动脉粥样硬化是指动脉中斑块的累积,导致动脉变窄。它是缺血性心脏病(IHD)和缺血性中风(IS)的主要原因,这两种疾病都是全球每年因心血管疾病导致1790万人死亡的主要原因。过去三十年来,动脉粥样硬化相关疾病的发病率一直在稳步上升,尤其是在年轻人群中。这种增长是由不健康饮食、缺乏运动、吸烟和饮酒等生活方式因素造成的。

纳米粒子技术有望实现动脉粥样硬化的靶向诊断和治疗

在新加坡,心血管疾病(CVD)是导致死亡的主要原因,2022年占死亡人数的31%,预计到2050年肥胖相关的心脏病发作将增加三倍。

常用的动脉粥样硬化斑块成像方法包括血管内超声、冠状动脉造影、计算机断层血管造影和磁共振成像(MRI)等技术。然而,这些方法在分辨率、侵入性以及最重要的是提供靶向治疗的能力方面存在局限性。

血管内超声利用血管内导管上的超声探头来观察动脉壁,以详细评估斑块的范围和性质。然而,这种方法是侵入性的,仅适用于空间分辨率有限的较大血管

冠状动脉造影术使用X射线成像和染料注射来提供对比,以观察动脉并检测斑块引起的阻塞。

与X射线冠状动脉造影类似,计算机断层血管造影使用电离辐射和染料注射来获得更详细的血管图像。

在四种成像技术中,MRI可提供血管和斑块形态的最高分辨率图像。

目前尚无药物或疗法可以专门针对动脉粥样硬化斑块,以显著减少斑块负担或逆转动脉粥样硬化。心血管疾病高风险患者通常会服用可以稳定斑块的药物,包括降低胆固醇水平的他汀类药物、降低斑块部位血栓形成风险的抗血小板药物(如阿司匹林),而血管紧张素转换酶抑制剂和β受体阻滞剂则用于控制高血压。

新加坡国立大学杨潞龄医学院(NUSMedicine)的一个团队开发了一种纳米粒子技术,该技术提供了一种非侵入性诊断和治疗动脉粥样硬化的有效解决方案。这种创新的治疗诊断方法发表在《Small》杂志上,代表了心血管医学领域的重大进步,因为它为动脉粥样硬化管理的当前医疗实践提供了一种有希望的替代方案。

该项多学科研究由新加坡国立大学医学院外科系、纳米医学转化研究项目和心血管研究所(CVRI)助理教授王炯伟牵头,与新加坡国立大学设计与工程学院生物医学工程系副教授JamesKah、化学与生物分子工程系教授刘斌以及新加坡国立大学理学院化学系教授刘小刚合作开展。

该团队开发了一种纳米粒子来解决当前的挑战;新开发的纳米粒子可以诊断动脉粥样硬化,靶向动脉粥样硬化斑块,并直接输送治疗剂以抑制临床前模型中动脉粥样硬化的进展。

纳米粒子由纳米级配位聚合物(NCP)和pH响应性连接体组成,其工作原理是在动脉粥样硬化斑块的酸性环境中特异性分解,释放钆(MRI的造影剂),用于实时成像斑块严重程度,同时输送辛伐他汀,辛伐他汀是一种水不溶性药物,具有抗炎特性和抗ROS(活性氧)特性,有助于斑块稳定和治疗,降低心血管事件的风险。

与全身输送类似剂量的辛伐他汀相比,纳米粒子可以向斑块输送1000倍以上的药物,从而提高治疗效果,同时最大限度地减少全身副作用。

新加坡国立大学医学院纳米医学转化研究项目首席研究员王助理教授表示:“总的来说,我们的纳米粒子为动脉粥样硬化的非侵入性诊断、监测和靶向治疗提供了一种很有前途的新方法,这是一项重大进步,可能为心血管护理的新时代铺平道路。”

这项概念验证研究表明了创新方法的巨大潜力,该团队希望在进行临床试验之前进一步验证他们的研究。