癌癥聲動(dòng)力療法的研究進(jìn)展

劉 允（廣東醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院，廣東東莞 523808）

癌癥是威脅人類(lèi)健康的重大致命疾病之一[1-3]。常規(guī)的癌癥治療手段主要包括外科手術(shù)治療、放療和化療等，這些治療手段各有優(yōu)勢(shì)的同時(shí)也各具其毒副作用。在減輕嚴(yán)重毒副作用的同時(shí)改善療效且低毒、無(wú)創(chuàng)的新興癌癥治療方法受到了研究者越來(lái)越多的關(guān)注。例如，光動(dòng)力療法（photodynamic therapy，PDT）是臨床用于皮膚癌等淺表癌癥的一種非侵入性治療技術(shù)，利用光敏劑在激光刺激下產(chǎn)生的單線態(tài)氧殺死癌細(xì)胞[4-6]。由于光穿透人體組織的深度有限，即使是近紅外（near infrared，NIR）激光也只能穿透組織幾毫米，PDT 對(duì)深部癌癥的治療效果并不理想。為了克服光動(dòng)力療法的缺點(diǎn)，自20 世紀(jì)80 年代末發(fā)展起來(lái)的低強(qiáng)度超聲結(jié)合聲敏劑的聲動(dòng)力療法（sonodynamic therapy，SDT）成為一種非常有前景的癌癥治療方法[7-10]。

超聲作為一種機(jī)械波，在軟組織中具有較高的穿透深度（可達(dá)10 cm 以上），已在臨床診斷和治療中得到了廣泛應(yīng)用[11]。低強(qiáng)度超聲波通過(guò)觸發(fā)聲敏劑，激活活性氧（reactive oxygen species，ROS）、空化、氣泡、熱療等物質(zhì)的產(chǎn)生，從而殺死惡性腫瘤。相比PDT 中使用的激光，超聲可以到達(dá)深部器官（例如肝臟和胰腺），治療PDT 難以治療的深部癌癥[12]。此外，根據(jù)超聲的頻率可以精確地聚焦于癌癥部位，從而實(shí)現(xiàn)聲敏劑的靶向激活，最終在不損傷周?chē)】灯鞴俚那闆r下實(shí)現(xiàn)對(duì)癌細(xì)胞的選擇性殺傷，對(duì)治療深部惡性腫瘤具有良好的療效。與PDT 相比，SDT 具有安全性高、穿透力深、成本低、靶向性良好等優(yōu)點(diǎn)，有望成為一種有前途的癌癥治療方法。

1 聲動(dòng)力治療的機(jī)制與聲敏劑

1989 年，Yumita 和Umemura 首先提出了SDT 的概念[13]。然而，由于SDT 的復(fù)雜性，其確切機(jī)制尚未明了。目前所提出的理論包括ROS 的產(chǎn)生、空化效應(yīng)和熱損傷[14]，具體如下：（1）ROS 的產(chǎn)生，一般認(rèn)為SDT的主要機(jī)制是超聲作用下激活聲敏劑產(chǎn)生ROS 導(dǎo)致癌細(xì)胞死亡。空化效應(yīng)、熱解效應(yīng)和聲光效應(yīng)都會(huì)產(chǎn)生大量ROS，通過(guò)破壞癌細(xì)胞中的蛋白質(zhì)、損傷DNA、促進(jìn)脂質(zhì)過(guò)氧化誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡達(dá)到抗癌效果。（2）空化效應(yīng)，它是一種物理現(xiàn)象，是組織液在超聲波的作用下產(chǎn)生大量直徑介于1～10 μm 的空化微泡，并發(fā)生沖擊、膨脹、收縮和內(nèi)爆的動(dòng)態(tài)過(guò)程，分為穩(wěn)定空化和慣性空化。穩(wěn)定空化使氣泡振蕩，加速周?chē)后w的流動(dòng)，使周?chē)橘|(zhì)混合，慣性空化作用使氣泡增長(zhǎng)，直到接近共振尺寸，并在塌陷前膨脹到最大尺寸。慣性空化引起能量釋放，導(dǎo)致細(xì)胞在高溫高壓下壞死?？栈⑴菟莓a(chǎn)生的強(qiáng)烈沖擊波導(dǎo)致癌細(xì)胞的機(jī)械損傷和死亡。（3）熱效應(yīng)，超聲機(jī)械能的吸收和轉(zhuǎn)化在其傳播過(guò)程中誘發(fā)熱能提高組織溫度導(dǎo)致癌細(xì)胞壞死。

