
光动力治疗(Photodynamic therapy, PDT) • 作用机理 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(激发态) 生物学效应 PpIX (三线态) 1O2 单线态氧 光敏剂 荧光 能量吸收 光 照 3O2 三线态氧 PpIX (基态) • 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声动力治疗(sonodynamic therapy, SDT) 本课题组首次提出声动力治疗动脉粥样硬化斑块 • 无创、靶向、针对机理、临床应用前景 Unpublished
临床前研究需解决的问题 • ALA-PpIX在斑块中代谢与分布 • SDT对巨噬细胞凋亡的影响 • SDT对斑块中凋亡细胞清除的影响 • SDT对动脉粥样硬化斑块炎症影响 • SDT能否减小及稳定动脉粥样硬化斑块 • SDT的安全性
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In vivo: apoE-/- mouse Unpublished A B 荧光成像检测证实ALA-PpIX 选择性聚集在小鼠颈动脉粥样硬化斑块中(A,蓝圈)。免疫荧光检测证实ALA-PpIX蓄积在斑块巨噬细胞中(B,箭头)
In vitro: THP-1 macrophage A 激光共聚焦显示ALA-PpIX 聚集在巨噬细胞的线粒体中(A),荧光光谱仪检测证实给药后6小时,线粒体中PpIX达到高峰(B) B Unpublished
A Unpublished 实时荧光监测装置(A),当超声强度达到600mVpp (0.5W/cm2)时,细胞内ROS明显升高(B);ROS能被1O2抑制剂NaN3抑制(C) B C DCFH-DA
A D B 利用细胞声动力治疗装置(A),证实SDT 促进巨噬细胞线粒体中细胞色素C的释放,增加胞浆中caspase-9,3的表达(B),诱导细胞凋亡(C),且细胞凋亡能被caspase抑制剂zVAD-fmk抑制(D) C Unpublished
B A Unpublished SDT诱导apoE-/-小鼠斑块巨噬细胞凋亡(B),6小时凋亡达高峰(C) C
SDT增加兔股动脉粥样硬化斑块凋亡细胞及caspase-3表达SDT增加兔股动脉粥样硬化斑块凋亡细胞及caspase-3表达 Unpublished
SDT增加apoE-/-小鼠动脉粥样硬化斑块中单核细胞的趋化(A)及凋亡细胞的吞噬(B),即促进有效吞噬SDT增加apoE-/-小鼠动脉粥样硬化斑块中单核细胞的趋化(A)及凋亡细胞的吞噬(B),即促进有效吞噬 A B Unpublished
C A 利用transwell实验(A)及荧光素酶检测,体外证实SDT诱导巨噬细胞caspase依赖的ATP的释放(B),趋化单核细胞(C) B Unpublished
4、声动力治疗对动脉粥样硬化斑块炎症的影响4、声动力治疗对动脉粥样硬化斑块炎症的影响
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Unpublished
ALA-SDT减小apoE-/-小鼠血清中促炎因子TNF-a的表达; ALA-SDT体外减小THP-1巨噬细胞促炎因子TNF-a及IL-6B表达,而对抗炎因子TGF-β、IL-10的表达无明显影响 Unpublished
5、声动力治疗能否减小及稳定动脉粥样硬化斑块5、声动力治疗能否减小及稳定动脉粥样硬化斑块
Unpublished 参数优化 15分钟的声动力治疗获得最佳的减小斑块及巨噬细胞含量的作用
Unpublished 参数优化 1.5W/cm2超声强度的声动力治疗获得最佳的减小斑块及巨噬细胞含量作用
Unpublished 参数优化 体外ALA浓度及超声处理时间合适时,细胞凋亡坏死比达到最大
SDT稳定斑块 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
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) A B Unpublished
长期疗效评价 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 Unpublished
B SDT抑制斑块进展 A 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
B Unpublished SDT减小动脉狭窄率 A C 90%
A 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 B1 B2 Unpublished
B A C1 C2 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
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 ……