一种超声与磁共振双模态靶向纳米粒造影剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及分子影像学和超声造影技术领域，具体涉及一种超声与磁共振双模态靶向纳米粒造影剂，其包括脂质外壳和包埋在该脂质外壳内的全氟辛溴烷核心，该脂质外壳外表面连接有抗目的蛋白单克隆抗体。全氟辛溴烷是发挥超声与磁共振造影功能的成分，抗目的蛋白单克隆抗体是起到使该造影剂靶向目标组织或病灶的作用的成分，全氟辛溴烷纳米粒和抗目的蛋白单克隆抗体相得益彰，更容易靶向目标组织或病灶，在达到目标组织或病灶处集中后，又增强了超声显影信号和磁共振显影信号，实现对目标组织或病灶的超声与磁共振双模态显影。尤其是采用抗CCR2单克隆抗体作为抗目的蛋白单克隆抗体，可用于监测心肌缺血再灌注损伤。

A Dual-mode Targeted Nanoparticle Contrast Agent for Ultrasound and Magnetic Resonance and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种超声与磁共振双模态靶向纳米粒造影剂及其制备方法
本专利技术涉及分子影像学和超声造影
，具体涉及一种超声与磁共振双模态靶向纳米粒造影剂及其制备方法，该靶向纳米粒造影剂尤其可用于监测心肌缺血再灌注损伤。
技术介绍
在超声分子成像方面，国内外已有不少鼓舞人心的研究成果。然而，传统的造影剂在应用于靶向超声造影时尚存在如下一些问题：传统的超声造影剂是以氟碳气体为核心的微泡，由于微泡粒径达微米级，相对较大，微泡很难穿越血管内皮屏障；抗声压能力较差，在体内循环中半衰期较短，难以满足靶向显影时需要一定靶向结合时间并反复观察的要求；造影时外周循环中游离状态的微泡形成的背景信号较强，减低了靶向显影增强的“信噪比”；不能实现超声/磁共振多模态造影，无法满足临床多种影像方法综合成像的需求。纳米材料及生物技术的发展使分子影像学有了质的飞跃。研究发现，以液态氟碳为芯材制备的脂质微球粒径可达纳米级(SeoM,WilliamsR,MatsuuraN.Sizereductionofcosolvent-infusedmicrobubblestoformacousticallyresponsivemonodisperseperfluorocarbonnanodroplets.LabChip.2015；15:3581-3590)，可有效地提高造影剂的组织穿透力及靶向效率。而且，液态氟碳微粒具有与传统微泡型造影剂截然不同的声学显影模态，即游离状态的造影剂颗粒产生的声反射信号非常微弱，只有当其靶向至目标细胞并在其周围聚集之后，才产生明显增强的声散射现象，这将极大地提高靶向造影时在图像上识别靶细胞的信噪比(XuX,SongR,HeM,PengC,YuM,HouY,QiuH,ZouR,YaoS.AMicrofluidicproductionofnanoscaleperfluorocarbondropletsasliquidcontrastagentsforultrasoundimaging.LabChip.2017；17:3504-3513)。然而，现有的液态氟碳多用于单模态的超声造影，尚未见有应用其实现超声/磁共振双模态造影的报道。在世界范围内，缺血性心脏病是导致心脏衰竭进而引起死亡的主要原因，严重危害人类健康。目前临床上通过溶栓、冠状动脉旁路移植术及经皮冠状动脉支架植入术等措施，可以疏通狭窄甚至闭塞的冠状动脉管腔，从而改善甚至恢复心肌的血流灌注。然而，心肌缺血一定时间后再恢复血流灌注，心肌细胞的功能代谢障碍及结构破坏不但未减轻反而加重，这种血液再灌注后缺血性损伤进一步加重的现象称为缺血再灌注损伤，进而可导致恶性心律失常发生、左心室收缩力减弱、心脏衰竭甚至死亡。准确监测心肌缺血再灌注损伤进而采取相应临床干预措施，对于降低缺血性心脏病患者死亡率、提高患者生存质量起到至关重要的作用。目前，临床上尚无有效观察心肌缺血再灌注损伤的影像学方法，心肌灌注显像、心肌代谢显像、介入性超声显像和磁共振成像技术等均存在一定局限性，在临床上尚未获得一致性认可。因此，研究一种实时而准确监测心肌缺血再灌注损伤的影像学方法以便为临床干预决策及治疗效果评估提供关键性信息，是至关重要的。研究表明，炎症在心肌缺血再灌注损伤中起着非常重要的作用。心肌缺血后除梗死心肌外，仍存在存活的心肌细胞，包括顿抑心肌和冬眠心肌。存活心肌表现出一种相对持久的功能变化，引起可逆性左室功能改变。动物心肌缺血模型中显示，恢复血流灌注后，顿抑心肌及冬眠心肌节段均存在着强烈的动态性炎症反应(ThindGS,AgrawalPR,HirshB,SaravolatzL,Chen-ScarabelliC,NarulaJ,ScarabelliTM.Mechanismsofmyocardialischemia-reperfusioninjuryandthecytoprotectiveroleofminocycline:scopeandlimitations.FutureCardiol.2015；11:61-76)。这种炎症反应以单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)显著高表达以及持续的单核细胞为主的白细胞浸润为特征。MCP-1是强有力的单核细胞趋化诱导物和激活因子，属于C-C亚族(β亚族)成员。