雖然對(duì)SDT 的機(jī)制尚有爭(zhēng)論，但毫無(wú)疑問(wèn)，SDT對(duì)癌細(xì)胞有明顯的殺傷作用。一般來(lái)說(shuō)，SDT 以超聲為激勵(lì)源，通過(guò)聲敏劑介導(dǎo)引起細(xì)胞凋亡。因此，它被認(rèn)為是SDT 的另一個(gè)關(guān)鍵因素，在過(guò)去幾十年中得到了迅速發(fā)展。選擇合適的聲敏劑用于SDT 也是當(dāng)前研究中的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。聲敏劑主要可分為有機(jī)聲敏劑和無(wú)機(jī)聲敏劑[15]。有機(jī)聲敏劑主要包括卟啉衍生物、玫瑰紅（RB）、菁、天然產(chǎn)物等，早期主要是第一代光敏劑，多數(shù)是脂溶性小分子，因其良好的生物安全性和潛在的臨床轉(zhuǎn)化前景而被廣泛研究，但也存在水溶性差、循環(huán)時(shí)間短、腫瘤富集率低等問(wèn)題，限制了它們的進(jìn)一步應(yīng)用。無(wú)機(jī)聲敏劑主要包括二氧化鈦（TiO2），氧化鋅（ZnO）、四氧化三鐵（Fe3O4）和黑磷（black phosphorus，BP）等。與有機(jī)聲敏劑相比，無(wú)機(jī)聲敏劑具有更好的穩(wěn)定性、低光毒性和某些獨(dú)特的理化性質(zhì)，使其在血液中更容易循環(huán)，但其缺點(diǎn)是自身毒性較大和較低的超聲吸收效率。為了克服這些缺陷，研究者采取了將聲敏劑（有機(jī)/無(wú)機(jī)）與納米技術(shù)結(jié)合的策略，從而使其具有巨大的潛力。例如，Ma 等[16]合成了3 種金屬-4-甲基苯基卟啉（TTP）配合物（MnTTP、ZnTTP 和TiOTTP），并用人血清白蛋白（HSA）包封形成納米聲敏劑，這些合成物表現(xiàn)出良好的生物相容性、腫瘤靶向性、光穩(wěn)定性、組織穿透性和抗腫瘤效果?；阼F轉(zhuǎn)運(yùn)血清糖蛋白轉(zhuǎn)鐵蛋白（Tf）結(jié)合腫瘤細(xì)胞的能力，Zhang 等[17]通過(guò)直接酰胺化原卟啉（PpIX）的羧基和鐵飽和轉(zhuǎn)鐵蛋白（Tf）的氨基制備了自組裝納米聲敏劑（Tf-P NPs），它具有良好的生物安全性，在4 ℃下可長(zhǎng)期穩(wěn)定存在2個(gè)月。由于HeLa 腫瘤細(xì)胞高表達(dá)轉(zhuǎn)鐵蛋白受體（TfR），納米聲敏劑通過(guò)TfR介導(dǎo)的內(nèi)吞作用遞送到腫瘤深部，能顯著增強(qiáng)其SDT 療效。為了進(jìn)一步提高TiO2納米粒子的穩(wěn)定性和生物相容性，You 等[18]將羧甲基葡聚糖（CMD）化學(xué)鍵合在TiO2納米粒子表面制備得到親水的HTIO2納米聲敏劑，在PBS 中5 d 內(nèi)沒(méi)有觀察到明顯的聚集現(xiàn)象，從而表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性，并且在超聲作用下HTIO2納米聲敏劑產(chǎn)生的ROS 可顯著抑制淺表腫瘤和深部肝臟腫瘤的生長(zhǎng)。

2 增強(qiáng)聲動(dòng)力治療的策略

聲敏劑自身效率較低，加上乏氧、還原性較強(qiáng)的腫瘤微環(huán)境（TME），嚴(yán)重限制了SDT 的治療效果[19]。因此，改善腫瘤微環(huán)境可以顯著提高SDT 對(duì)癌癥的殺傷效率。根據(jù)SDT 的機(jī)理和腫瘤微環(huán)境的特點(diǎn)，利用聲敏劑增強(qiáng)SDT 效率的策略主要包括增強(qiáng)空化作用、緩解乏氧與消耗谷胱甘肽。

2.1 增強(qiáng)空化效應(yīng)

