空化效应增敏曲妥珠单抗-卟啉微泡联合声动力治疗HER2阳性胃癌的实验研究

Photodynamic therapy, a novel and minimally invasive treatment, that is able to kill cancer cells directly is limited to the treatment of early gastric cancer because of the low light penetration of tissue. Instead sonodynamic therapy has overcome the shortcoming of low penetration of photodynamic therapy, making SDT the potential treatment to advanced gastric cancer. Low drug absorption rate of the tumor has been one of the problems of SDT, our former research demonstrates that microbubble containing sonosensitizer will be able to enhance the cavitation effect, so that the drug absorption rate of the tumor cell will be obviously increased. We suggest that Trastuzumab, a targeted drug of gastric cancer, transferred and contained in microbubble along with sonosensitizer as a new method, which can provide a higher accumulation of the drug in the tumor site and alliance with the cavitation effect provided by the bubble. It will be able to increase the local concentration of sonosensitizer, to achieve a better outcome of those patients with gastric cancer.

光动力是一种直接杀伤癌细胞的新型微创治疗手段，但由于光的穿透性较低，光动力仅局限于早期胃癌的治疗。声动力中超声波的软组织穿透力强，能够克服光动力穿透力低的缺点，有望应用于进展期及晚期胃癌的治疗。然而，目前声动力采用的卟啉声敏剂疏水性强，现有的载体携带卟啉进入细胞时，只有不到5%的有效成分可以到达细胞内，使得声动力对肿瘤细胞的杀伤效果不明显。我们前期的研究发现，将卟啉声敏剂制备成微泡结构，借助超声的空化作用，使得肿瘤血管内的微泡发生震动和爆破，其释放出的机械能将肿瘤细胞膜瞬时打孔，增加了肿瘤细胞膜的通透性，有效提高药物吸收效率。在此研究基础上，我们将使用胃癌的靶向药物与卟啉联合制作成超声靶向微泡，进一步促进卟啉声敏剂靶向浓聚在胃癌组织内，提高局部药物浓度，协同超声空化效应产生的细胞膜声孔，使得卟啉声敏剂充分进入细胞内，提高声动力治疗胃癌的疗效。

背景.胃癌是消化道最常见的恶性肿瘤之一。曲妥珠单抗联合化疗是治疗HER2阳性进展期胃癌的一线治疗方法，但由于给药效率低以及肿瘤细胞对化疗药物的耐药性，目前仍然存在疗效有限、副作用严重等问题。与化疗易产生耐药性相比，新兴的SDT无耐药性，并且可多次实施，因此曲妥珠单抗联合SDT具有较好的运用前景。但是SDT采用的小分子声敏剂如卟啉等疏水性强，在血液循环中很快被清除，导致到达肿瘤处的声敏剂含量有限，导致SDT疗效不佳，阻碍了其进一步发展。因此，增强声敏剂及靶向药物在肿瘤组织的富集，在降低全身毒副作用的同时提高治疗效果具有重要价值。基于此，我们构建了两一种药物递送系统用于声敏剂和曲妥珠单抗的共递送来实现HER2阳性胃癌的高效联合治疗。.主要研究内容.我们构建了一种同时递送声敏剂和曲妥珠单抗的超声微泡（TDP MBs）用于声敏剂和曲妥珠单抗的高效递送。主要步骤为首先通过乙醇注入法制备出DP NPs，然后通过酰胺键将曲妥珠单抗偶联到DP NPs上得到TDP NPs，最后充入SF6后进行机械震荡即得到TDP MBs。我们测量了TDP MBs粒径大小，评估了其体内外超声造影能力、体内荧光成像性能、提高细胞对声敏剂的摄取能力以及体内外抗肿瘤性能。.重要结果.我们制备了一种TDP MBs，粒径约1µm左右。经超声靶向微泡破坏（UTMD）后可转化为水合粒径为115.87±11.23 nm的纳米颗粒。TDP MBs具有超声造影以及荧光成像性能，可通过超声/荧光双模态显像监测其体内给药情况。当超声微泡到达肿瘤处后，通过UTMD TDP MBs能够原位转化为纳米颗粒（TDP NPs），实验结果显示TDP MBs联合UTMD能够显著提高声敏剂在肿瘤组织的富集，是靶向纳米粒子的1.81倍。同时，TDP MBs能够增强空化效应，进一步提高靶向SDT疗效。.科学意义.曲妥珠单抗与SDT联合治疗HER2阳性胃癌其疗效明显高于单一治疗，且对正常组织和器官毒副作用较小，与靶向纳米粒子相比TDP MBs能够进一步提高曲妥珠单抗和声敏剂在肿瘤组织的富集从而增强靶向SDT疗效。