近年來，血栓類疾病的致死率居高不下，嚴(yán)重威脅著人類健康。同時，血栓臨床治療的時效性顯著影響患者的治愈率及預(yù)后生活質(zhì)量。因此，精準(zhǔn)診斷早期血栓至關(guān)重要。目前常用于血栓診斷的生物成像技術(shù)包括磁共振成像(MRI)、計算機斷層掃描成像(Computed Tomography，CT)、熒光成像、光聲成像等。然而，當(dāng)前的成像策略缺乏高靈敏度和強特異性，難以在形成初期精準(zhǔn)診斷血栓。因此，提高成像的分辨率和精準(zhǔn)度，實現(xiàn)連續(xù)性和實時性生物成像，逐漸成為醫(yī)生和研究人員追求的目標(biāo)。

       1、磁共振成像( magnetic resonance imaging，MRI)

       MRI 在醫(yī)學(xué)研究、臨床診斷中是一個不可或缺的強大工具。伴隨著造影劑的進一步研究與發(fā)展，MRI 在血栓成像方面彰顯出非凡的潛力，其中以氧化鐵和釓( Gd) 基材料最 具代表。氧化鐵納米粒是 T1 或 T2 加權(quán) MRI 制劑，其在相對較低的濃度和亞毫米區(qū)域也能夠被檢測到。該納米粒通過靶向?qū)ζ渚哂刑禺愋缘纳飿?biāo)志物，如活化的血小板，已被廣泛研究用于血栓形成的分子成像。Gd 基材料是典型的 T1 加權(quán) MRI 試劑，足夠強度的 T1 縮短效應(yīng)可以在斑塊/血栓(明亮)與周圍組織和血液(深色) 之間產(chǎn)生清晰的對比，故而其在血管斑塊或血栓形成的成像中存在顯著優(yōu)勢。

       磁性納米體系因其獨有特性而被作為 MRI 造影對比劑。研究證實，褐藻糖膠能與活化血小板表面的P-選擇素特異性結(jié)合。將褐藻糖膠與超小型順磁氧化鐵(ultrasmall superparamagnetic iron oxide，USPIO) 納米顆粒( nanoparticles，NPs) 偶聯(lián)，可獲得彈性蛋白酶誘導(dǎo)大鼠腎下主動脈血栓模型的血栓病灶MRI。將能與血小板表面糖蛋白Ⅱb /Ⅲa 特異性結(jié)合的精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸環(huán)肽( cyclic arginine-glycine-aspartate，cRGD) 偶聯(lián)到聚乳酸-羥基乙酸共聚物［poly ( lactic-co-glycolic acid) ，PLGA］修飾過的四氧化三鐵( Fe3O4) -NPs 上，可實現(xiàn)大鼠腹主動脈血栓造影成像。將可剝離的釓( Gd) 層用能被凝血酶特異性裂解的短段( ThrPep)偶聯(lián)到氧化鐵納米表面，并進一步用纖維蛋白結(jié)合肽修飾納米結(jié)構(gòu)，可得到血栓 MRI 多功能納米傳感器。該體系能夠依據(jù)血栓形成時間及病灶凝血酶含量而特異性釋放Gd，從而呈現(xiàn) MRI 中 T1、T2 造影信號的切換，實現(xiàn)血栓類型的準(zhǔn)確診斷。通過“點擊反應(yīng)”能與血小板表面糖蛋白Ⅱb /Ⅲa 特異性結(jié)合的單鏈抗體偶聯(lián)到表面修飾有化學(xué)熒光基團的 NaGdF4-NPs 上，證實該結(jié)構(gòu)具有優(yōu)異的生物相容性，能快速靶向富集到活化血小板，實現(xiàn)血栓MRI和熒光雙模成像。

       2、CT

       臨床上，CT 難以區(qū)分血栓結(jié)構(gòu)及循環(huán)系統(tǒng)中的血液組分，因此無法實現(xiàn)精準(zhǔn)診斷。一些含有高Z元素的組分，包括金( Au)、鉍( Bi)、鋯( Zr)、碘( I) 等具有很強的X 射線吸收能力， 可作為 CT 成像造影劑。乙二醇殼聚糖修飾的 Au( GC-Au) NPs可聚集在血栓部位增強病灶 CT 造影信號。纖維蛋白結(jié)合肽進一步修飾 GC-AuNPs 表面可得到功能化fib-GC-AuNPs， 研究結(jié)果表明，與非靶向的殼聚糖-金納米粒( GC-Au NPs) 相比較，該靶向納米粒( fib-GC-Au NPs) 能夠在血栓部位高效蓄積。同時，在原位血栓形成、栓塞性梗死和治療性溶栓的體內(nèi)外模型中也證明了該靶向制劑的優(yōu)越性。此外，使用 fib-GC-Au NPs 的 CT 成像可量化腦部栓塊大小、實時監(jiān)測組織型纖溶酶原激活劑( tissue type-plasminogen activator，rt-PA) 的溶栓效果。而且該成像納米粒起效時間極快，靜脈注射 fib-GC-Au NPs 5 分鐘后，即可利用 CT 獲得滿意的成像效果。有學(xué)者設(shè)計了凝血酶響應(yīng)的近紅外熒光和 CT 雙模成像分子探針( TAP-SiO2 @ AuNPs)，其在血栓病灶富集后能特異性地提供近紅外熒光/CT 雙重造影信號，從而實現(xiàn)早期血栓精準(zhǔn)診斷。將能夠特異性靶向纖維蛋白原的適配子分別與I-NPs及Au-NPs 偶聯(lián)得到 I-FA 和 FA-AuNPs 兩種靶向分子探針，兩者均可在血栓處富集并增強病灶 CT 成像效果，而 FA-AuNPs 主要富集在血栓表面，I-FA 能夠滲透進入血栓內(nèi)部，從而提供整個血栓區(qū)域的 CT 造影信號，這可能是由于不同粒徑及形貌特征 I-NPs 及 Au-NPs對 NPs 擴散性的影響所致。