超聲作用下，聲敏劑介導(dǎo)產(chǎn)生的空化效應(yīng)是保障SDT 良好治療效果的重要因素之一。因此，有效提高聲敏劑在腫瘤部位的空化效應(yīng)可以顯著改善SDT 療效[20-23]。首先，可通過(guò)開(kāi)發(fā)具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)的聲敏劑提高空化效應(yīng)改善SDT 療效。例如，有研究者成功合成了具有很高SDT 療效的納米聲敏劑PMCS，在超聲作用下，PMCS 可高效產(chǎn)生單線態(tài)氧和羥基自由基；同時(shí)，高速攝像機(jī)首次捕捉到納米顆粒輔助的空化過(guò)程，利用PMCS 特殊的多孔結(jié)構(gòu)和高比表面積增強(qiáng)空化效應(yīng)，大大提高了SDT 的效率，進(jìn)而有效地消滅腫瘤細(xì)胞及顯著抑制腫瘤的生長(zhǎng)[24]。其次，可通過(guò)在腫瘤部位原位生成氣體大大增強(qiáng)空化效應(yīng)改善SDT 療效。例如，F(xiàn)eng 等[25]制備了基于介孔碳酸鈣納米粒子裝載血卟啉單甲醚（HMME）并修飾透明質(zhì)酸（HA）的納米聲敏劑HMME/MCC-HA 增強(qiáng)SDT 療效，通過(guò)CD44受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用定位到腫瘤區(qū)域后，在超聲作用和腫瘤固有的酸性條件共同作用下釋放HMME 并產(chǎn)生二氧化碳，一方面超聲激發(fā)的二氧化碳的氣泡和爆裂效應(yīng)導(dǎo)致癌細(xì)胞壞死及血管損傷，進(jìn)一步阻斷了血液供應(yīng)，另一方面，超聲激發(fā)HMME 產(chǎn)生大量的ROS進(jìn)一步誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡，從而細(xì)胞凋亡/ 壞死和多種機(jī)制的結(jié)合產(chǎn)生明顯的抗腫瘤效果，同時(shí)減少了對(duì)正常組織的毒副作用?？傊?，通過(guò)增強(qiáng)空化效應(yīng)可以顯著提高SDT 抗腫瘤的療效。

2.2 改善乏氧

氧氣是SDT 過(guò)程中ROS 的主要來(lái)源之一，SDT 的治療效果受腫瘤內(nèi)氧氣濃度的影響。然而，腫瘤缺氧是實(shí)體瘤的惡性特征之一，將嚴(yán)重削弱SDT 的治療效果。且SDT 治療過(guò)程中的氧氣消耗會(huì)進(jìn)一步加重腫瘤內(nèi)的缺氧程度，誘導(dǎo)癌細(xì)胞的再生，使治療過(guò)程更加困難。因此，靶向遞送或腫瘤部位原位生成氧氣以高效提高腫瘤局部的氧氣濃度是提高SDT 療效的有效策略[26-30]。為了緩解腫瘤微環(huán)境的乏氧狀態(tài)，提高SDT 的抗癌效果，Zhang 等[31]合成了中空普魯士藍(lán)納米粒子同時(shí)包載聲敏劑和攜帶氧氣的全氟己烷，在超聲作用下，全氟己烷由液滴變?yōu)槲⑴?，同時(shí)釋放聲敏劑和氧氣高效地產(chǎn)生ROS。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該納米聲敏劑能顯著提升腫瘤內(nèi)活性氧濃度，提高SDT 療效。除靶向遞送氧氣到腫瘤部位外，還可直接在腫瘤中原位產(chǎn)生氧氣以解決缺氧問(wèn)題。例如，Zhu 等[32]通過(guò)氧化還原反應(yīng)在介孔硅的通道中合成了MnOx 納米粒子，同時(shí)將原卟啉負(fù)載到介孔硅中，并進(jìn)一步用腫瘤靶向的環(huán)精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD）多肽修飾其表面得到最終的納米聲敏劑。首先RGD 多肽作用使納米聲敏劑腫瘤中高度聚集，利用MnOx 分解腫瘤中過(guò)表達(dá)的過(guò)氧化氫（H2O2）使之生成氧氣，最終通過(guò)增加腫瘤內(nèi)氧氣水平提高SDT 的療效。同樣，MnO2納米結(jié)構(gòu)本身可以作為聲敏劑載體，Zhang 等[33]利用中空MnO2納米粒子作為載體，將葡萄糖氧化酶（GOx）修飾在其表面，內(nèi)載聲敏劑血卟啉甲醚（HMME）。利用葡萄糖氧化酶消耗腫瘤部位葡萄糖生成高濃度過(guò)氧化氫和葡萄糖酸進(jìn)行腫瘤饑餓治療，同時(shí)中空MnO2納米粒子催化高濃度過(guò)氧化氫原位產(chǎn)生氧氣顯著提高SDT 的效率。在另一例子中，Liang 等[34]制備了納米聲敏劑H-Pt-TiO2，由于其特殊的中空結(jié)構(gòu)，H-Pt-TiO2納米聲敏劑可裝載藥物Doxorubicin（DOX）。在這個(gè)體系中，DOX 不僅是化療藥物，而且是良好的聲敏劑。同時(shí)，Pt 納米粒子在納米聲敏劑表面的不均勻分布不僅促進(jìn)了電子轉(zhuǎn)移，而且作為納米酶催化腫瘤部位內(nèi)源性過(guò)氧化氫的分解生成氧氣緩解腫瘤缺氧，大大增強(qiáng)了SDT 的效果。綜上，SDT 治療需要大量氧氣，通過(guò)不同的方式緩解腫瘤的乏氧狀態(tài)可以顯著提高ROS 的生成效率，從而提高SDT 抗腫瘤效果。

