近日，上海交通大学CIIIC实验室涂圣贤教授、王富副教授团队与华东医院曲新凯教授团队合作，在纳米科学与技术领域知名期刊《ACS Nano》上发表了最新研究成果，提出了一种基于血管内超声（IVUS）引导的声动力治疗（SDT）策略，实现了对深部动脉粥样硬化斑块的实时成像与精准治疗。华东医院博士后黄晓宇、上海交通大学博士生侯雪飞与华东医院主治医师王鸣为该论文的共同第一作者。

背景介绍

动脉粥样硬化（AS）是全球动脉粥样硬化性心血管疾病（ASCVD）的主要病理基础，已成为全球公共健康的重要负担。临床数据显示，ASCVD相关的急性心脑血管事件并不单纯取决于管腔狭窄程度，而常与易损斑块破裂或侵蚀、继发血栓形成等过程密切相关。这一现象驱动了诊疗范式的演进：从晚期的缺血代偿管理转向早期的病灶检测和延缓斑块进展。尽管强化降脂及预防性干预在稳定斑块方面已取得进展，但长期全身给药的依从性、个体疗效差异及不良反应仍是当前挑战。鉴于亚内皮脂质浸润与巨噬细胞介导的炎症级联反应构成了斑块进展的核心致病轴，针对泡沫细胞的靶向调控已成为有前景的临床转化策略。声动力治疗（SDT）利用超声激活声敏剂处理深部病灶，在诱导泡沫细胞凋亡、减少斑块负荷方面展现出潜力，但其在冠脉等深部动脉中的临床实施仍受限于两大障碍：（i）缺乏高分辨率的影像学引导以实现斑块的精准定位；（ii）声敏剂的非特异性蓄积与超声能量的非定向递送，导致治疗增益受限且存在潜在损伤。

研究思路

在过去几十年中，血管内超声（IVUS）凭借高分辨率和定量评估斑块负荷的能力，已成为冠状动脉病变精准评价的临床金标准。本研究开发了一种集成成像与治疗功能于一体的微型导管系统，为心血管介入式诊疗提供了全新思路。研究团队合成了一种具有缺陷诱导非中心对称结构的铋基压电纳米颗粒（BSNPs），在脉冲超声激发下产生极化电场，显著增强活性氧（ROS）的产生效率。同时，利用骨桥蛋白（OPN）靶向肽修饰，实现了纳米颗粒在斑块泡沫细胞中的特异性富集。通过精准调控超声脉冲重复时间（PRT）和脉冲宽度（PW）等参数，该系统可灵活切换高分辨率成像与高效SDT治疗模式。IVUS导管发射的脉冲超声触发BSNPs产生活性氧自由基（ROS），诱导泡沫细胞凋亡，从而促进斑块消退。在IVUS实时成像引导下，SDT过程被可视化，确保了病灶处的精准能量递送与治疗效果。

内容解析

图1. IVUS系统表征及在体成像验证：(a) IVUS系统示意图及导管图片。(b) 超声换能器脉冲回波响应的时域波形和频谱响应（中心频率50 MHz）。(c) 成像和治疗模式的脉冲激励信号对比。(d) 兔髂-股动脉的解剖位置及IVUS成像装置示意图。(e) 正常和AS模型兔髂-股动脉的代表性IVUS横截面图像。(f) 正常兔与AS模型兔髂股动脉的组织学分析，验证AS模型成功建立。

图2. BS和BSNPs的制备与表征：(a) BSNPs的合成路线示意图。(b) BSNPs的XRD衍射图谱（附Bi2S3标准图谱对比）。(c) Bi 4f和S 2p的高分辨率XPS能谱。(d) BS的TEM和HRTEM图像。(e) STEM-HAADF及元素分布图，显示Bi和S均匀分布。(f) BSNPs的AFM形貌、振幅和相位图（标尺100 nm）。(g) BSNPs的压电响应PFM曲线（振幅-电压蝴蝶曲线，相位180°反转）。(h) 不同声学参数下BSNPs激活DCFH产生荧光的实验装置及结果，显示ROS产率与PW、PRT、电压正相关。(i) EPR检测BSNPs在US下产生的1O2和•OH的特征信号。

图3. BSNPs在泡沫细胞中的靶向摄取及声动力效应：(a) 不同处理条件下巨噬细胞的油红染色图及泡沫细胞形成和治疗机制示意图。(b) 泡沫细胞与Ce6标记的BSNPs共孵育不同时间后的共聚焦图像（细胞核由DAPI染色，标尺：50 μm），显示时间依赖性摄取。(c) 基于DCFH-DA染色的细胞内ROS产生情况的流式细胞术分析。(d) 泡沫细胞中BSNPs与线粒体的共定位分析（Mito-Tracker绿色，BSNPs红色）。(e) SDT治疗组与BSNPs处理组泡沫细胞之间差异表达基因（DEGs）的火山图。 (f) BSNPs处理组与SDT治疗组之间差异表达基因的KEGG通路富集分析。

图4. 在体治疗效果：(a) AS兔模型构建及治疗方案示意图。(b) BSNPs静脉注射后的药代动力学曲线。(c) 注射后不同时间点髂-股动脉中Bi含量的ICP-MS定量分析。(d) 对照组、BSNPs组、US组和SDT组的代表性IVUS图像（基线及随访），SDT组斑块无明显进展，对照组进展至严重狭窄无法采集图像。(e) 离体髂-股动脉的大体照片，以及注射Ce6标记的BSNPs后相应的荧光成像图（用于展示药物在病变部位的富集）。(f) US和SDT处理后立即进行DHE（红色）和DAPI（蓝色）染色的兔髂-股动脉代表性荧光图像（标尺：200 μm）。

结论

该项研究不仅实现了SDT治疗过程的可视化监控，更建立了一种在体影像与声动力治疗协同的新范式。通过这种基于多功能导管的声学诊疗一体化策略，有望为深部动脉粥样硬化的早期干预和精准治疗提供一种高效安全、临床转化潜力大的新方法。

作者：上海交大CIIIC实验室

原文链接：

Huang X, Hou X, Wang M, Wang Z, Liu G, Wang F, Qu X, Tu S. Intravascular Ultrasound-Guided Local Theranostics Enables Precise Treatment of Atherosclerotic Plaques. ACS Nano. 2026.DOI: 10.1021/acsnano.6c01815