"怀长期主义，聊医工科技"
不错过医工超人文章三部曲：1. 关注公众号 2. 经常点击“在看” 3. 点击公众号右上方设置“星标” 每篇文章都会按时推送不错过
| 今天的文章中，超哥为大家介绍一项前瞻性研究，评估了超声引导的组织消融术（Histotripsy）在犬自发性脑膜瘤治疗中的可行性和安全性。组织消融术是一种通过声波空化效应乳化肿瘤组织的非热性消融技术。研究在三只患有脑膜瘤的犬中成功实施，使用1 MHz的定制消融换能器对部分肿瘤进行消融。MRI和病理检查显示消融区与未处理肿瘤组织之间有清晰界限，并且两只犬的消融体积与计划相符。尽管其中一只犬出现了短暂性脑水肿，但在42天后恢复。研究还表明，组织消融术有诱导肿瘤免疫反应的潜力，包括增加了肿瘤组织中HMGB1的表达。这项研究证实了组织消融术在犬脑肿瘤中的可行性和安全性，为将来应用于人类脑肿瘤治疗提供了有价值的数据支持。 |
Histotripsy最新文章解读：跨越边界的组织破碎术Histotripsy疗法在肿瘤免疫治疗中的应用
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
ISTU 2024 Day1亮点：Histotripsy组织破碎，超声药物递送，免疫治疗，药械结合，人工智能...
这篇文章题为《犬脑肿瘤的首次组织消融试验：FIDOHIST研究》，介绍了一项前瞻性研究，旨在评估超声引导的组织消融术（Histotripsy）在自发性犬脑肿瘤治疗中的可行性和安全性。组织消融术是一种非热性超声消融技术，通过声波产生的空化作用乳化肿瘤组织。文章特别针对三只患有脑膜瘤的犬进行了研究。
研究背景
当前脑肿瘤的治疗依然面临很大的挑战，尤其是部分患者无法通过手术完全切除肿瘤，或肿瘤具有较高的复发率。犬作为唯一一种和人类一样会自发性患脑肿瘤的哺乳动物，被认为是理想的动物模型。研究人员希望通过此类犬模型探索新的治疗方法。组织消融术是一种新兴的非热性肿瘤消融技术，应用于多个癌种（包括脑、肝、胰腺等）。该技术通过精确控制空化作用来乳化肿瘤组织，从而实现非侵入性消融。
FIDOHIST研究的流程图
研究方法
该研究招募了三只患有自发性脑膜瘤的犬，手术前，研究团队对每只犬进行了MRI扫描，并设定了个性化的治疗计划。通过开颅手术，暴露肿瘤并利用组织消融术进行局部消融。研究人员使用自定义的1 MHz消融换能器，通过体外水耦合的方式传递超声能量。消融过程通过B超成像和被动空化检测（PCD）进行实时监控。
图2A：1 MHz组织消融换能器与同轴对准的成像探头 图2B：组织消融系统包括支持治疗和成像换能器的机械手及水耦合浴 图2C：1 MHz换能器在−2.4 MPa峰值负压下的压力波形 图2D：组织消融过程中可见的气泡云在约−40.5 MPa峰值负压下的尺寸测量
研究结果
组织消融术成功应用于所有研究对象，MRI和病理学评估显示消融的区域与未处理的肿瘤组织之间具有明显的界限。两个研究对象的消融体积与计划体积大致相符，而其中一只犬由于存在囊性病灶，消融体积无法准确评估。三只犬中的一只在术后出现短暂性脑水肿，可能与组织消融有关，但该不良事件在42天后自行恢复。研究表明，消融术可通过MRI和病理学手段评估其有效性，并且该技术在犬脑肿瘤中是可行且安全的。
图3A：术前使用同轴成像探头的肿瘤成像（犬1）图3B：组织消融过程中，目标区域内可见的高回声气泡云（红色+号）图3C：术前使用高频线性探头的肿瘤成像（犬1）图3D：组织消融后使用高频线性探头的成像，显示目标区域内低回声区图3E：术前使用高频线性探头的肿瘤成像（犬2）图3F：组织消融后使用高频线性探头的成像，显示目标区域内混合低回声和高回声区
免疫分析