2.3 消耗谷胱甘肽（GSH）

腫瘤微環(huán)境的另一個(gè)特點(diǎn)是大量存在的還原性谷胱甘肽（GSH），可以保護(hù)癌細(xì)胞免受游離ROS 引起的氧化損傷。為了削弱和適應(yīng)SDT 引起的高水平的胞內(nèi)ROS，癌細(xì)胞也會(huì)產(chǎn)生高濃度的抗氧化劑谷胱甘肽（GSH）以維持細(xì)胞生存所需的氧化還原平衡。如果GSH 不能及時(shí)大量被消耗，SDT 的療效將大大減弱。因此，促進(jìn)ROS 的產(chǎn)生和/或通過(guò)消耗谷胱甘肽減少ROS 的清除以破壞細(xì)胞內(nèi)氧化還原的平衡，可以顯著放大細(xì)胞內(nèi)的氧化應(yīng)激提升SDT 抗腫瘤效果。基于此，可通過(guò)開(kāi)發(fā)具有谷胱甘肽消耗特性的納米聲敏劑增強(qiáng)SDT[35-39]。例如，Gong 等[40]制備了缺氧雙金屬氧化物MnWOx-PEG 納米聲敏劑用于多模態(tài)成像引導(dǎo)的SDT 抗癌，聚乙二醇的修飾使其在水、PBS 和細(xì)胞培養(yǎng)基中表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性，且在超聲作用下可高效產(chǎn)生單線態(tài)氧和羥基自由基進(jìn)行抗癌。此外，該納米聲敏劑表現(xiàn)出高效的谷胱甘肽清除能力，通過(guò)抑制谷胱甘肽介導(dǎo)的活性氧清除進(jìn)一步提高SDT 的效率。最終，MnWOx-PEG 納米聲敏劑在尾靜脈注射后可以迅速代謝并從小鼠體內(nèi)排出，減輕了長(zhǎng)期滯留造成的毒性。因此，可以作為安全高效的納米聲敏劑用于提升腫瘤SDT療效。除了具有清除谷胱甘肽特性的無(wú)機(jī)納米粒子外，一些小分子藥物也被用來(lái)消耗谷胱甘肽以提高SDT 的治療效果。g-谷氨酰半胱氨酸合成酶（g-GCS）對(duì)于細(xì)胞中谷胱甘肽合成至關(guān)重要，而L-丁硫氨酸亞磺酰亞胺（BSO）能夠有效抑制g-谷氨酰半胱氨酸合成酶。Dong等[41]以無(wú)定形碳酸鈣（CaCO3）為模板制備了具有pH響應(yīng)型解離特性的空心BSO-TCPP/Fe@CaCO3-PEG 納米聲敏劑，他們通過(guò)引入L-丁硫氨酸亞磺酰亞胺抑制谷胱甘肽合成，BSO-TCPP/Fe@CaCO3-PEG 納米聲敏劑表現(xiàn)出pH 響應(yīng)型釋放L-丁硫氨酸亞磺酰亞胺和Ca2+的特性，放大了腫瘤細(xì)胞的氧化壓力。由于其出色的聲動(dòng)力學(xué)性能，BSO-TCPP/Fe@CaCO3-PEG 納米聲敏劑可以有效地抑制腫瘤的生長(zhǎng)?？傊谀[瘤部位可以通過(guò)有效地消耗谷胱甘肽降低ROS 的清除效率來(lái)顯著提高聲敏劑的聲動(dòng)力性能，從而提高SDT 的治療效率。

3 聲動(dòng)力聯(lián)合療法

除了SDT，光動(dòng)力療法[42-47]、光熱療法[48-52]、化療[53-57]、免疫治療[58-62]、化學(xué)動(dòng)力學(xué)療法[63-67]和氣體療法[68-72]等也是常見(jiàn)的腫瘤治療方式，并且已發(fā)展了多年?？紤]到腫瘤固有的異質(zhì)性和腫瘤生長(zhǎng)過(guò)程中多種途徑的參與，單一的治療方法很難取得滿意的療效。針對(duì)這一問(wèn)題，很多研究將其他療法與SDT 互補(bǔ)進(jìn)行聯(lián)合治療，以提升腫瘤治療效果。

