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| 今天的文章中，超哥为大家介绍超声组织破碎术的最新文章，Histotripsy技术是一种非侵入性、非电离、非热性的肿瘤消融技术，通过聚焦超声在靶组织中产生空化泡，利用机械作用将组织分解为无细胞的均质体。这项技术已经在肝癌、脑癌、皮肤癌、胰腺癌、乳腺癌等多种癌症的前临床研究中展示了显著疗效，包含局部肿瘤抑制、提高生存率以及激发抗肿瘤免疫反应，甚至引发未治疗肿瘤的“远隔效应”。目前，超声消融术已获得FDA批准用于肝脏肿瘤的治疗，并正在与免疫疗法和化疗结合使用，以期提高治疗效果。研究表明，超声消融术与免疫检查点抑制剂联合使用，特别是在免疫冷肿瘤中，能够显著提高疗效。尽管其在前临床和临床研究中取得了积极进展，但技术优化、肿瘤模型选择及治疗精准性仍需进一步研究和改进。 |
一种新型低成本Histotripsy系统：3D体积低能量纳米液滴介导的组织破碎术系统的开发及应用
深度学习 + Histotripsy : 卷积神经网络实现组织破碎术Histotripsy消融自动化
这篇综述是大名鼎鼎的Xu, Zhen教授今年最新的文章，文章结了多项超声消融技术在不同癌症模型中的研究成果，重点探讨了其在动物肿瘤模型中的安全性、治疗剂量、免疫效应、以及治疗后的监控方法。
超声组织破碎术是一种非侵入性、非热性、非电离的消融技术，通过聚焦超声产生空化泡，利用机械作用将靶组织分解为细胞碎片。这项技术目前在癌症、脑外科、血栓溶解、先天性心脏缺陷等领域显示出巨大潜力。在前临床癌症研究中，超声消融术已经证明了其在局部肿瘤抑制、提高生存率、激发局部及系统性的抗肿瘤免疫反应等方面的效果，甚至展示了诱导远程肿瘤消退的“远隔效应”。
本篇文章超哥为大家总结了多项超声消融技术在不同癌症模型中的研究成果，重点探讨了其在动物肿瘤模型中的安全性、治疗剂量、免疫效应、以及治疗后的监控方法。此外，本文还阐述了结合免疫治疗和化疗的组合疗法的前景。在肝脏和肾脏肿瘤治疗方面，超声消融术已进入临床试验阶段，部分设备已获得FDA批准用于治疗肝脏肿瘤。
癌症治疗的超声消融术前临床研究。超声消融术是一种非侵入性、非电离、非热性的消融技术，通过受控的声空化作用，将靶向组织机械性地分解为无细胞的均质体。目前，内在阈值超声消融、冲击散射超声消融和沸腾超声消融等方法正在前临床阶段进行研究，旨在治疗各种解剖位置的癌症，这些研究涵盖了大动物和小动物肿瘤模型。本文综述了这些研究中的重要发现。
超声消融技术的基本原理
超声消融利用聚焦超声在目标组织中产生空化泡，这些泡沫在短时间内急速扩张并崩溃，导致高应力使细胞结构被机械分解为无细胞的均质体。研究者们探索了三种主要的超声消融方法：冲击散射型、内在阈值型和沸腾型超声消融。这些方法的不同在于脉冲方案和设备配置，但它们都实现了有效的组织均质化。
前临床癌症研究中的应用
在前临床研究中，超声消融术已经在不同类型的癌症模型中展示了其效果。这些包括肝癌、皮肤癌、脑癌、胰腺癌、乳腺癌、肉瘤、肾癌、前列腺癌和胸腺癌等。不同研究采用了各种超声消融剂量和方法，但都报告了积极的治疗效果，包括局部和全身的抗肿瘤免疫反应。
临床应用及FDA批准
在人体临床试验中，超声消融术已经成功用于治疗不可切除的晚期肝癌。试验中，患者接受超声消融治疗后，影像学显示肿瘤体积显著减少，并且在某些患者中观察到了“远隔效应”——即未被直接处理的肿瘤也出现了缩小的迹象。目前，FDA已经批准了一款用于肝脏肿瘤治疗的超声消融设备。
超声消融术与免疫治疗的结合
近年来，研究者们尝试将超声消融术与免疫检查点抑制剂（如PD-1和CTLA-4抗体）结合使用，结果显示其可以显著提高免疫治疗的效果，特别是在“冷肿瘤”中（对免疫反应低的肿瘤）。一些实验中，超声消融术激发了肿瘤特异性的免疫反应，显著提高了肿瘤抑制率。
使用直径和焦距为 4.4 cm 的 2 MHz HIFU 传感器，通过四次独立曝光在切除的牛肝中产生Boiling Histotripsy损伤。焦点处的冲击幅度约为 70 MPa，沸腾时间为 4 – 5 毫秒。
技术挑战与未来方向
尽管超声消融术在前临床和临床研究中显示了极大的潜力，但在实际应用中仍面临一些挑战。这包括如何优化剂量方案、改善肿瘤模型的选择，以及如何解决治疗过程中可能出现的组织过度加热、非靶组织损伤等问题。超声消融术的未来方向包括进一步完善与其他治疗方式的组合疗法（如化疗、免疫疗法），改进设备以提高操作精度和治疗效率，以及更深入地研究其在不同类型肿瘤中的应用潜力。
参考文献
Tejaswi Worlikar, Timothy Hall, Man Zhang, Mishal Mendiratta-Lala, Michael Green, Clifford S. Cho & Zhen Xu (2024) Insights from in vivo preclinical cancer studies with histotripsy, International Journal of Hyperthermia, 41:1, 2297650, DOI: 10.1080/02656736.2023.2297650
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