超聲治療前列腺癌的免疫效應(yīng)

徐衛(wèi)平(綜述),申 鍔,胡 兵※(審校)

(1.上海交通大學附屬第六人民醫(yī)院超聲醫(yī)學科/上海超聲醫(yī)學研究所，上海 200233；2.上海瑞金醫(yī)院集團閔行區(qū)中心醫(yī)院超聲科，上海 201199)

前列腺癌是歐美國家男性泌尿生殖系統(tǒng)最常見惡性腫瘤之一，腫瘤病死率居第二位[1]。近年來，高脂飲食、人口老齡化等是前列腺癌高發(fā)的原因，我國前列腺癌的增長勢頭迅猛。傳統(tǒng)的治療方法包括手術(shù)、放療、化療、內(nèi)分泌治療，但效果不能令人滿意，迫切需要更安全有效的治療方法。隨著超聲技術(shù)的飛速發(fā)展，超聲在前列腺癌的診斷中發(fā)揮了巨大的作用，近年來超聲作為非侵入性微創(chuàng)的治療手段，在前列腺癌治療中的作用也成為研究的熱點。離體和在體的試驗均表明，超聲可殺滅腫瘤細胞，破壞腫瘤組織，降低腫瘤微血管密度，抑制腫瘤血管生長及組織增殖[2-4]。許多研究表明，超聲治療前列腺癌的機制主要是熱效應(yīng)和空化效應(yīng)，還能誘發(fā)機體的免疫反應(yīng)，這對殺滅殘留癌細胞將起到一定的作用[2,5-6]。本文通過闡明超聲治療前列腺癌與免疫反應(yīng)的關(guān)系，以進一步提高超聲治療前列腺癌的價值。

1 高強度聚焦超聲

高強度聚焦超聲(high intensity focused ultrasound,HIFU)目前已應(yīng)用于臨床，是超聲治療腫瘤的一種微創(chuàng)方法。HIFU利用壓電晶體發(fā)射超聲波，將能量聚集在靶組織上，致其凝固性壞死(靶區(qū)焦點溫度瞬間可達65～100 ℃)，從而達到原位滅活腫瘤的目的，對靶區(qū)周圍正常組織沒有顯著影響。

20世紀50年代，科學家們提出用HIFU從體外對患者進行無創(chuàng)性手術(shù)治療的設(shè)想，隨后的數(shù)十年內(nèi)人們對HIFU的組織效應(yīng)進行了大量的研究，并深入開展了一系列HIFU治療腫瘤的試驗及臨床研究，結(jié)果表明，HIFU技術(shù)可用于治療子宮肌瘤、乳腺癌、惡性骨腫瘤、軟組織肉瘤、肝癌、胰腺癌以及前列腺癌等[7]。自Foster等[8]將HIFU首次用于治療前列腺癌以來，眾多學者從不同的方面進行研究，已經(jīng)取得了可喜的成績。HIFU治療局限性前列腺癌有較好的控制率，特別可用于第一次治療失敗或治療后復發(fā)的病例[9-10]。隨著研究的深入，人們驚奇地發(fā)現(xiàn)，HIFU治療前列腺癌后，隨著原發(fā)灶愈合，轉(zhuǎn)移灶也自行消退，復發(fā)率也顯著降低，提示HIFU治療腫瘤可以增強機體的抗腫瘤免疫反應(yīng)，誘發(fā)宿主細胞的主動免疫[11-12]。