3.1 聲動(dòng)力/光動(dòng)力聯(lián)合治療

由于光穿透組織的深度非常有限（0.5～2.0 mm），使用紫外或可見(jiàn)光的光動(dòng)力療法前景較差。SDT 和光動(dòng)力療法聯(lián)合使用會(huì)產(chǎn)生更多的ROS，降低聲敏劑/光敏劑劑量，增強(qiáng)細(xì)胞毒性[73-77]。到目前為止，已經(jīng)研究了許多同時(shí)可作為聲敏劑的光敏劑，如卟啉衍生物和玫瑰紅等。例如，同時(shí)可作為光敏劑和聲敏劑的血卟啉（HP）由于其水溶性差，臨床應(yīng)用受到限制。Nomikou 等[78]制備了基于聚乳酸-羥基乙酸共聚物[poly（lactic-co-glycolic acid），PLGA]的多功能可生物降解的納米載體包載血卟啉和吲哚菁綠（ICG），其中PLGA 是一種被FDA 批準(zhǔn)可用于臨床的可生物降解生物相容性聚合物，且吲哚菁綠也是已批準(zhǔn)的可臨床應(yīng)用的近紅外熒光探針，其實(shí)驗(yàn)顯示，在光和超聲單獨(dú)或聯(lián)合作用下，腫瘤生長(zhǎng)均明顯受到抑制，表明該納米藥物可以用于聲動(dòng)力和光動(dòng)力聯(lián)合治療。同時(shí)，玫瑰紅（RB）是一種水溶性的紅光熒光染料，也被用作光敏劑和聲敏劑。針對(duì)其水溶性和生物利用度都很差的問(wèn)題，Chen 等[79]合成6 種玫瑰紅的衍生物，極大改善了兩親性和細(xì)胞攝取能力，其中的甲氧基聚乙二醇修飾的玫瑰紅衍生物更是被HepG2 細(xì)胞高效攝取后，經(jīng)光照和超聲激發(fā)產(chǎn)生更大量的ROS 實(shí)現(xiàn)了良好的聲動(dòng)力/光動(dòng)力聯(lián)合治療效果。在另一例子中，Zhang 等[80]利用葉綠素衍生物作為光敏劑和聲敏劑，在光動(dòng)力治療的同時(shí)，對(duì)12 例乳腺癌患者進(jìn)行聲動(dòng)力聯(lián)合小劑量化療，結(jié)果顯示75%的患者在第1 周期治療后顯示出治療效果，尤其針對(duì)一位同時(shí)轉(zhuǎn)移到內(nèi)臟和大腦的患者有良好的治療效果，提示聲動(dòng)力/光動(dòng)力聯(lián)合治療不良反應(yīng)較小，以及其在提高晚期乳腺癌小劑量化療療效方面的潛力。

3.2 聲動(dòng)力/光熱聯(lián)合治療

光熱療法（PTT）是在光照射下利用光熱轉(zhuǎn)換劑將光能轉(zhuǎn)化為熱能，提高腫瘤組織周?chē)h(huán)境的溫度從而導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的損傷的治療方法，是一種被廣泛研究的抗腫瘤療法。常見(jiàn)的光熱轉(zhuǎn)換劑包括金納米粒子、還原氧化石墨烯、超薄氧化石墨烯和黑色二氧化鈦（TiO2）等[81-84]。作為最具代表性的無(wú)機(jī)納米聲敏劑，黑色二氧化鈦能在超聲作用下產(chǎn)生ROS，然而ROS 產(chǎn)生量較低。為了提高SDT 和光熱治療的協(xié)同抗腫瘤性能，研究人員將黑色二氧化鈦直接生長(zhǎng)在還原型氧化石墨烯（GR）納米片表面，還原型氧化石墨烯不僅提高了黑色二氧化鈦的SDT 效果，還其高效的光熱轉(zhuǎn)換特性實(shí)現(xiàn)了協(xié)同PTT 抗腫瘤[85-90]。最近，還有研究人員研制了一種可用于聲動(dòng)力/光熱聯(lián)合治療的TiO2涂層金納米粒子，金納米粒子自身在近紅外一區(qū)（NIR-I）具有良好的光熱轉(zhuǎn)換效應(yīng)，但經(jīng)TiO2修飾后在近紅外二區(qū)（NIRII）表現(xiàn)出較強(qiáng)光熱轉(zhuǎn)換率（1 064 nm 處η=42.05%），體外和體內(nèi)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了它具有顯著的協(xié)同治療效果[91]。此外，有文獻(xiàn)報(bào)道了一種新型的Pt-Cu Janus納米粒子（PCPT），其中具有較大內(nèi)腔的空心半導(dǎo)體硫化銅（CuS）可高效負(fù)載聲敏劑四（4-氨基苯基）卟啉（TAPP，18.5wt%），動(dòng)態(tài)光散射實(shí)驗(yàn)證實(shí)其在PBS 和培養(yǎng)基中具有良好的穩(wěn)定性，更是在808 nm 激光輻照下表現(xiàn)出良好的光熱轉(zhuǎn)換性能。Pt-Cu Janus 納米粒子還可以催化腫瘤微環(huán)境中高濃度的過(guò)氧化氫產(chǎn)生氧氣克服腫瘤缺氧，從而促進(jìn)SDT 抗腫瘤效率，CT26 荷瘤小鼠動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)，基于Pt-Cu Janus 納米粒子的聲動(dòng)力/光熱聯(lián)合治療組對(duì)CT26 荷瘤小鼠的腫瘤生長(zhǎng)有明顯的抑制作用，且具有較高的療效和安全性[92]。

3.3 聲動(dòng)力/藥物聯(lián)合治療

化療是臨床上治療癌癥的一種常見(jiàn)而高效的方法，提高腫瘤對(duì)化療藥物的敏感性及克服耐藥性一直是熱點(diǎn)。有研究結(jié)果表明，超聲作用可以選擇性地增加腫瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物的攝取，從而緩解耐藥并減少對(duì)正常細(xì)胞和組織的毒副作用。同時(shí)，SDT 還可以通過(guò)激活線粒體Caspase 信號(hào)通路提高腫瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物的敏感性。此外，SDT 不僅能直接導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞死亡還能促進(jìn)腫瘤部位藥物釋放。超聲誘導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)藥物釋放可逆轉(zhuǎn)多藥耐藥（MDR）從而增強(qiáng)藥物治療效果。因此，SDT 與化療的結(jié)合可以達(dá)到協(xié)同治療效果。低劑量的SDT 能誘導(dǎo)自噬，可通過(guò)調(diào)節(jié)自噬來(lái)增強(qiáng)SDT 的效率[93-98]。Feng 等[99]開(kāi)發(fā)了可通過(guò)調(diào)節(jié)自噬來(lái)優(yōu)化乳腺癌SDT 療效的納米仿生系統(tǒng)，他們將自噬抑制劑硫酸羥氯喹（HCQ）負(fù)載于中空介孔TiO2納米顆粒（HMTNPs）并包裹癌細(xì)胞膜后，得到了一種仿生納米系統(tǒng)CCM-HMTNPs/HCQ。該仿生納米系統(tǒng)穩(wěn)定性良好，能避免巨噬細(xì)胞吞噬并通過(guò)同源靶向主動(dòng)識(shí)別和定位腫瘤。隨后，在超聲作用下釋放的硫酸羥氯喹抑制自噬切斷受損細(xì)胞器的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)，從而消除了癌細(xì)胞對(duì)SDT 的抗性。體內(nèi)研究證實(shí)顯著的協(xié)同抗腫瘤作用。同時(shí)，Wu 等[100]報(bào)道了由透明質(zhì)酸（HA）、端羧基聚酰胺胺樹(shù)狀分子（PCH）、ICG 和DOX 組成的納米復(fù)合材料（ICG@PCH@DOX@HA，HPCID）用于聲動(dòng)力/藥物聯(lián)合治療。HPCID 被CD-44 過(guò)度表達(dá)的4T1 癌細(xì)胞吸收后透明質(zhì)酸酶響應(yīng)型釋放DOX，聯(lián)合超聲介導(dǎo)ROS 生成誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡。在4T1 小鼠腫瘤模型中，HPCID 介導(dǎo)的聲動(dòng)力/藥物聯(lián)合治療對(duì)腫瘤生長(zhǎng)和腫瘤肺轉(zhuǎn)移有明顯的抑制作用，此研究為世人提供了一種治療乳腺癌的新策略。