       3、超聲及光聲成像

       超聲因快速(實時監(jiān)測)、安全(非侵襲、無放射)、廉價等優(yōu)點被視為臨床疾病診斷的首選輔助檢查。但血管內(nèi)循環(huán)組分，如紅細胞、血小板等具有較高的超聲背景信號，極大地限制了血栓病灶的準(zhǔn)確診斷。研究發(fā)現(xiàn)，微氣泡能顯著增強超聲造影信號，可將能與血栓特異性靶向結(jié)合的分子修飾到微氣泡表面，有望克服血流剪切力，使微氣泡富集在血栓部位，從而提高病灶區(qū)域的超聲造影信號。有研究將聚合物微泡與褐藻糖膠偶聯(lián)得到褐藻糖膠微泡，證實其能在大鼠下腔靜脈血栓靶向富集并增強病灶區(qū)域的超聲造影信號。將能與活化血小板表面糖蛋白Ⅱb /Ⅲa 結(jié)合的單鏈抗體與微泡偶聯(lián)，獲得靶向微泡，并證實靶向微泡可實現(xiàn)小鼠頸動脈血栓的快速成像，并能夠?qū)崟r監(jiān)測血栓體積、評價溶栓治療效果。

       光聲成像是一種新興的生物醫(yī)學(xué)成像方式，主要通過檢測組織或造影劑吸收特定激光后產(chǎn)生的超聲信號，實現(xiàn)體內(nèi)特定區(qū)域的成像技術(shù)。利用兩性分子二萘嵌苯-3，4，9，10-四羧酸二酰亞胺( perylene-3，4，9，10-tetracarboxylic diimide，PDI) 自組裝成 NPs，并用cRGD進一步修飾可得到具有較好光聲造影性能的功能化分子探針cRGD-PDI，在小鼠模型中，cRGD-PDI 能夠依據(jù)血栓形成時間提供不同光聲信號，實現(xiàn)新老血栓的區(qū)別監(jiān)測。有研究將近紅外熒光染料 IR780 和碳酸硼芐酯共價連接至硼化麥芽糊精中，該化合物可以自組裝形成納米粒(T-FBM)。為了靶向血栓部位，研究者將纖維蛋白靶向肽DSPE-PEG-CPPRPG修飾至納米粒表面。芐基碳酸酯和IR780分別被用作 H2O2 觸發(fā)的氣泡生成部分和光吸收劑。當(dāng)納米粒到達富含 H2O2 的血栓部位時，T-FBM 經(jīng)過多次反應(yīng)后會產(chǎn)生羥基苯甲醇 ( P-hydroxybenzyl alcohol，HBA ) 和 CO2。HBA 具有抗氧化、抗炎和抗血小板活性，從而抑制血栓形成。與激光觸發(fā)的可生成微泡的納米液滴不同，T-FBM 納米?？梢栽跊]有氣體前體和激光照射的情況下顯示出明顯的光聲信號放大。即在 T-FBM 納米粒給藥后，通過光聲成像可以清楚地區(qū)分三氯化鐵( FeCl3) 引起的頸動脈損傷。將 Fe3O4-NPs、墨汁、PLGA 共同封裝入聚多巴胺納米殼中，并在其表面共修飾cRGD 和 P-選擇素特異性結(jié)合肽沒食子酸修飾的 EWVDV，獲得雙靶向功能納米體系，結(jié)果證實，雙靶向設(shè)計顯著提高了高血液剪切力下納米體系靶向結(jié)合血栓的能力，并能提供病灶區(qū)域光聲成像/MRI 造影信號。

