放散式体外冲击波增强肿瘤纳米热疗疗效 | Science Bulletin

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      近日, 中国科学院生态环境研究中心刘思金研究员课题组与北京积水潭医院刘亚军主任医师课题组合作研究, 发现利用放散式体外冲击波疗法显著改善肿瘤组织渗透滞留效应, 进而增强纳米化药物在肿瘤部位的富集量与纳米热疗疗效。北京理工大学陈晓东教授参与此项研究。中国科学院生态环境研究中心博士研究生尹春阳为该论文的第一作者。相关研究在线发表于Science Bulletin。

       肿瘤组织由于增殖迅速而处于促血管生成阶段, 由此快速生长出的血管通常未发育成熟, 具有血管内皮细胞间隙大、缺乏平滑肌层及高度曲折等异常特点；同时, 肿瘤微环境中淋巴回流系统受损。上述这些因素导致血液中长时间循环的大分子物质透过血管壁进入肿瘤间质并蓄积, 该现象即为EPR效应(肿瘤的渗透滞留效应, the enhanced permeability and retention effect)。大多数纳米化药物主要依靠EPR效应来靶向肿瘤组织, 因此一些能够促进纳米化药物靶向肿瘤部位并在肿瘤微环境中渗入/滞留的策略被认为能够增强EPR效应, 从而提高肿瘤的治疗效果。然而, 尽管许多方法已被用来增强纳米化药物在肿瘤部位的靶向, 但实际到达肿瘤部位的药物量仍十分有限, 这也是肿瘤纳米热疗面临的挑战之一。

       放散式体外冲击波治疗(radial extracorporeal shock wave therapy, Reswt)是一种安全经济的物理疗法, 目前主要应用于心肌缺血、创伤愈合及肌肉骨骼功能异常性疾病的临床治疗, 而被传统肿瘤治疗忽视。该研究将rESWT与纳米颗粒结合用于肿瘤治疗, 首先明确了rESWT诱导纳米颗粒在肿瘤部位富集的最佳低剂量及其与纳米颗粒结合治疗肿瘤的理想模式。在机制探究方面, 该研究提出了两个紧密关联的机制:

1

 rESWT诱导产生的机械力(包括压力和拉力)可能减缓肿瘤内部高压;

2

rESWT介导空化效应所产生的空泡可能直接扩张和破坏肿瘤血管。

在上述两种机制的共同作用下, rESWT最终能够促进血管扩张、增加肿瘤灌注率并改善纳米化药物在肿瘤微环境中外渗/滞留。上述机制如下图所示。

后续实验结果表明, rESWT协同纳米热疗能够大大提高肿瘤热消融效果。该研究为提升EPR效应介导的纳米化药物运送开辟了一条新途径。

该工作获得了国家自然科学基金、北京市自然科学基金及中国科学院战略先导研究项目B等项目的资助。

请阅全文

Yin C, Wang S, Ren Q, et al.

Radial extracorporeal shock wave promotes the enhanced permeability and retention effect to reinforce cancer nanothermotherapeutics.

Science  Bulletin, 2019,

https://doi.org/10.1016/j.scib.2019.04.017

本文转自公众号：中国科学杂志社

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