3.4 聲動(dòng)力/免疫聯(lián)合治療

與其他癌癥治療方式不同，免疫治療主要利用免疫系統(tǒng)來(lái)特異性識(shí)別和摧毀腫瘤，因此不會(huì)對(duì)正常組織造成任何損害。此外，免疫治療具有持久的抗腫瘤作用，可產(chǎn)生免疫記憶，防止腫瘤復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移。因此，免疫治療是一種非常有前途的腫瘤治療方法。免疫治療雖有諸多益處，但在實(shí)際應(yīng)用中仍有許多缺點(diǎn)和局限性。例如，免疫療法對(duì)治療晚期實(shí)體瘤的效果較差。通過(guò)免疫治療與其他治療方法的結(jié)合可以提高治療效果并預(yù)防癌癥的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移。另一方面，SDT 并不能有效地根除遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)移瘤，利用免疫療法，特別是免疫檢查點(diǎn)阻斷（ICB），可以通過(guò)激發(fā)人體的免疫系統(tǒng)來(lái)識(shí)別和攻擊腫瘤細(xì)胞和組織來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。但是，ICB 只對(duì)一部分患者有效，但大多數(shù)患者只有短暫的反應(yīng)或根本沒(méi)有效果，嚴(yán)重阻礙了其在臨床上的廣泛應(yīng)用。SDT 具有優(yōu)越的組織滲透性和安全性，可以結(jié)合免疫治療聯(lián)合抗癌。利用SDT 可以有效地抑制原發(fā)腫瘤，在此過(guò)程中釋放的免疫原性因子可以激活宿主的免疫反應(yīng)，從而防止腫瘤的轉(zhuǎn)移并長(zhǎng)期抑制腫瘤的復(fù)發(fā)。因此，SDT聯(lián)合免疫治療，不僅能有效治療原發(fā)癌，還能抑制癌癥復(fù)發(fā)[101-105]。例如，為提高ICB 的治療效果，研究人員利用低強(qiáng)度超聲刺激微泡（USMB）介導(dǎo)的SDT 與抗免疫檢查點(diǎn)抑制劑（抗PD-1，aPD-1）相結(jié)合協(xié)同抑制腫瘤，在超聲作用下，USMB 的治療不僅阻斷了腫瘤的血液供應(yīng)，而且還誘發(fā)了劇烈的空化效應(yīng)。aPD-1 抗體可阻斷PD-L1 和T 細(xì)胞上的受體PD-1 之間的結(jié)合以釋放抗腫瘤免疫反應(yīng)物質(zhì)，通過(guò)USMB 介導(dǎo)的SDT 和aPD-1 抗體介導(dǎo)的ICB 聯(lián)合治療顯著抑制了腫瘤生長(zhǎng)，相比單一治療大大延長(zhǎng)了動(dòng)物生存期。同時(shí)，一種基于聲敏劑增強(qiáng)的無(wú)創(chuàng)SDT 與抗PD-L1 檢查點(diǎn)阻斷免疫治療相結(jié)合的聯(lián)合腫瘤治療納米藥物（HMM/R837@Lip）也被設(shè)計(jì)出來(lái)，研究所用的聲敏劑血卟啉單甲醚（HMME）、Toll樣受體激動(dòng)劑咪喹莫特（R837）和藥物載體脂質(zhì)體均獲得FDA 臨床批準(zhǔn)，具有良好的生物安全性。4T1 和CT26 荷瘤小鼠動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明了HMM/R837@Lip 的高腫瘤蓄積和延遲腫瘤滯留特性。聯(lián)合治療結(jié)果證實(shí)抗PD-L1 免疫治療防止了肺轉(zhuǎn)移。此外，聲動(dòng)力/免疫聯(lián)合治療提供了長(zhǎng)期的免疫記憶功能，可以有效防止復(fù)發(fā)[106]。總之，利用SDT 的深層穿透性、非侵入性、局部治療安全性和誘導(dǎo)免疫反應(yīng)的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)與ICB 的結(jié)合可以進(jìn)一步提高治療效果，

3.5 聲動(dòng)力/化學(xué)動(dòng)力學(xué)聯(lián)合治療

化學(xué)動(dòng)力療法利用具有芬頓或類(lèi)芬頓特性的納米材料催化腫瘤部位高濃度的過(guò)氧化氫產(chǎn)生大量的羥基自由基，從而引起腫瘤細(xì)胞的凋亡和損傷。它巧妙地利用了腫瘤微環(huán)境中的酸性和高水平的過(guò)氧化氫原位生成劇毒的羥基自由基，無(wú)需任何外界刺激，從而避免了對(duì)健康組織/器官的滲透限制和不良反應(yīng)的問(wèn)題。通過(guò)超聲作用產(chǎn)生活性氧的SDT 則高度依賴(lài)于氧氣濃度，而氧氣濃度會(huì)受到腫瘤缺氧條件的干擾。因此，SDT 和化學(xué)動(dòng)力療法聯(lián)合治療將具有更深的組織滲透和增加活性氧生成的優(yōu)勢(shì)，具有協(xié)同效果。此外，研究發(fā)現(xiàn)許多芬頓或類(lèi)芬頓材料同時(shí)可作為聲敏劑，使用這種材料可以大大增強(qiáng)對(duì)腫瘤的殺傷效率[107-111]。例如，最近報(bào)道的具有類(lèi)芬頓催化活性的超細(xì)PEG-TiO1+x納米棒同時(shí)可顯著提高聲動(dòng)力效果，用于化學(xué)動(dòng)力學(xué)增強(qiáng)的SDT。與商業(yè)化TiO2納米粒子相比，PEG-TiO1+x納米棒在超聲作用下更加高效地產(chǎn)生ROS，且表現(xiàn)出良好的類(lèi)芬頓催化活性，可催化腫瘤內(nèi)源性過(guò)氧化氫生成大量羥基自由基進(jìn)行化學(xué)動(dòng)力療法。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)了其聲動(dòng)力/化學(xué)動(dòng)力學(xué)聯(lián)合治療效果[112]。同時(shí)，腫瘤部位高濃度的谷胱甘肽嚴(yán)重削弱了基于ROS 的治療方法的殺傷力（包括化學(xué)動(dòng)力學(xué)療法和SDT），因此可通過(guò)消耗谷胱甘肽來(lái)提高化學(xué)動(dòng)力學(xué)療法和SDT 的效果。例如，有研究者制備了一種銅基PTCu3-PEG 納米籠，它既能產(chǎn)生活性氧，又能作為類(lèi)芬頓材料。經(jīng)聚乙二醇化在生理介質(zhì)（H2O、PBS、0.9% NaCl、FBS）中穩(wěn)定性良好。此外，PTCu3-PEG 納米籠可加速GSH 的耗竭。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，在加入外源性過(guò)氧化氫和超聲共同作用下，PTCu3-PEG納米籠比單獨(dú)使用無(wú)超聲作用時(shí)誘導(dǎo)更多的谷胱甘肽耗盡和ROS 生成。隨著PTCu3-PEG 濃度的增加，4T1細(xì)胞的活力明顯降低，而在加入外源性過(guò)氧化氫和超聲作用下則進(jìn)一步增強(qiáng)化學(xué)動(dòng)力學(xué)療法和SDT 療效。4T1 荷瘤小鼠的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明，PTCu3-PEG 納米籠介導(dǎo)的聲動(dòng)力/化學(xué)動(dòng)力學(xué)聯(lián)合治療效果顯著[113]。

