声波如何引发对抗癌症的免疫反应？

  当非侵入性声波分解肿瘤时，它们会在小鼠体内引发免疫反应。密歇根大学的研究人员表明，通过打破细胞壁的“斗篷”，这种治疗方法暴露了以前隐藏在身体防御系统中的癌细胞标记物。

  非侵入、非电离、不发热，这是由密歇根大学的超声专家开发的肿瘤外科手术的替代方案。2019年HistoSonics公司首次公开了人体试验的结果，他们利用Edison无创超声手术机器人平台，成功摧毁了八名患者的11个肿瘤。

  去年，密歇根大学的研究人员发表了一篇题为" Impact of Histotripsy on Development of Intrahepatic Metastases in a Rodent Liver Tumor Model "的研究论文。开发了一项非侵入式的声波抗癌技术，可以分解小鼠的肝脏肿瘤、杀死癌细胞并刺激免疫系统防止肿瘤进一步扩散，这一进步可能会改善人类的癌症预后。

  具体来说，仅需破坏50-70%的肿瘤体积就能够显著地治疗肿瘤，小鼠的免疫系统能够清除其余部分，并且超过80%的动物没有复发或转移。但是声波如何引发对抗癌症的免疫反应？

  在最新一项研究中，这一研究组发现，这一非侵入过程在某种程度上不仅杀死了癌细胞，还使它们经历了一种独特的细胞死亡途径，引起了免疫系统的注意。

  密歇根大学开发的这项技术被称为Histotripsy(组织剥离术，生物通注)，这是第一个由实时成像引导的无创、非电离和非热消融技术。

  这种技术为攻击癌症提供了一种双管齐下的方法：通过声波对肿瘤进行物理破坏，并启动身体的免疫反应。它有可能为医疗专业人员提供一种治疗方案，使患者没有放疗和化疗的有害副作用。

  肿瘤抗原

  直到现在，研究人员还不明白Histotripsy是如何激活免疫系统的。Clifford Cho说："我们发现，Histotripsy不仅能以某种方式杀死癌细胞，还能使它们经历一种独特的细胞死亡途径，吸引免疫系统的注意。“

  关键原来在于肿瘤抗原，这是一种只存在于癌细胞中并隐藏在细胞壁后的蛋白质。当细胞死于化疗或放疗时，这些抗原就会在这个过程中被破坏。而声波通过打破癌细胞的细胞壁来杀死癌细胞，释放出肿瘤抗原，然后触发身体的防御系统。

  免疫反应发生在全身，而不仅仅是在应用组织活检的区域。

  密歇根大学生物医学工程教授、Histotripsy的发明者之一Zhen Xu说，“通过Histotripsy，我们不是在破坏抗原，而是在杀死肿瘤细胞的同时释放它们，一旦它们不再隐藏，身体就可以看到它们并攻击它们。”

  该团队能够发现这一机制，是因为癌症研究中的小鼠通常被给予基因相同的肿瘤，在用histotripsy分解一只小鼠体内的肿瘤后，研究小组提取了一些肿瘤物质，将其均质化，并注射到另一只小鼠体内。两只小鼠都对这种癌症产生了免疫保护。

  “将碎片注射到另一只小鼠体内，结果发现出现了几乎具有类似疫苗的特性，”Xu说，“接受了这种碎片的小鼠对癌症的生长具有惊人的抵抗力。”

  自2001年以来，Xu在密歇根大学的实验室率先使用Histotripsy来对抗癌症，由密歇根大学附属公司HistoSonics赞助的多中心临床试验#HOPE4LIVER得以开展。最近，该小组的研究在脑癌治疗的Histotripsy治疗和免疫治疗方面取得了有希望的结果。

  参考文献

  Spatiotemporal local and abscopal cell death and immune responses to histotripsy focused ultrasound tumor ablation