载药纳米颗粒可以提高超声肿瘤治疗的准确性和安全性

研究人员创造了一种新型纳米颗粒，可以使基于超声波的癌症治疗更有效、更安全，同时也有助于防止肿瘤复发。

这项发表在《纳米快报》杂志上的研究探索了一种使高强度聚焦超声对健康组织危害更小的方法。

俄勒冈州健康与科学大学是俄勒冈州第一家使用机器人辅助高强度聚焦超声设备提供前列腺癌症治疗的医院。OHSU骑士癌症研究所癌症早期检测高级研究中心（CEDAR）的研究人员希望改进一种称为机械肿瘤消融的聚焦超声。

这项技术使用能量来摧毁实体瘤，而无需手术。然而，使用聚焦超声治疗实体瘤有两大挑战：它通常需要大量能量，这会产生热量并损害健康组织；即使肿瘤破裂，一些癌症细胞也可能存活下来，并使癌症卷土重来。

“在这项研究中，我们开发了一种比纸张宽度小一千倍的微小颗粒，这有助于更有效地治疗癌症，”该研究的共同主要作者、文学学士Michael Henderson说。

“这些纳米粒子的表面设计有小气泡。当用聚焦超声波靶向时，气泡会破裂并释放能量，有助于更精确地摧毁肿瘤，”他说。“这些颗粒还涂有一种称为肽的特殊分子，这有助于它们粘附在肿瘤上，更容易进入癌症细胞。”

为了使治疗更有效，科学家们还在纳米颗粒表面的肽上添加了一种强效化疗药物。CEDAR的博士后学者、该研究的另一位共同主要作者李翔博士将这种方法描述为“一拳两拳”。

她说：“超声波在物理上摧毁了肿瘤，药物有助于消除任何可能导致肿瘤复发的癌症残留细胞。”。

在人类黑色素瘤的临床前模型中，这种组合比单独使用任何一种治疗都能导致更深的肿瘤破坏和更有效的药物输送。亨德森说：“我们的纳米粒子将超声治疗所需的能量减少了100倍。”。“这使我们能够使用短超声脉冲机械地破坏肿瘤，而不会使周围组织过热。”

在患有人类黑色素瘤肿瘤的小鼠身上进行测试时，联合治疗——超声加载药纳米颗粒——比单独使用任何一种治疗都能产生明显更好的结果。在某些情况下，肿瘤完全消失，总体存活率提高了60多天，没有观察到重大副作用。

新平台最终可用于其他治疗，包括感染或心血管疾病，其中机械和药物治疗的结合可能会有所帮助。

该研究的高级作者、OHSU医学院和OHSU骑士癌症研究所肿瘤科学助理教授Adem Yildirim博士表示：“2018年开始的纳米颗粒辅助肿瘤消融研究已经发展成为一个通过简单混合实现的多功能平台，我们现在很高兴能将其应用于免疫疗法。”。“通过将聚焦超声与智能药物输送相结合，我们看到了一种更有前景的新方法，可以更有效地对抗癌症，并减少癌症复发的机会。”

Henderson表示，未来的联合治疗，在这种情况下，超声和免疫疗法，可以帮助超越每种疗法本身的作用。

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Henderson于1998年出生于OHSU医院，由一位接受过OHSU培训的医生抚养长大。他现在是生物医学工程博士生和CEDAR成员。

在蒙大拿州卡罗尔学院攻读学士学位的过程中遇到了一些陷阱，并在OHSU/俄勒冈州立大学药学院接受了Gaurav Sahay博士的指导，但现在他又回到了OHSU的“家”。

Henderson渴望成为一名医生科学家，能够将他的研究成果转化为患者的床边，目前正在OHSU的Stuart Ibsen博士和Yildirim的指导下工作。他的工作重点是开发提高免疫疗法有效性的方法，并使用无创响应纳米材料和蛋白质阻断剂丰富液体活检。

新出版物是一个重要的早期里程碑。

“虽然这项工作仍处于早期阶段，但它为一种新型的基于纳米粒子的疗法奠定了基础，这种疗法可以改善我们治疗难治肿瘤的方法，”他说。

除Henderson、Xiang和Yildirim外，OHSU这项研究的合著者还包括Samuel Drennan，B.A.、Sinan Sabuncu，Ph.D.和Jared Fischer，Ph.D