       4、光學(xué)/熒光成像

       隨著光學(xué)納米探針的飛速發(fā)展，紫外線、可見光、紅外線、熒光等光學(xué)設(shè)備在血栓診斷領(lǐng)域的應(yīng)用引起了廣泛關(guān)注。有學(xué)者設(shè)計了一系列熒光納米金剛石顆粒( fluorescent nanodiamond particles，F(xiàn)-NDP)，隨后與Bit( Bitistatin) 偶聯(lián)形成功能化的近紅外探針 F-NDP-Bit，其能與活化血小板上的纖維蛋白原受體特異性結(jié)合，實現(xiàn)血栓的紅外成像。以介孔二氧化硅為模板，利用賴氨酸( K) 和聚谷氨酸( E) 將具有高度親水性的脯氨酸( P) 、丙氨酸( A) 和絲氨酸( S) 交聯(lián)構(gòu)成具有高度生物安全性的納米結(jié)構(gòu)PASKE，其在循環(huán)系統(tǒng)中具有較長滯留時間，且極易被溶酶體降解，與單鏈抗體和熒光染料偶聯(lián)的 PASKE 能在小鼠頸動脈血栓處靶向富集并呈現(xiàn)病灶熒光信號。首先將近紅外熒光染料 IR820 和可清除 H2O2的硼酸鹽連接至聚合物 fBAP 作為骨架，并在其表面修飾纖維蛋白靶向肽并載藥替羅非班，可得到納米探針FTIAN。在 FeCl3 誘發(fā)的動脈血栓小鼠模型中，F(xiàn)TIAN 進至血栓部位后可在此積聚，該納米粒不僅能夠產(chǎn)生強烈的熒光，并且還能提供明顯的光聲信號以實現(xiàn)實時成像。此外，該納米探針可以清除血栓周圍的活性氧( reactive oxygen species，ROS) 并結(jié)合替羅非班的抗血小板功能，發(fā)揮良好的血栓治療作用。因此，F(xiàn)TIAN 具備診斷和治療血栓的雙重潛力。盡管分子探針的發(fā)展給血栓的光學(xué)/熒光成像帶來新的機遇，但外源光線組織穿透性差等因素限制了其現(xiàn)階段的應(yīng)用，目前其僅用于檢測近表層血栓，未來近紅外二區(qū)成像的分子探針的開發(fā)將有望實現(xiàn)深層血栓的精準(zhǔn)診斷。

       5、多模態(tài)成像

       隨著分子影像技術(shù)的蓬勃發(fā)展，傳統(tǒng)的單一成像模式很可能難以獲得豐富的病變信息。因此，目前的研究主要集中在探索多模態(tài)成像方法上，例如將多種對比劑如X射線激發(fā)發(fā)光( X-rayexcited optical luminescence，XEL) 發(fā)射對比劑、近紅外熒光團或放射性標(biāo)記構(gòu)建在同一體系形成多模態(tài)組合探針，以此將不同成像技術(shù)的優(yōu)勢結(jié)合起來，達到提高病灶的分辨率及改善探測敏感性的目的。這種多模態(tài)成像模式不僅可以診斷血栓性疾病，還能夠評估血栓潛在的生物學(xué)特征，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

       有學(xué)者開發(fā)了一種凝血酶激活的閃爍納米探針，用于活體早期血栓形成的無背景XEL 成像。該研究通過染料標(biāo)記肽的改性設(shè)計了明亮的XEL發(fā)射的摻鑭閃爍體納米晶體( NCs)，構(gòu)建了納米探針。這種納米探針最初顯示XEL-off，在凝血酶特異性肽裂解時會強力開啟XEL，這歸因于染料和 NCs 之間能量轉(zhuǎn)移的合理控制。特別是，由于XEL成像具有較高的組織穿透深度和無背景特性，該策略在原位凝血酶水平升高的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了對早期血栓形成的高效XEL 成像。此外，XEL 和 MRI 功能可以集成在一起，以進一步提高成像準(zhǔn)確性和監(jiān)測血栓形成進展。

       大多數(shù)血栓性疾病患者在發(fā)病前幾乎無明顯的臨床癥狀，早期準(zhǔn)確診斷血栓性疾病能有效延長治療窗口期，為及時采取有效溶栓策略創(chuàng)造條件，從而避免后期發(fā)生危及生命的嚴(yán)重臨床事件。因此，創(chuàng)新納米技術(shù)開發(fā)靶向血栓標(biāo)志物提高病灶區(qū)域造影信號的分子影像探針的研究具有重要意義。

       參考資料

       [1]李博,楊童,劉錦,等.納米功能材料在血栓診療領(lǐng)域的研究進展[J].醫(yī)學(xué)綜述,2022,28(04):730-735.

       [2]張洪源,孫勝男,王晨,等.新型納米藥物遞送系統(tǒng)用于血栓診療的研究進展[J].沈陽藥科大學(xué)學(xué)報,2022,39(06):760-772.

       作者簡介：小米蟲，藥品質(zhì)量研究工作者，長期致力于藥品質(zhì)量研究及藥品分析方法驗證工作，現(xiàn)就職于國內(nèi)某大型藥物研發(fā)公司，從事藥品檢驗分析及分析方法驗證。