5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)联合触发脉冲式高强度聚焦超声(HIFU)通过声动力疗法(SDT)诱导抗肿瘤免疫反应的研究

本研究针对高强度聚焦超声(HIFU)治疗深部肿瘤时存在的高功率损伤风险，创新性地将5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)介导的声动力疗法(SDT)与新型触发脉冲HIFU系统相结合。研究人员通过小鼠结肠癌模型证实，该方案在降低声强条件下实现了显著肿瘤抑制效果，并激活了CD8+ T细胞和树突细胞的肿瘤浸润。这一发现为敏感解剖部位肿瘤治疗提供了更安全有效的超声治疗新策略，并为联合免疫治疗奠定基础。

　　

在癌症治疗领域，高强度聚焦超声(HIFU)因其非侵入特性成为深部肿瘤治疗的新希望，但临床应用中却面临"能量困境"——治疗所需的高声强可能灼伤健康组织，尤其在胃肠等敏感器官附近时风险倍增。传统HIFU就像用火焰喷射器除草，虽能清除杂草却容易烧毁整片花园。更棘手的是，单纯热消融可能错过激活免疫系统对抗肿瘤的宝贵机会。与此同时，声动力疗法(SDT)这种利用超声激活声敏剂产生抗癌效应的新技术，虽能精准打击肿瘤，却受制于传统超声系统无法精确控制空化气泡的瓶颈。

东京大学药学生命科学研究团队在《WFUMB Ultrasound Open》发表的研究中，创造性地将5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)介导的SDT与新型触发脉冲HIFU系统联姻。他们设计的"双脉冲"系统包含1000 W/cm²
的触发脉冲和150 W/cm²
的维持波，如同精确的"分子开关"控制着空化气泡的生成与维持。在MC-38结肠癌小鼠模型中，仅需单次治疗的1-SDT组就达到传统三次HIFU的抑瘤效果，3-SDT组更使肿瘤体积显著缩小。流式细胞术揭示治疗后肿瘤中CD8⁺
T细胞增加2.5倍，CD11c⁺
树突细胞增长1.7倍，特别是CD44⁺
/CD62L⁺
中央记忆型T细胞和CD172a^high
的cDC2s树突细胞亚群显著扩增。

关键技术方法包括：采用1MHz PZT陶瓷换能器构建触发HIFU系统；建立MC-38结肠癌小鼠模型并分为6组干预；通过流式细胞术分析肿瘤浸润免疫细胞亚群；使用共聚焦显微镜进行CD8a和CD11c免疫荧光染色。

研究结果部分显示：
"3.1 体内评估5-ALA联合触发HIFU的SDT疗效"中，3-SDT组肿瘤抑制效果显著优于对照组，1-SDT单次治疗即可媲美3-HIFU的疗效。
"3.2 免疫细胞分析揭示SDT增强抗肿瘤免疫应答"发现，SDT处理后肿瘤中活化的Tc-3/Tc-7(中央记忆型)和Tc-4/Tc-6(效应型)CD8⁺
T细胞亚群显著增加，同时CD11c⁺
F4/80⁺
树突样巨噬细胞和MHC-II^high
的cDC1/cDC2亚群明显富集。

讨论部分指出，该研究突破性地实现了"低能量-高疗效"的治疗范式转变。触发脉冲产生的空化气泡通过热分解和声致发光(sonoluminescence)促进5-ALA代谢产物PpIX产生活性氧，这种"化学-免疫"双重杀伤机制，使治疗声强从传统HIFU的千瓦级降至120W/cm²
。特别值得注意的是，该方案诱导的免疫记忆特征和抗原提呈细胞活化，为与PD-1抑制剂等免疫治疗的联用提供了科学依据。研究者也坦承需进一步明确空化气泡的具体贡献，以及在不同肿瘤模型中的普适性。这项研究标志着超声治疗从单纯物理消融迈向"物理-化学-免疫"协同治疗的新纪元，为临床转化开辟了安全有效的技术路径。