研究表明，在心肌缺血性损伤时，受损的心肌细胞和微血管内皮细胞分泌MCP-1的水平显著上调(BaeS,ParkM,KangC,DilmenS,KangTH,KangDG,KeQ,LeeSU,LeeD,KangPM.HydrogenPeroxide-ResponsiveNanoparticleReducesMyocardialIschemia/ReperfusionInjury.JAmHeartAssoc.2016；5:e003697)。CC类趋化因子受体2(CCR2)是MCP-1的特异性受体，属G蛋白偶联受体，有七个富含疏水氨基酸的“螺旋穿膜区”结构。研究表明，发生心肌缺血再灌注损伤时，受损的心肌细胞和微血管内皮细胞CCR2的表达水平明显升高，而当受损的心肌细胞最终发展至不可逆性损伤即坏死时，激活的炎症反应则趋于缓和，白细胞趋化减少，炎症因子合成降低(MajmudarMD,KeliherEJ,HeidtT,etal.Monocyte-directedRNAitargetingCCR2improvesinfarcthealinginatherosclerosis-pronemice.Circulation.2013；127(20):2038-2046)。基于这些理论，我们推断CCR2可以作为识别及监测心肌缺血再灌注损伤的理想靶点。在心脏疾病的诊断中，超声、磁共振、CT等各种显影技术在空间分辨率，时间分辨率等方面各具优势，联合使用可以互为补充为临床提供更为准确和丰富的诊断信息。因此，多模态显影已成为临床诊断心脏疾病的需求和趋势。本专利技术人着眼于严重危害人类健康的缺血性心脏病，尝试制备一种特异性识别心肌缺血-再灌注损伤的靶向造影剂，实现超声/磁共振双模态显影，为临床监测心肌缺血再灌注损伤提供更为丰富全面，更具诊断价值的信息。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的超声造影剂的不足，而提出一种超声与磁共振双模态靶向纳米粒造影剂，该造影剂可以靶向递送到目标组织或病灶，并且可以实现超声与磁共振双模态造影，尤其可用于监测心肌组织的缺血再灌注损伤。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：在第一方面，本专利技术提供一种超声与磁共振双模态靶向纳米粒造影剂，该靶向纳米粒造影剂包括脂质外壳和包埋在该脂质外壳内的全氟辛溴烷核心，该脂质外壳外表面连接有抗目的蛋白单克隆抗体。在本专利技术第一方面的超声与磁共振双模态靶向纳米粒造影剂中，全氟辛溴烷是发挥超声与磁共振造影功能的成分，抗目的蛋白单克隆抗体是起到使该造影剂靶向目标组织或病灶的作用的成分。在本专利技术第一方面的具体实施方案中，该脂质外壳包含二硬脂酸磷酯酰胆碱、二硬脂酸磷酯酰乙醇胺-聚乙二醇、二硬脂酰磷脂酰甘油和胆固醇。在本专利技术第一方面的具体实施方案中，该二硬脂酸磷酯酰胆碱、二硬脂酸磷酯酰乙醇胺-聚乙二醇、二硬脂酰磷脂酰甘油和胆固醇的摩尔比为8.5:(0.5-1):(0.5-1):(0.5-1)。优选地，该二硬脂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声与磁共振双模态靶向纳米粒造影剂，其特征在于，所述靶向纳米粒造影剂包括脂质外壳和包埋在所述脂质外壳内的全氟辛溴烷核心，所述脂质外壳外表面连接有抗目的蛋白的单克隆抗体。

【技术特征摘要】
1.一种超声与磁共振双模态靶向纳米粒造影剂，其特征在于，所述靶向纳米粒造影剂包括脂质外壳和包埋在所述脂质外壳内的全氟辛溴烷核心，所述脂质外壳外表面连接有抗目的蛋白的单克隆抗体。2.根据权利要求1所述的靶向纳米粒造影剂，其特征在于，所述脂质外壳包含二硬脂酸磷酯酰胆碱、二硬脂酸磷酯酰乙醇胺-聚乙二醇、二硬脂酰磷脂酰甘油和胆固醇。3.根据权利要求2所述的靶向纳米粒造影剂，其特征在于，所述二硬脂酸磷酯酰胆碱、二硬脂酸磷酯酰乙醇胺-聚乙二醇、二硬脂酰磷脂酰甘油和胆固醇的摩尔比为8.5:(0.5-1):(0.5-1):(0.5-1)；优选地，所述二硬脂酸磷酯酰胆碱、二硬脂酸磷酯酰乙醇胺-聚乙二醇、二硬脂酰磷脂酰甘油和胆固醇的摩尔比为8:0.5:0.5:1。4.根据权利要求3所述的靶向纳米粒造影剂，其特征在于，所述抗目的蛋白单克隆抗体通过生物素-亲和素-生物素桥连接到所述脂质外壳外表面。5.根据权利要求4所述的靶向纳米粒造影剂，其特征在于，所述抗目的蛋白单克隆抗体为偶联有第一生物素的生物素化抗目的蛋白单克隆抗体，所述二硬脂酸磷酯酰乙醇胺-聚乙二醇为其中聚乙二醇部分偶联有第二生物素的二硬脂酸磷酯酰乙醇胺-聚乙二醇-生物素，所述第一生物素和所述第二生物素通过亲和素连接，使所述抗目的蛋白单克隆抗体连接到所述脂质外壳外表面。6.根据权利要求5所述的靶向纳米粒造影剂，其特征在于，所述聚乙二醇为聚乙二醇1000、聚乙二醇1500、聚乙二醇2000、聚乙二醇4000或聚乙二醇6000；优选地，所述聚乙二醇为聚乙二醇2000。7.根据权利要求1-6中任一项所述的靶向纳米粒造影剂，其特征在于，所述目的蛋白为CC类趋化因子受体2(CCR2)，所述抗...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘莹莹，徐金锋，陈立新，周玉丽，石波波，
申请(专利权)人：深圳市人民医院，
类型：发明
国别省市：广东,44