组织消融术还表现出诱导免疫反应的潜力。通过基因表达分析，研究发现与肿瘤免疫相关的多个信号通路被激活，包括DAMP信号通路、NF-κB信号通路等。此外，组织消融术后，肿瘤组织中HMGB1（一种与细胞损伤相关的分子）的表达显著增加。尽管术后犬的外周血中HMGB1水平有所上升，但与仅接受常规手术的犬相比并无显著差异。
图5A：组织消融后切除的肿瘤，显示出出血和软化病灶图5B-E：显微镜下的消融区域，显示为无细胞残渣，病灶与未处理的肿瘤组织有明确边界
讨论与结论
本研究首次证实了通过开颅窗口对自发性犬脑膜瘤进行组织消融术的可行性和安全性。这项研究为进一步探索组织消融术在脑肿瘤中的应用提供了重要数据，尤其是在未来将该技术应用于人类脑肿瘤治疗时，具有重要的临床借鉴意义。
经过组织消融治疗的脑膜瘤的基因表达变化。火山图（A）显示了肿瘤在治疗前后差异表达的基因，共有94个基因显著上调（绿色），5个基因显著下调（紫色）。组织消融治疗对经典通路的影响（B），其中NF-κB信号通路是受组织消融影响最显著的通路（B），热图（C）展示了涉及该通路的基因在不同犬只和治疗条件下的表达比较。免疫细胞谱系在治疗前后并未显示出显著差异（D）。A、B和D图中的p值阈值均设置为0.05。
这项研究为脑肿瘤治疗带来了重要的启示和未来发展方向。通过成功地应用超声引导的组织消融术（Histotripsy）在犬脑膜瘤中，研究展示了该技术在精准消融肿瘤组织并保留周围健康脑组织方面的潜力。这种非热性消融方法通过声波产生空化效应，对肿瘤组织进行乳化，是一种非侵入性的治疗手段，相比传统的手术和放疗等治疗方法，具有创伤小、恢复快等优点。这一成果为脑肿瘤特别是人类无法手术的肿瘤提供了新的治疗思路。
在未来，组织消融术的进一步优化和应用可能包括以下几个方向：
设备改进：通过提高换能器的分辨率和声学耦合技术，可以提升实时成像和治疗效果的精确性，尤其是对于复杂位置的肿瘤。
免疫疗法结合：研究表明，组织消融术可能激发免疫反应，例如增加HMGB1的表达和激活NF-κB信号通路。这为结合免疫疗法，进一步增强肿瘤治疗效果提供了可能。
扩大适用范围：虽然该研究主要集中在脑膜瘤，但这一技术有望应用于更多类型的脑肿瘤，包括难以通过手术切除的胶质母细胞瘤等。
非开颅治疗的探索：未来可以进一步开发跨颅组织消融技术，以减少侵入性并增强患者的耐受性。
总的来说，组织消融术作为一种新兴的非侵入性肿瘤治疗技术，具备广泛的应用潜力，有望成为脑肿瘤治疗的重要补充，尤其是对于那些无法通过传统方法治疗的患者。未来研究可以聚焦优化治疗参数、探索与其他疗法的联合应用以及扩大该技术的临床适用范围。
参考文献
Vezza, Christina, Lauren Ruger, Maya Langman, Elliana Vickers, Francesco Prada, Jonathan Sukovich, Timothy Hall et al. "First-In-DOg HISTotripsy for Intracranial Tumors Trial: The FIDOHIST Study." Technology in Cancer Research & Treatment 23 (2024): 15330338241285158.
"怀长期主义，聊医工科技"
我是超哥，超声行业17年老伙计，做过研发，搞过生产，趟过市场，开过（在开）公司；越野跑爱好者；工作狂；沟通粗暴直接；严苛完美主义者；起伏皆为过往；信奉长期主义和第一性原则；欢迎来聊来组局...
*医工超人·招聘求职群：定期发布超声招聘，求职信息
*免责声明*
本公众号注明原创的内容权利属于本服务或本服务权利人所有，未经本服务或本服务权利人授权，任何人不得擅自使用（包括但不限于复制、传播、展示、镜像、上载、下载、转载、摘编等）或许可他人使用上述知识产权的。已经本服务或本服务权利人授权使用作品的，应在授权范围内使用，并注明作者来源。否则，将依法追究其法律责任。
