低强度超声诱导肿瘤放射增敏研究进展

摘要:Xu H, Liu Z, Du M, Chen Z. Progression in low-intensity ultrasound-induced tumor radiosensitization. Cancer Med. 2024 Jul;13(13):e

Xu H, Liu Z, Du M, Chen Z. Progression in low-intensity ultrasound-induced tumor radiosensitization. Cancer Med. 2024 Jul;13(13):e7332. doi: 10.1002/cam4.7332. PMID: 38967145; PMCID: PMC11224918.

背景: 放射治疗(RT)是一种广泛使用的肿瘤治疗方法,而这种治疗方式的一个重大障碍是肿瘤细胞表现出的放射抗性。为了提高放疗的有效性,科学家们探索了放射增敏方法,包括使用放射增敏剂和物理刺激。然而,一些方法表现出令人失望的结果,包括副作用和有限的功效。一种更安全、更有效的放射增敏方法涉及低强度超声(LIUS),它选择性地靶向肿瘤组织并增强放射治疗的疗效。

方法: 本文综述了肿瘤放射抵抗的原因,并探讨了 LIUS 潜在的放射增敏机制。此外,它还涵盖了放射增敏中的多种 LIUS 应用策略,包括单独使用 LIUS、超声靶向血管内微泡破坏、超声介导的靶向放射增敏剂输送和声动力治疗。最后,该综述介绍了在临床环境中采用 LIUS-RT 联合治疗的局限性和前景,强调需要将研究结果与实际应用联系起来。

结果和结论: LIUS 采用经济高效的设备来促进肿瘤放射增敏、减少辐射暴露并提高患者的生活质量。这种功效归因于 LIUS 能够利用热、空化和机械效应来克服肿瘤细胞对 RT 的抵抗。多项实验分析强调了 LIUS 使用不同策略诱导肿瘤放射增敏的有效性。虽然初步研究显示出有希望的结果,但进行更全面的临床试验对于确认其在现实情况下的安全性和有效性至关重要。

本文综述了肿瘤放疗耐药的原因并探讨了 LIUS 潜在的放疗增敏机制。此外,它涵盖了放射增敏中的多种 LIUS 应用策略,包括单独使用 LIUS、超声靶向血管内微泡破坏、超声介导的靶向放射增敏剂输送和声动力治疗。最后,该综述介绍了在临床环境中采用 LIUS-RT 联合治疗的局限性和前景,强调需要将研究结果与实际应用联系起来。

低强度超声(LIUS)是放疗增效的有前景方法,以低强度脉冲波输出,平均声强小于3 W/cm²,具有最小热效应和无创性。与其它方法相比,LIUS更安全有效,操作简单,是非侵入性放射增敏剂和热疗法的优选。LIUS组织穿透深度优于光基干预。近年来,对LIUS诱导放射增敏的理解取得进展,但其机制尚不完全清楚。本综述旨在概述LIUS及其生物效应、潜在机制和应用策略,以促进其在放疗中的广泛应用。

LIUS通过多种机制增强放射敏感性,包括抑制DNA修复、减少信号转导、克服缺氧和阻碍血管生成。其生物效应主要包括热效应、空化效应和机械效应。热效应由超声波束与组织相互作用产生,受超声参数、组织特性和波束配置影响。空化效应依赖于超声造影剂微泡,其振荡和破裂产生冲击波伤害周围组织。机械效应包括辐射力和声微流,后者可能破坏组织结构。图1总结了LIUS的放射增敏机制。

LIUS 具有生物效应,包括热效应、空化效应和机械效应。由于其生物效应,LIUS 通过多种机制诱导肿瘤放射增敏。UTMD 破坏肿瘤血管内皮细胞以诱导放射增敏。UTMD 会导致内皮细胞膜中酸性鞘磷脂酶 (ASMase) 信号诱导的神经酰胺依赖性机制。辐射会导致内皮细胞核中的 DNA 损伤。UTMD 会产生更多的细胞死亡信号并更大程度地增强辐射效应。SDT 和 RT 的互补性。在存在声敏剂的情况下,LIUS 会引起空化,从而产生 ROS。ROS 通过线粒体破坏和细胞膜中的脂质氧化促进 caspase-3 的表达,从而导致细胞凋亡和坏死。RT仅引起细胞核内的DNA双链断裂,因此SDT是RT的有力补充。

LIUS 是一种广泛使用的成像技术,以其诊断疾病的安全性和便利性而闻名。值得注意的是,LIUS 采用经济高效的设备来促进肿瘤放射增敏、减少辐射暴露并提高患者的生活质量。这种功效归因于 LIUS 能够利用热、空化和机械效应来克服肿瘤细胞对 RT 的抵抗。多项实验分析强调了 LIUS 在使用多种策略诱导肿瘤放射增敏方面的有效性,包括单独 LIUS、超声靶向血管内微泡破坏、超声介导的靶向放射增敏剂递送和声动力治疗。

作为一种相对较新的放射增敏方法,LIUS 的潜在机制仍存在一些未知之处,需要进一步研究。针对不同肿瘤类型和部位定制治疗参数也很重要。虽然初步研究显示出有希望的结果,但进行更全面的临床试验对于确认其在现实情况下的安全性和有效性至关重要。这些正在进行的临床研究对于推进 LIUS 作为改善人类健康的突破性方法的应用至关重要。

来源:健康过生活

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