作者：田海英，马宁，贵州省人民医院；张蓓，贵州医科大学附属医院超声中心

2022年2月，国家癌症中心最新发布的全国癌症统计数据显示，每年中国新诊断的肝癌病例达到40万例，占全球肝癌新发病例的47.6%，在所有恶性肿瘤中死亡率排名第二位。肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）占原发性肝癌的90%，早期症状隐匿，高复发、易转移，超过70%患者确诊时已处于中晚期，错过手术治疗最佳时期，预后较差。

HCC的早期诊断是临床科研工作重点关注的问题之一，迫切需要探索早期检测肝癌和开发新疗法的分子靶点。随着超声分子影像技术的进步，靶向超声造影为肝癌的诊断和治疗带来了新方法。本文对靶向超声造影在肝癌诊断和治疗中的应用进展进行综述。

1. 靶向超声造影的原理

靶向超声造影剂是指将特异性配体附着或连接到微泡表面，这些微泡可通过血液循环到达靶器官。微泡被击破后，局部释放并穿过微血管壁，通过被动靶向和主动靶向作用，使超声造影剂以更高的浓度聚集在靶组织，从而使靶组织在超声影像中得到特异性增强。与普通的造影剂相比，靶向造影剂能够穿透血管内皮进入组织间隙，使血管外的靶组织显像，能够在分子水平上识别并结合于病灶，在靶点处产生特异性的显影效果，可以增强超声对早期病变的诊断能力和特异性。

随着新型靶向超声造影剂的出现，该技术能够定性和定量地标明组织、细胞或亚细胞器中的特定分子，检测活细胞分子变化的能力，可以在目标位置的分子水平上可视化疾病过程。传统的微米级造影剂由于自身粒径的限制，仅能在血管腔内进行成像，无法穿透肿瘤的血管间隙，与血管外的肿瘤细胞直接接触，在识别血管外病变方面存在一定局限性。

而纳米级靶向超声造影剂具备更小的粒径和更强的穿透能力，能够穿透肿瘤的新生血管。通过超声波与造影剂间的相互作用及其产生的生物学效应，比如亲和素-生物素法、碳二亚胺法等，能够在其表面连接多种靶向配体，实现对肿瘤组织的选择性靶向。这些靶向造影剂可携带药物和基因等，向靶向组织转移释放，抑制和杀死癌细胞，因此成为癌症诊断与治疗研究中的一个重要热点。

2. 靶向超声造影诊断肝癌的进展

目前，超声检查是肝脏疾病最常用的成像方式，但在检测小肿瘤方面的敏感度有一定局限性。此外，由于肝脏的良、恶性病变在影像上有很大重叠，超声检查结果通常缺乏特异性。微气泡造影剂的引入以及特异性造影技术的发展，为肝脏超声检查带来了新的机遇和前景。第三代造影剂的出现为持续实时对比增强成像提供助力，有助于提高检查的接受度和重复性。对肿瘤疾病进行早期诊断和治疗可明显改善预后，研究人员均希望找到更精确的肿瘤早期诊断方式，甚至实现早期肿瘤治疗。

近年来，随着靶向超声造影剂、多功能造影剂的研究深入，超声分子影像学在肿瘤诊断中的应用也日益广泛。与用于CT和MRI成像的对比介质不同，超声造影剂可以可视化检查组织的毛细血管网，因为超声对少量的造影剂也非常敏感，甚至对单个气泡也更敏感。此外，由于超声波成像是一种实时进行的动态方法，因此可以从造影剂的流入和冲洗中推断出有关组织灌注的更多信息，从而促进肿瘤的鉴别诊断。

此外，来自微气泡的信号能够可视化显微血管中的慢流，而与彩色多普勒相关的伪影无关。微气泡可以对肿瘤血管生成进行动态成像。这种方法目前常用于诊断，特别是用于各种肝脏肿瘤的检测。由于肝脏环境的复杂性，特别是在肝硬化背景下小型肝癌很难诊断，且常被目前的成像方法忽视。Nguyen等开发了一种肿瘤“巡航导弹”，孔中含Fe3O4葡萄糖氧化酶共轭GPC3肽纳米颗粒（FGP NP）。在致癌物诱导的小鼠HCC模型中，FGP NP可用于准确诊断肝硬化背景下的肝癌，并通过动态对比增强光声成像将肝癌结节与其他异常肝结节（如肝硬化结节和坏死结节）进行区分。这种动态对比度增强的光声成像方法将复杂肝脏环境中检测肝癌的准确度提高至85.7%。

从周围静脉注射造影剂后，可以区分3个对比增强的阶段：动脉期，其中造影剂首先通过肝动脉到达肝脏；门静脉期，其中造影剂已经通过体循环并通过门静脉分支进行肝脏传播；晚期或实质期，其中造影剂在整个肝实质中缓慢分布。造影剂注射后的这3个阶段均表现出特有的增强模式。在大多数情况下，供血动脉清晰可见，肿瘤血管常以向心性的方式从外围延伸到肿瘤中心。动脉增强可能不均匀，因为肿瘤包含隔膜、不同组织分化和新形成血管之间的分流区域，有时还有坏死。由于HCC内部的循环速度很高，结节冲洗相对较快，通常从动脉阶段即开始。