研究表明，HIFU治療前列腺癌引起聚焦區(qū)靶細胞壞死，而周圍亞致死區(qū)T淋巴細胞及其亞群、細胞因子(如白細胞介素2、干擾素γ、腫瘤壞死因子α)等顯著增多，說明HIFU改變了前列腺癌組織的抗原性，增強了系統(tǒng)的抗腫瘤免疫[13]。樹突狀細胞是目前所知功能最強的抗原呈遞細胞，它能高效地攝取、加工處理和抗原呈遞，未成熟樹突狀細胞具有較強的遷移能力，成熟樹突狀細胞能有效激活初始型T細胞，處于啟動、調(diào)控、并維持免疫應(yīng)答的中心環(huán)節(jié)。Liu等[14]研究顯示，HIFU治療前列腺癌可促進原位樹突狀細胞的激活；HIFU治療前列腺癌時用稀疏掃描的方式比密集掃描方式能更有效地增強樹突狀細胞滲透入腫瘤組織并促進樹突狀細胞的成熟；HIFU治療前列腺癌可通過激活樹突狀細胞增強機體免疫反應(yīng)而達到抗腫瘤作用。陳照陽等[15]采用經(jīng)直腸HIFU對32例前列腺癌患者進行治療，觀察治療后患者近期外周血T淋巴細胞及其亞群和輔助性T細胞因子的變化，發(fā)現(xiàn)外周血CD4+T細胞數(shù)量百分比及CD4+/CD8+比值顯著升高，細胞因子白細胞介素2、干擾素γ水平顯著增高，白細胞介素4、白細胞介素10水平顯著降低，說明經(jīng)直腸HIFU治療前列腺癌可以在近期內(nèi)改善患者機體免疫功能。由此可見，HIFU治療前列腺癌不僅在聚焦區(qū)能原位滅活癌組織，而且能增強機體的免疫應(yīng)答，提高整體治療效果。

2 超聲微泡造影劑

超聲微泡造影劑由氣體核心及包封氣體的殼膜材料構(gòu)成，由于其直徑為微米級甚至納米級，可以順利通過肺循環(huán)到達全身組織器官，微泡的特殊生物特性決定它不僅是一種良好的超聲顯像對比劑，而且是一種重要的藥物遞送及基因轉(zhuǎn)染載體，開創(chuàng)了無創(chuàng)超聲診斷和治療的新領(lǐng)域[16]。

微泡可裝載免疫治療藥物，從而使癌細胞成為更好的免疫靶子。通過微泡將編碼腫瘤相關(guān)抗原的基因轉(zhuǎn)導到腫瘤細胞內(nèi)表達，可提高腫瘤的免疫原性，從而增強宿主抗腫瘤的免疫應(yīng)答。Haag等[17]研究表明，微泡包裹人雄激素受體反義寡核苷酸能靶向治療前列腺癌。De Temmerman等[18]研究小組發(fā)現(xiàn)，微泡包裹信使RNA復合物能充當合適、安全、有效的樹突狀細胞轉(zhuǎn)染工具，啟動機體細胞免疫，從而實現(xiàn)免疫治療目的。微泡表面可結(jié)合補體，與配體特異性相互作用，通過體液免疫提高機體免疫原性[19]。

微泡在超聲波輻射的觸發(fā)下，不斷地壓縮和膨脹，當聲能達到一定強度時，可導致微泡破裂，微泡破裂可以降低超聲空化效應(yīng)閾值，增強空化效應(yīng)，這種空化效應(yīng)既可使腫瘤細胞因膜的活動性加強而使腫瘤抗原暴露出來，同時也使細胞質(zhì)和細胞核內(nèi)的抗原呈現(xiàn)于細胞表面，這就改變了腫瘤組織的免疫原性，加強了機體對腫瘤組織的免疫反應(yīng)[8,10]。由于空化作用伴隨發(fā)生的沖擊波、射流對細胞的作用，使細胞膜通透性增加，大分子物質(zhì)可以進入細胞，這種現(xiàn)象稱為“聲孔效應(yīng)”。聲孔效應(yīng)是“超聲增強藥物傳遞”和“超聲基因療法”的重要物理基礎(chǔ)。聲孔效應(yīng)可以促進免疫細胞因子進入腫瘤組織內(nèi)，調(diào)控免疫平衡。Zolochevska等[20]發(fā)現(xiàn),聲孔效應(yīng)能促進白細胞介素27調(diào)控前列腺癌細胞的生長。

