心血管重塑相关疾病教育部重点实验室

您所在的位置: 首页 >>科学研究 >>科研进展 > 正文

科学研究

科研进展

2015:心血管重塑相关疾病研究阶段性进展——心血管重塑相关疾病的分子影像学研究

发布时间:2016-01-12 17:33:53
字号:
+-14
浏览次数:

1.心血管重塑疾病的磁共振诊断研究

范占明教授带领的团队开展了氧化铁分子探针磁共振成像对心肌纤维化的早期诊断研究,获得北京市科委专项课题资助。

心衰是多种心血管疾病终末阶段的一种表现,其最重要的组织学特征表现为心肌纤维化,即纤维组织取代正常心肌细胞,导致心功能降低。心肌纤维化已经被公认为是心脏主要不良事件的独立预测指标。目前的心衰治疗指南尚未有基于心室壁组织构成的针对性治疗方案,这种缺陷可能导致心衰治疗时不能选择最佳治疗时机进行干预,心肌纤维化过程持续进展,心功能不断下降,从而引起死亡率的升高。缺失针对性治疗方案的一个重要原因在于缺乏准确有效的检查手段来精确显示心肌纤维化病变的进展阶段。

心肌纤维化根据不同的心肌病变过程可以分为三类。第一类是反应性间质纤维化,特点为纤维组织弥漫性增生,以血管周围间隙为主。第二类是浸润型间质纤维化,特点为不可降解的蛋白和鞘糖脂逐渐沉积于心肌间质,多见于淀粉样变性及Anderson-Fabry病。第三类为替代性纤维化,继发于心肌梗死后,主要为Ⅰ型胶原引发的心肌纤维化。一旦心脏细胞的完整性受到破坏,便开始出现替代性纤维化,此种纤维化可呈局限性分布,也可呈弥漫性分布。反应性纤维化和浸润性纤维化最终均发展为替代性纤维化,此时心肌细胞已经坏死或者凋亡。如果可以早期诊断心肌纤维化,在不可逆损伤发生以前,尽早评估疾病,区分类型干预治疗,可降低治疗难度,因而心脏纤维化过程的早期精确诊断意义重大。

现阶段心脏疾病临床常用的影像学检测方法包括超声心动图、冠状动脉CTA、冠状动脉造影、PET和心脏磁共振等。其中超声心动图主要在于观察心脏的功能,冠状动脉CTA和冠状动脉造影主要用于观察冠状动脉的狭窄情况,它们均不能反映心肌组织结构的改变;PET虽然能够判断存活心肌,但由于其较低的分辨率及昂贵的价格,现阶段无法作为常规手段应用于日常诊疗中。心脏磁共振由于有良好的空间和时间分辨率,已经作为评价心脏形态和功能的金标准,同时也能够评价心肌微循环灌注及存活心肌。心脏磁共振成像最独特的价值在于能够观察到心肌纤维化,从而反映心脏病变的进程。

目前心脏磁共振对于心肌纤维化的成像基于两种显像方式,一种是延迟强化,一种是T1图谱,两种显像均使用钆系对比剂,尚不足以在更加早期的阶段发现心肌纤维化。基因超顺磁性氧化铁分子探针给我们提供了这样一种可能性,这类显影剂能够在细胞、分子层面显像,从而能够在纤维化的早期提供影像学的证据,为早期治疗提供可能。

范教授团队合成了超顺磁性氧化铁纳米颗粒,并偶联靶向分子,进行物理化学性质的表征,磁性能优于商售的造影剂如FeridexR,ResovistR,进行了氧化铁纳米颗粒在细胞水平的毒性以及细胞吞噬验证。

2015122853.jpg

高温共沉淀法合成超顺磁性氧化铁纳米颗粒,尺寸在12 nm

2015122856.jpg

合成的超顺磁性氧化铁纳米颗粒磁性能较好,体外成像效果显著

2015122857.jpg

合成的超顺磁性氧化铁纳米颗粒细胞毒性低,可靶向巨噬细胞

2015122858.jpg

实现实验室级别的小规模生产超顺磁性氧化铁纳米颗粒造影剂

利用建立的心肌梗死、缺血再灌注损伤、心肌炎、高血压大鼠模型,进行7T磁共振成像仪,比较注射造影剂前后的动物成像,建立疾病诊断标准。并申报专利"一种超顺磁性纳米颗粒及其制备方法和应用"。

2015122859.jpg

不注射对比剂与注射对比剂24小时后成像比较

2.胎儿心脏病超声诊断研究

何怡华教授带领的团队主要研究方向是胎儿心脏畸形产前超声诊断及分子病因学研究。先天性心脏病是儿童的第一杀手,是最严重的出生缺陷,发病率为千分之6-14。我国目前现存先心病患儿150万,并且每年以20万病例递增,给家庭和社会带来沉重负担。先天性心脏病由于围产期管理等因素在贫困地区相对高发,同时在中国大的心脏中心相对较匮乏,这批患者得到及时的手术矫治不仅费用相对昂贵,而且很难获得合理的医疗资源,所以先心病的防治重在产前诊断。胎儿心脏畸形正确全面的产前诊断可以指导合理的围产期管理、及时转运、有效救治,降低致死性先天性心脏病的出生率、改善预后、提高远期疗效及出生人口素质,国家政策也在不同的角度提倡多发病的预防及产前诊断。目前产前诊断唯一有效的手段是胎儿心脏超声。

何怡华教授带领的团队在胎儿心脏超声方面具有丰富的临床资源,年临床工作量3000例,超过美国费城儿童医院;建立了病源资料完整数据库2000例;通过尸检、产后随诊与产前超声心动图对照准确率达98.6%。在这些基础之上,何怡华教授带领的团队还着力于建立胎儿心脏畸形产前诊断远程医疗网络平台,该项目得到了"十二五"国家科技计划的支持。平台工程框架主要分为三块:筛查终端操作平台:获取超声图像及临床资料、专家操作平台:提取图像和病例资料进行会诊、服务器:存储处理图像,中间通过网络连接,传输图像。网络管理模式采用三级立体筛查、诊断、会诊模式,筛查为金子塔底,大范围覆盖,逐级分流,最终到达会诊中心,使得广覆盖的前提下,合理分配医疗资源,使得相应的患者得到相应的治疗。医疗流程的技术路线如下:产筛患者在基层医院通过初筛,将怀疑有问题的胎儿心脏病患者通过规范化操作获取的超声影像数据及临床资料上传,在诊断平台对简单病例进行诊断及处理,复杂疾病进一步上传到会诊中心,会诊中心做出明确细化分层诊断,与相关科室共同出具危险评估、提供围产管理、生后转运救治方案,并与小儿心脏科临床网络对接,推动三级预防,另一方面,收集引产胎儿标本,把所得数据及标本收入数据库,与杜杰教授合作正在开展分子病因学研究

2015122860.jpg

2015122861.jpg

分享到: