被声音部分破坏的肿瘤不会再传播
徐教授实验室中使用的kHz、元件组织旅行超声阵列换能器。图片来源：MarcinSzczepanski，密歇根州工程
密歇根大学开发的无创声音技术可以分解大鼠的肝肿瘤，杀死癌细胞并刺激免疫系统以防止进一步扩散。
通过仅破坏50%至75%的肝肿瘤体积，大鼠的免疫系统能够清除其余部分，没有证据表明超过80%的动物复发或转移。
“即使我们不靶向整个肿瘤，我们仍然可能导致肿瘤消退，并降低未来转移的风险，”密歇根大学生物医学工程教授，癌症研究的通讯作者ZhenXu说。
结果还显示，治疗刺激了大鼠的免疫反应，可能有助于肿瘤非靶向部分的最终消退，并防止癌症的进一步扩散。
这种称为组织剥离的治疗方法是无创聚焦超声波，以毫米级精度机械地破坏目标组织。这项相对较新的技术目前正在美国和欧洲的人类肝癌试验中使用。
在许多临床情况下，由于包括肿块大小，位置或阶段在内的原因，整个癌性肿瘤不能直接靶向治疗。为了研究用声音部分破坏肿瘤的影响，这项最新研究仅针对每个肿块的一部分，留下一个可行的完整肿瘤。它还允许该团队，包括密歇根医学和安娜堡VA医院的研究人员，在不太理想的条件下展示该方法的有效性。
“Histotripsy是一种有前途的选择，可以克服目前可用的消融方式的局限性，并提供安全有效的无创性肝肿瘤消融术，”生物医学工程博士生TejaswiWorlikar说。“我们希望我们从这项研究中学到的知识将激励未来的临床前和临床组织学研究朝着临床采用肝癌患者组织旅行治疗的最终目标迈进。
肝癌是全球和美国癌症相关死亡的十大原因之一。即使有多种治疗选择，预后仍然很差，美国的五年生存率不到18%。初始治疗后肿瘤复发和转移的高患病率凸显了改善肝癌结局的临床需求。
典型的超声波使用声波来产生身体内部的图像，而密歇根大学的工程师率先使用这些声波进行治疗。他们的技术在没有当前方法（如放疗和化疗）的有害副作用的情况下工作。
“我们的换能器在U-M设计和制造，提供高振幅微秒长的超声波脉冲-声空化-专注于肿瘤，专门将其分解，”徐说。“传统的超声设备使用较低振幅脉冲进行成像。
来自UM传感器的微秒长脉冲在目标组织内产生微气泡-快速膨胀和塌陷的气泡。这些剧烈但极其局部的机械应力会杀死癌细胞并破坏肿瘤的结构。
最近，该小组的研究在脑部治疗和免疫治疗的组织旅行治疗方面取得了有希望的结果。
TejaswiWorlikaretal,ImpactofHistotripsyonDevelopmentofIntrahepaticMetastasesinaRodentLiverTumorModel,Cancers().DOI:10./cancers
聚焦声波和免疫疗法组合在治疗胰腺癌方面显示出希望
一项新的研究表明，结合靶向，聚焦的超声波和免疫治疗药物可以作为胰腺癌的新疗法。
由伦敦癌症研究所的科学家领导的一个研究小组通过高强度聚焦的超声脉冲靶向小鼠的胰腺肿瘤。
该技术由ICR开发，使用一束聚焦声波来振动细胞和组织，并在临床上显示出作为癌症治疗的潜力。
在这项发表在《皇家学会界面杂志》（JournaloftheRoyalSocietyInterface）上，主要由聚焦超声基金会（FocusedUltrasoundFoundation）资助的研究中，科学家们使用了脉冲聚焦超声“pHIFU”，以及注射模仿免疫检查点抑制药物效果的抗体。
结合pHIFU和免疫疗法
有时癌细胞通过使用免疫细胞制动器（一种“检查点”）来逃避免疫系统的攻击-阻止免疫系统完成其工作。使用免疫检查点抑制剂释放这种制动器，允许免疫细胞攻击癌症。
这些免疫治疗药物，如pembrolizumab和nivolumab，通常用于治疗某些癌症，但许多患者-包括大多数胰腺癌患者-对它们反应不佳。
然而，将免疫检查点抑制剂与其他治疗（如其他药物类型，放射治疗或超声波）相结合可以提高其有效性。HIFU可以分解致密的组织结构，这些组织结构可以从肿瘤中排除这些药物。
研究人员发现，接受HIFU-抗体组合的小鼠比不接受或仅接受一种治疗的小鼠寿命更长，并且在其他几种治疗效果指标中表现更好。
脉冲HIFU暴露导致肿瘤中形成许多空腔-“声空化”。这些可以分解组织，使免疫细胞更容易进入肿瘤。
治疗胰腺肿瘤
最近的其他一些研究表明，HIFU具有令人兴奋的潜力，但在皮肤下生长的肿瘤中，声波比组织内更深的更容易穿透。重要的是，这项研究中的小鼠具有“原位”胰腺肿瘤，这意味着它们生长在胰腺本身中，由癌细胞注射引发。
这项研究比以前在胰腺等器官深部肿瘤中的研究更令人信服地证明了这种组合的潜力，并且是有史以来第一项显示HIFU的抗癌益处和免疫检查点抑制在胰腺癌中的研究。
其他HIFU研究人员特别感兴趣的一点是肿瘤内显着声空化的证据。
声空化是用于描述声波对微小的“微气泡”气体的快速振动的术语，正是这一点被认为通过分解它们来增强免疫细胞对肿瘤的吸收-摇晃会破坏肿瘤细胞，导致它们溢出其内容物。
然后泄漏还会提醒免疫系统，将免疫细胞吸引到该部位以对抗癌症。
研究人员认为，用持续数毫秒的快速“开关”超声波脉冲靶向肿瘤可以提高治疗效果，并且可能比使用连续的HIFU束更好。
小鼠患有一种称为胰腺导管腺癌（PDAC）的肿瘤，占人类胰腺癌的大部分。胰腺癌代表了一种在治疗方面显着未满足需求的癌症，过去40年的预期寿命几乎没有改善。
为临床试验铺平道路
研究负责人GailterHaar教授，伦敦癌症研究所治疗超声教授，国际治疗超声学会创始主席说：
“我们的研究表明，当用脉冲HIFU和抗体的组合治疗以模仿免疫检查点抑制剂的作用时，患有胰腺癌的小鼠寿命更长。他们的肿瘤也显示出空化活动的证据，因为HIFU能够快速扩张和塌陷肿瘤内的微小气泡-从而降低肿瘤完整性并为药物和癌症杀伤免疫细胞的渗透创造更多空间。
“这是有史以来第一项显示这两种治疗方法的抗癌益处的研究，HIFU与免疫疗法相结合，在胰腺癌中。这项研究为用HIFU治疗胰腺癌患者的临床试验铺平了道路，我们将开发HIFU递送平台来实现这一目标。
研究作者，伦敦癌症研究所治疗超声高级科学官员PetrosMouratidis博士说：
“高强度聚焦超声在一系列癌症类型中显示出潜力，并且在胰腺癌中特别感兴趣-因为肿瘤可能难以进入手术，声波可以在物理上削弱肿瘤，并可能允许其他治疗，包括免疫疗法，产生更大的效果。我们希望我们的研究最终为胰腺癌患者带来一种新型的治疗方法。
PetrosX.E.Mouratidisetal,Pulsedfocusedultrasoundcanimprovetheanti-cancereffectsofimmunecheckpointinhibitorsinmurinepancreaticcancer,JournalofTheRoyalSocietyInterface().DOI:10./rsif..
往期回顾
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