3 低頻超聲

低頻超聲一般是指頻率范圍在20～1000 kHz的聲波，具有在組織中易穿透、衰減低、聲能吸收少等特點，臨床上在溶栓、骨關(guān)節(jié)病、軟組織損傷以及抗感染和炎癥等疾病的治療中有較為肯定的作用。近年來低頻超聲在腫瘤治療中的研究不斷深入，它可以增加細胞膜通透性，誘導腫瘤細胞凋亡，抑制腫瘤細胞增殖。低頻超聲與化療藥物聯(lián)合應(yīng)用可提高化療藥物的敏感性，低頻超聲與微泡造影劑合用，可以通過增強空化效應(yīng)等栓塞腫瘤血供，或以靶向釋放藥物或基因的方式治療腫瘤，因此低頻率、低功率超聲聯(lián)合微泡抑制腫瘤作用成為研究熱點[21]。上海交通大學附屬第六人民醫(yī)院超聲科前期研究表明，低頻超聲聯(lián)合微泡能顯著促進前列腺癌細胞凋亡，降低腫瘤微血管密度，抑制裸鼠人前列腺癌皮下移植瘤的生長[4]。

早在20世紀90年代，Khodareva等[22]就發(fā)現(xiàn)低頻超聲能刺激免疫記憶細胞，產(chǎn)生特異性的免疫應(yīng)答。Tezel等[23]通過經(jīng)皮局部應(yīng)用破傷風類毒素后發(fā)現(xiàn)，低頻超聲可激活皮下免疫細胞，特別是郎格漢斯細胞，抗原呈遞，遷徙到局部淋巴結(jié)，引起免疫系統(tǒng)應(yīng)答反應(yīng)。Dahlan等[24]也發(fā)現(xiàn)低頻超聲是皮下免疫反應(yīng)產(chǎn)生的佐劑。由此可見，低頻超聲具有免疫刺激效應(yīng)。

Scarponi等[25]在研究低頻率、低功率超聲(42 kHz，0.15 W/cm2)對離體培養(yǎng)的人角質(zhì)細胞和樹突狀細胞的活性及免疫功能的作用時發(fā)現(xiàn)，低頻率、低功率超聲并沒有影響角質(zhì)細胞細胞外信號調(diào)節(jié)激酶活性、細胞存活率、黏附分子的表達以及免疫調(diào)控因子的釋放，也沒有改變樹突狀細胞膜表型、細胞因子屬性以及抗原呈遞能力；當?shù)皖l率超聲功率增加到5 W/cm2時，不但增加了角質(zhì)細胞和樹突狀細胞凋亡率，還能促進角質(zhì)細胞釋放白細胞介素，激活細胞外信號調(diào)節(jié)激酶以及樹突狀細胞CD40的表達，可見5 W/cm2的低頻超聲能改變離體角質(zhì)細胞及樹突狀細胞的免疫功能。

4 小 結(jié)

超聲治療前列腺癌是一種無創(chuàng)性的理想方法，在殺死腫瘤細胞的同時直接或間接增強機體的免疫反應(yīng)。HIFU已應(yīng)用于臨床，大量治療結(jié)果表明，HIFU治療后可刺激機體免疫系統(tǒng)，對人體免疫反應(yīng)產(chǎn)生一定的促進作用。微泡可裝載免疫藥物或免疫基因，特異性結(jié)合靶細胞，提高機體免疫應(yīng)答；微泡也可以通過降低低頻超聲空化閾值，增加細胞膜通透性，調(diào)控免疫平衡，增強低頻超聲的免疫作用。目前對于HIFU治療前列腺癌及其免疫反應(yīng)的研究比較深刻而透徹，而對于低頻率超聲聯(lián)合微泡對前列腺癌及其免疫反應(yīng)的研究較少，為今后進一步的研究指明了方向。

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