第一名白癜风医院 https://disease.39.net/yldt/bjzkbdfyy/随着老年医学研究的发展,“人与血管同老”得到了越来越多的研究结果证实。血管衰老是老年人多种慢病共同的发病机制,显著影响其发生阈值、进展及结局。随着全球人口老龄化蔓延和加深,血管衰老相关疾病在老年人群中流行甚广。在70岁以上老年人群中,93%的男性和75%的女性均有不同程度的血管衰老与动脉钙化发生。
目前,心脑血管疾病是老年人致残和死亡的主要原因[1]。在全球范围内,血管老化相关疾病已经导致了重大的社会和经济负担。然而,缺乏有效的诊断和治疗策略是血管老化及相关疾病临床管理的主要挑战。
传统的血管疾病诊断和治疗手段,易受到成本高、灵敏度低、疗效差或不良副作用的限制[2]。纳米技术可以通过细胞特异性靶向、分子转运到特定细胞器和其他方法,帮助克服传统递送的局限性。工程纳米粒子在提高疾病诊断和治疗特异性方面具有重要的前景[3]。
中南大学衰老与老年疾病研究所、医院老年医学科刘幼硕教授团队,近期就在SignalTransductionandTargetedTherapy期刊(中科院1区,IF38.1)专门发文,畅谈了工程纳米粒子在血管衰老相关疾病的发展前景。
纳米粒子是指粒度在1—nm之间的粒子。年末,诺贝尔奖获得者理查德·费曼在一次演讲中首次提出纳米概念,但真正有效地研究纳米粒子开始于二十世纪六十年代。年Uyeda等人用气体冷凝法制备了金纳米粒子。自从年德国科学家Gleiter等人首次用惰性气体凝聚法成功地制得铁纳米微粒以来,标志着纳米科学技术正式诞生。
从临床前研究来看,工程纳米粒子在提高疾病诊断和治疗特异性方面具有广阔的前景。与传统的检测技术相比,纳米颗粒生物传感器和纳米生物成像技术具有操作简单、灵敏度高、稳定性好、特异性好、响应速度快、分析成本低等优点[4]。此外,纳米粒子可以通过细胞特异性靶向、分子转运到特定细胞器和组织,克服传统药物递送的局限性[5]。
经历几十年的发展后,今天的放疗相比几十年前更是强大得多。纳米材料和纳米技术的进步,可以实现灵敏的诊断、高效的治疗和更好的预后,且因其对非靶组织的不良影响轻微,有望为血管衰老及相关疾病的诊断和治疗提供崭新方法与手段。
刘幼硕教书团队,在既往和国内外其他研究团队的相关工作基础上,就纳米粒子在血管衰老及相关疾病(包括心血管疾病、脑血管疾病以及慢性肾脏疾病)中的应用前景阐述了学术观点,重点讨论其临床应用的优势和局限性。
纳米粒子的类型
在过去的几十年里,纳米技术取得了巨大的发展。不同类型的纳米颗粒作为药物载体和诊断工具出现在血管衰老和相关疾病。纳米粒子包括无机纳米粒子、碳纳米粒子、基于脂质纳米粒子、聚合物纳米粒子和仿生纳米颗粒。
血管老化及相关疾病
血管老化被定义为血管的功能和结构改变,其特征是管腔增大、血管硬度增加和血管弹性降低[6]。衰老是血管疾病的危险因素。血管老化可导致器官功能的逐步退化。
1)血管老化的机制
为了开发改善血管衰老和预防与年龄相关的血管病变的有效治疗方法,有必要了解建立血管衰老过程中的分子和细胞改变。一系列广泛的分子和细胞事件,包括氧化应激、线粒体功能障碍、血管炎症、细胞衰老、表观遗传学改变、基因组不稳定、对分子应激源的抗性受损、营养感知失调、蛋白质稳态的丧失和干细胞功能障碍参与血管老化[7]。
2)血管衰老相关的疾病
心血管疾病:包括高血压、动脉粥样硬化、再狭窄、冠状动脉疾病、心肌梗死、心力衰竭等。据世界心脏联合会统计,每年有万人死于心血管疾病。诊断、治疗和护理费用正在迅速增加。随着老年人口的增加,心血管疾病预计将成为全球发病率和死亡率的主要原因。据估计,到年,每年死于心血管疾病,特别是心脏病和中风的人数将超过万人[8]。
脑血管疾病:包括缺血性中风、脑出血(ICH)和血管性痴呆,是仅次于心血管疾病的第二大死因。缺血性中风每年发病79.5万余例,占脑血管疾病的80%以上,它是长期残疾的主要原因[9]。
慢性肾脏病:定义为持续三个月以上的肾脏结构或功能异常。它是一种不可逆的进行性疾病,在全球范围内患病率为13.4%(11.7-15.1%)。它已被确定为与高心血管风险有关的重大公共卫生问题[10]。
基于纳米粒子的血管衰老相关疾病诊断策略
血管性衰老相关疾病死亡率高、致残率高,早期诊断对延缓血管性疾病的进展和改善预后有积极作用。目前,血管疾病的诊断是基于生物标志物的检测和血管成像[2]。大多数诊断技术成本高,灵敏度低。因此,开发更便宜、更快、更有效的早期诊断方法是非常必要的。
1)生物传感器
基于纳米粒子的生物传感器在选择性、超灵敏和稳健地检测体液(血浆、血清和尿液)中这些低丰度生物标志物方面具有潜在的应用价值。在过去的二十年中,由于其光学、电化学和固有磁性,磁性纳米颗粒,尤其是金纳米粒子(AuNPs),被认为是生物传感领域的理想纳米材料。
2)生物成像
血管成像是另一种临床常见的诊断技术。造影剂对于血管成像来说是必不可少的,但临床上常用的造影剂不能针对特定的器官或组织,存在信号弱、停留时间短、毒副作用等缺点[11]。
纳米颗粒的尺寸在1-纳米之间,具有跨越细胞膜和组织屏障的能力。在受控释放过程中,纳米颗粒能够刺激、反应并与目标细胞或组织相互作用,产生所需的生理反应,同时最大限度地减少不良影响。通过靶向特定的分子,造影剂分布可以准确跟踪血管病变,提高不同成像方式的信号强度[12]。
由于其高度的生物相容性,磁性纳米颗粒在分子成像方面引起了越来越多的