3.6 聲動(dòng)力/氣體聯(lián)合治療

氣體療法是利用一氧化氮（NO）、二氧化碳（CO2）或氮?dú)猓∟2）的微泡進(jìn)行治療。然而，由于特定部位的氣體釋放和傳遞是不可控的，因此微泡在體內(nèi)的應(yīng)用非常困難。為了克服這些限制，可將氣體治療和SDT 結(jié)合實(shí)現(xiàn)通過(guò)提供及時(shí)和局部可控的氣泡來(lái)獲得更好的治療效果[114-119]，原理是利用SDT 實(shí)現(xiàn)氣體可控釋放，進(jìn)而利用所釋放氣體增強(qiáng)空化效應(yīng)改善SDT 療效。例如，Lin 等[120]構(gòu)建了100 nm 左右的2，2′-偶氮-雙[2-（2-咪唑啉-2-基）丙烷]二鹽酸鹽（AIPH）脂質(zhì)體（LIPAIPH），其在細(xì)胞培養(yǎng)基中穩(wěn)定性良好，在超聲作用下，LIP-AIPH 同時(shí)產(chǎn)生氮?dú)馕⑴莺透邼舛鹊淖杂苫?，可誘導(dǎo)氧化應(yīng)激和SDT 介導(dǎo)的抗腫瘤效果。體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)，在超聲作用下經(jīng)LIP-AIPH 處理的MCF-7 細(xì)胞活力顯著降低，呈濃度依賴(lài)性。沒(méi)有超聲作用時(shí)，細(xì)胞毒性很小。此外，經(jīng)LIP-AIPH 超聲作用下治療的MCF-7荷瘤小鼠腫瘤體積顯著縮小，且無(wú)明顯不良反應(yīng)。

4 結(jié)語(yǔ)

SDT 無(wú)創(chuàng)性和高靶向性等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)為腫瘤治療方案提供新的選擇。近年來(lái)，SDT 已成為癌癥治療的重要選擇之一。SDT 由聲敏劑、氧氣分子和超聲波等組成。SDT 力圖將低強(qiáng)度超聲和聲敏劑結(jié)合在一起，從而達(dá)到滿意的治療效果，同時(shí)最大程度地減少對(duì)健康組織的損害。在本文中，筆者總結(jié)了SDT 的機(jī)制、常見(jiàn)聲敏劑種類(lèi)和改善SDT 性能的不同策略，包括增強(qiáng)空化效應(yīng)，緩解乏氧和消耗谷胱甘肽，并介紹了基于SDT 的聯(lián)合治療，展示了其廣闊的應(yīng)用前景。盡管人們已經(jīng)做出了很大努力開(kāi)發(fā)新型高效的聲敏劑用于SDT，但仍存在一些問(wèn)題需要解決。首先，如何高效提升聲敏劑的聲動(dòng)力學(xué)效率仍是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一；其次，如何避免超聲散射和衍射造成的正常組織的損傷，從而廣泛應(yīng)用于臨床，這也是SDT 面臨的問(wèn)題之一；再次，SDT 研究的模型仍主要局限于小鼠皮下實(shí)體瘤模型，未能體現(xiàn)SDT 組織穿透深度的優(yōu)勢(shì)；最后，SDT 的效能與超聲的強(qiáng)度和頻率密切相關(guān)，統(tǒng)一的參考聲敏劑測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一的儀器參數(shù)仍未得到確定，不利于以后SDT 的臨床發(fā)展。再有的是，如何避免高頻超聲的不良反應(yīng)有待進(jìn)一步研究。SDT 的明確機(jī)制也存在一定爭(zhēng)議，需要更為深入的研究來(lái)闡明。