休斯頓-德克薩斯大學MD安德森癌癥中心的研究人員開發了一種超聲引導的癌癥免疫治療平臺，產生全身抗腫瘤免疫，提高免疫檢查點封鎖的治療效果。這項臨床前研究的結果發表在今天的《自然-納米技術》雜志上。

作為首個平臺，微泡輔助超聲引導癌癥免疫治療(MUSIC)方法是將納米復合物與微泡結合，有效地將參與抗癌免疫的免疫遞質環鳥苷一磷酸腺苷(cGAMP)傳遞到抗原提呈細胞(APCs)中。在APCs內部，微氣泡釋放cGAMP來激活GMP-AMP合成酶(cGAS)-干擾素基因刺激因子(STING)通路，刺激I型干擾素反應，這對啟動腫瘤特異性T細胞至關重要。

在臨床前研究中，MUSIC策略在乳腺癌模型中作為單藥治療時，顯示了60%的完全腫瘤根除率。當與抗pd -1抗體聯合使用時，MUSIC顯著改善抗腫瘤反應，并具有最小的毒性作用，包括增強原發性腫瘤控制和降低全身疾病進展。此外，聯合治療顯示了優越的生存效益，與單獨治療相比，中位生存增加76%。

“通過研究產生一個強大的STING激活的作用機制，我們確定了一個新的策略來激活先天和適應性的抗腫瘤免疫反應，”Wen Jiang博士說，他是放射腫瘤學助理教授，也是該研究的共同資深作者。“我們的研究結果表明，MUSIC策略能夠為靶向癌癥免疫治療的新型圖像引導策略鋪平道路。”

免疫療法改變了癌癥治療，為治療難治的轉移性癌癥(如黑色素瘤、非小細胞肺癌和腎細胞癌)患者提供了臨床效益。然而，并不是所有患者都對免疫檢查點封鎖有反應。因此，開發一種更有效的免疫治療策略，以惠及更多具有局部和轉移性疾病的癌癥患者仍然是一個未滿足的臨床需求。

“盡管大多數癌癥免疫療法的重點是增強身體免疫系統的適應性分支，但人們越來越意識到，身體免疫系統的先天和適應性分支都需要參與，以產生最佳的抗腫瘤免疫，”蔣說。“這一認識導致了針對先天免疫系統調節因子的新免疫療法的開發，包括cGAS-STING通路。”

天然激動劑，如環二核苷酸，可激活cGAS-STING通路，但細胞進入性差、血清穩定性和全身毒性一直是臨床轉化的主要限制。為了克服這些挑戰，Jiang和他的合作者開發了MUSIC，作為首個圖像引導的癌癥免疫治療策略，使用抗體靶向通過傳遞分子藥物激活APCs中的STING。

由于微氣泡也可以作為超聲造影劑，研究人員使用超聲掃描儀對腫瘤進行成像，并精確地識別微氣泡聚集的位置。在確認微泡與腫瘤結合后，研究人員激活超聲頻率，導致微泡振蕩和破裂，在細胞膜上形成短暫的孔洞，允許核酸直接轉移到細胞內的細胞質中。這種技術被稱為sonoporo，以前曾用于腫瘤細胞，但MUSIC平臺是第一個將納米復合物與微氣泡結合，直接將cGAMP免疫遞質傳遞到APCs的平臺。

蔣說:“我們平臺的美妙之處在于，超聲設備已經在許多門診診所中得到應用，微氣泡是fda批準的超聲成像造影劑。”“因此，我們希望這是一個非常現實的機會，將MUSIC轉化為臨床應用，造福癌癥患者。”

Jiang補充說，MUSIC平臺微氣泡技術背后的相同概念和設計原則可以很容易地轉化為納米尺度系統，在癌癥免疫治療應用的圖像指導下靶向全身輸送和激活先天免疫傳感器。

Jiang說:“我們的MUSIC平臺令人興奮，因為它提供了一個新的框架，通過使用聲學響應生物材料來開發圖像引導免疫治療，使高效、靶向和強大的免疫激活產生強大的抗腫瘤效應，同時最大限度地減少全身毒性。”“MUSIC平臺的多功能性可能會應用于其他免疫刺激劑的靶向輸送，如基于核苷酸的疫苗、mrna和多種人類疾病的其他基因療法。”

這項研究得到了德克薩斯州癌癥預防和研究所(CPRIT)、國防部和國家癌癥研究所的資助。該研究的共同通訊作者是Jacques Lux博士，德克薩斯大學西南醫學中心的放射學助理教授。在論文中可以找到合作作者和披露信息的完整列表。