3. 靶向超声造影治疗肝癌的研究进展

当感兴趣的目标区域处于超声波空化时，细胞对药物和基因的吸收增加，存在造影剂时亦是如此。微气泡不仅可以促进细胞膜中短暂孔隙的形成，这些孔隙大到足以将药物输送到细胞中，还能够作为将药物或基因负载运送到感兴趣灌注区域的载体，在这种情况下，负载必须在超声波的帮助下释放。细胞膜的短暂渗透和再密封称为超声波空化。部分研究报告了超声波诱导的细胞对分子量在10 kDa~3 MDa的标记吸收，Schlicher等的研究表明，超声诱导的空化效应促进了直径高达56 nm大分子的细胞吸收。

即使是直径为100 nm的固体球体，也借助超声波空化成功交付。这表明药物大小不是细胞内吸收的限制因素。然而，孔隙打开时间可能非常短，如果要有效地内化药物，当发生孔化时，药物应该在细胞膜附近释放。超声微泡介导的空化效应同样可增加急性缺血组织的微循环血流灌注，从而增加辐照区域的局部血流。超声波空化在细胞药物与基因吸收以及急性缺血组织治疗方面具有巨大潜力，微气泡在其中扮演关键角色，它既能助力药物进入细胞，又可以改善缺血组织血流灌注，尽管药物大小并非吸收限制因素，但需把握孔隙开启瞬间使药物在膜附近释放以达最佳效果，此技术有望为生物医学领域药物输送与疾病治疗开辟新路径、带来新突破。

3.1 携带药物的超声造影剂在治疗肝癌中的应用

除了将超声造影剂与治疗剂混合外，研究者们还提出几种将微泡与治疗负荷相结合的方案。Tinkov等区分了以下7种微气泡结构类别的药物输送：①附着在外壳表面上；②单层磷脂之间的插入；③在油层中结合；④形成颗粒较小的复合物（次要载体）；⑤聚合物层的物理封装和生物相容材料涂层；⑥蛋白质壳微泡的表面负荷；⑦蛋白质壳微泡的整个体积负荷。在吸收期间，通过破坏微气泡外壳，这些药物将在感兴趣区进行定点释放。由微泡介导的超声靶向微泡破坏技术可实现靶向递送和肿瘤抑制。高效的药物递送是肿瘤治疗的关键。

申洪远等使用精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸环肽修饰的纳米粒研究其在小鼠乳腺癌细胞中的靶向性及超声成像，靶向定位释药潜能且可显影的纳米级载体，可为临床乳腺癌化疗及靶向治疗提供新思路；朱蕾蕾等利用载舒尼替尼的多聚体微泡实现超声介导的靶向药物运输实验研究。其研究还发现超声在药物输送方面具有三大优势：首先，能够导致载药物的多聚体微泡破裂，从而减小其体积；其次，微泡破裂产生的空穴效应可以瞬间提高该区域内细胞膜的通透性；最后，声学作用力增强了载药多聚体微泡与细胞间的相互作用。

谭妍迪等使用微泡作为载体，成功制备载Ce6纳米脂质微泡，超声靶向微泡破坏技术协同Ce6介导的声动力疗法，不仅能够增加Ce6在肿瘤部位的浓度，而且可有效协同提高Ce6的生动力疗法抗肿瘤作用，从而有效治疗小鼠肝癌移植瘤。Helbert 等将血管内皮细胞生长因子受体2（VEGFR-2）靶向超声造影剂用于HCC小鼠模型中索拉非尼反应的早期评估，观察到使用VEGFR-2靶向MB造影剂（BR55）的超声分子成像有可能监测异种移植肝癌模型中对抗血管生成药物的治疗反应。

3.2 携带基因的超声造影剂在治疗肝癌中的应用

Deng等测试FGP NPs在肝硬化背景下治疗小肝癌的效果，证实FGP NPs的Fe3O4-GOD成分对小型肝癌产生治疗作用，而肽部分增强了这种治疗效果。其还监测了每组异种移植小鼠的存活率、体重和病理。结果表明FGP NPs可以促进肿瘤细胞凋亡，从而选择性地消灭肿瘤组织，显著延长了小鼠存活时间。

Zhou等和Han等研究Glypican-3（GPC-3）相关结构、功能和生物学的知识，它是一种锚定在细胞膜上的胎儿蛋白聚糖，通常可在胎儿肝脏中检测到，在健康的成人肝脏中未检出。在肝癌患者中，GPC-3在基因和蛋白质层面均表现出过度表达，其表达水平与不良预后相关。上述研究指出，GPC-3通过与Wnt信号蛋白和生长因子等分子结合，在HCC的进展中发挥重要作用。此外，GPC-3还被用作肝癌分子成像和治疗干预的目标。

研究者开发了一个简单的2D成像探针，该探针基于GPC-3和2D MoS2的荧光肽配体之间的超分子组装。对GPC-3具有最小的背景荧光和高结合亲和力的探针能够敏感和选择性地成像肝癌细胞和正常细胞系过度表达GPC-3。

谭妍迪等成功构建超声介导载sPD-1和miR-206基因的纳米微泡，同时构建H22 HCC皮下移植瘤小鼠模型，证实其通过调节多种凋亡基因和蛋白表达，可协同抑制小鼠H22肝癌皮下移植瘤生长。随着材料科学、药剂学、超声技术等多学科的不断发展与交叉融合，携带药物或基因的超声造影剂有望在肝癌治疗领域取得更大突破，为肝癌患者带来更安全、高效、个性化的治疗方案，显著改善肝癌患者的治疗效果与生存质量。

来源：田海英,马宁,张蓓.靶向超声造影在肝癌诊断与治疗中的研究进展[J].中国医学影像学杂志,2025,33(02):221-224.

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