休斯顿-德克萨斯大学MD安德森癌症中心的研究人员开发了一种超声引导的癌症免疫治疗平台，产生全身抗肿瘤免疫，提高免疫检查点封锁的治疗效果。这项临床前研究的结果发表在今天的《自然-纳米技术》杂志上。
作为首个平台，微泡辅助超声引导癌症免疫治疗(MUSIC)方法是将纳米复合物与微泡结合，有效地将参与抗癌免疫的免疫递质环鸟苷一磷酸腺苷(cGAMP)传递到抗原提呈细胞(APCs)中。在APCs内部，微气泡释放cGAMP来激活GMP-AMP合成酶(cGAS)-干扰素基因刺激因子(STING)通路，刺激I型干扰素反应，这对启动肿瘤特异性T细胞至关重要。
在临床前研究中，MUSIC策略在乳腺癌模型中作为单药治疗时，显示了60%的完全肿瘤根除率。当与抗pd -1抗体联合使用时，MUSIC显著改善抗肿瘤反应，并具有最小的毒性作用，包括增强原发性肿瘤控制和降低全身疾病进展。此外，联合治疗显示了优越的生存效益，与单独治疗相比，中位生存增加76%。
“通过研究产生一个强大的STING激活的作用机制，我们确定了一个新的策略来激活先天和适应性的抗肿瘤免疫反应，”Wen Jiang博士说，他是放射肿瘤学助理教授，也是该研究的共同资深作者。“我们的研究结果表明，MUSIC策略能够为靶向癌症免疫治疗的新型图像引导策略铺平道路。”
免疫疗法改变了癌症治疗，为治疗难治的转移性癌症(如黑色素瘤、非小细胞肺癌和肾细胞癌)患者提供了临床效益。然而，并不是所有患者都对免疫检查点封锁有反应。因此，开发一种更有效的免疫治疗策略，以惠及更多具有局部和转移性疾病的癌症患者仍然是一个未满足的临床需求。
“尽管大多数癌症免疫疗法的重点是增强身体免疫系统的适应性分支，但人们越来越意识到，身体免疫系统的先天和适应性分支都需要参与，以产生最佳的抗肿瘤免疫，”蒋说。“这一认识导致了针对先天免疫系统调节因子的新免疫疗法的开发，包括cGAS-STING通路。”
天然激动剂，如环二核苷酸，可激活cGAS-STING通路，但细胞进入性差、血清稳定性和全身毒性一直是临床转化的主要限制。为了克服这些挑战，Jiang和他的合作者开发了MUSIC，作为首个图像引导的癌症免疫治疗策略，使用抗体靶向通过传递分子药物激活APCs中的STING。
由于微气泡也可以作为超声造影剂，研究人员使用超声扫描仪对肿瘤进行成像，并精确地识别微气泡聚集的位置。在确认微泡与肿瘤结合后，研究人员激活超声频率，导致微泡振荡和破裂，在细胞膜上形成短暂的孔洞，允许核酸直接转移到细胞内的细胞质中。这种技术被称为sonoporo，以前曾用于肿瘤细胞，但MUSIC平台是第一个将纳米复合物与微气泡结合，直接将cGAMP免疫递质传递到APCs的平台。
蒋说:“我们平台的美妙之处在于，超声设备已经在许多门诊诊所中得到应用，微气泡是fda批准的超声成像造影剂。”“因此，我们希望这是一个非常现实的机会，将MUSIC转化为临床应用，造福癌症患者。”
Jiang补充说，MUSIC平台微气泡技术背后的相同概念和设计原则可以很容易地转化为纳米尺度系统，在癌症免疫治疗应用的图像指导下靶向全身输送和激活先天免疫传感器。
Jiang说:“我们的MUSIC平台令人兴奋，因为它提供了一个新的框架，通过使用声学响应生物材料来开发图像引导免疫治疗，使高效、靶向和强大的免疫激活产生强大的抗肿瘤效应，同时最大限度地减少全身毒性。”“MUSIC平台的多功能性可能会应用于其他免疫刺激剂的靶向输送，如基于核苷酸的疫苗、mrna和多种人类疾病的其他基因疗法。”
这项研究得到了德克萨斯州癌症预防和研究所(CPRIT)、国防部和国家癌症研究所的资助。该研究的共同通讯作者是Jacques Lux博士，德克萨斯大学西南医学中心的放射学助理教授。在论文中可以找到合作作者和披露信息的完整列表。
