PNAS：利用超聲波轟炸癌細胞

    近日，發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊（PNAS）》上的一項研究中，以色列特拉維夫大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系的TaliIlovitsh博士領(lǐng)導(dǎo)的一個國際研究團隊，經(jīng)過了兩年多的研究，開發(fā)出一種將基因?qū)肴橄侔┘毎臒o創(chuàng)技術(shù)平臺。該技術(shù)將超聲與靶向腫瘤的微泡結(jié)合在一起。一旦超聲波被激活，微泡就會像智能的目標彈頭一樣爆炸，在癌細胞的細胞膜上形成小孔，從而使基因傳遞成為可能。

    Ilovitsh在斯坦福大學(xué)Katherine Ferrara教授的實驗室從事博士后研究時開發(fā)了這項突破性技術(shù)。該技術(shù)利用低頻超聲（250 kHz）引爆微觀的腫瘤靶向氣泡。在體內(nèi)，細胞破壞達到腫瘤細胞的80％。

    Ilovitsh解釋說：“微氣泡是充滿氣體的微小氣泡，直徑只有血管的十分之一。在特定的頻率和壓力下，聲波使微氣泡像氣球一樣發(fā)揮作用：它們會周期性地膨脹和收縮。這一過程會增加物質(zhì)從血管到周圍組織的轉(zhuǎn)移。我們發(fā)現(xiàn)，使用比以前更低的頻率，微氣泡可以顯著擴展，直到猛烈爆炸。我們意識到，這一發(fā)現(xiàn)可以用作癌癥治療的平臺，并開始將微氣泡直接注入腫瘤。”

    Ilovitsh團隊使用了在爆炸發(fā)生時附著在腫瘤細胞膜上靶向腫瘤的微泡，并將其直接注射到小鼠模型的腫瘤中。

    Ilovitsh說：“大約80%的腫瘤細胞在爆炸中被摧毀，爆炸本身就是陽性的。這種靶向治療既安全又經(jīng)濟，能夠摧毀大部分腫瘤。然而，這還不夠。為了防止剩余的癌細胞擴散，我們需要摧毀所有的腫瘤細胞。這就是為什么我們在微泡旁邊注射了免疫治療基因，它就像特洛伊木馬一樣，向免疫系統(tǒng)發(fā)出信號來攻擊癌細胞。”

    基因本身不能進入癌細胞。然而，這一旨在增強免疫系統(tǒng)的基因是與微泡共同注射的。在最初的爆炸中幸存下來20%的癌細胞中形成了膜孔，從而基因可以進入細胞。這觸發(fā)了免疫反應(yīng)，摧毀了癌細胞。

    Ilovitsh解釋說：“大多數(shù)癌細胞都被爆炸摧毀了，剩下的細胞通過細胞膜上形成的小孔消耗了免疫治療基因。這種基因使細胞產(chǎn)生一種物質(zhì)，以觸發(fā)免疫系統(tǒng)攻擊癌細胞。事實上，我們的小鼠身體兩側(cè)都有腫瘤。盡管我們只在一側(cè)進行了治療，但免疫系統(tǒng)也攻擊了另一側(cè)。”

    Ilovitsh說，在未來，她打算嘗試將這項技術(shù)作為一種無創(chuàng)治療方法，用于治療與大腦有關(guān)的疾病，如腦瘤和其他如阿爾茲海默癥等神經(jīng)退行性疾病。血腦屏障不允許藥物穿透，但微氣泡可以暫時打開屏障，從而無需侵入性外科手術(shù)即可使治療到達目標區(qū)域。