不同超声脉冲宽度和脉冲重复频率组合激励微泡空化对肿瘤血流灌注及释药的影响

目的机械指数(mechanical index,MI)和占空比固定时,探讨超声不同脉冲宽度(pulse length,PL)和脉冲重复频率(pulse repetition frequency,PRF)组合激励微泡空化(ultrasound stimulated microbubble,USMB)对C57BL/6小鼠肿瘤组织血流灌注和化疗药物释放的影响。方法健康6~8周龄雌性C57BL/6荷瘤小鼠24只,体质量(17.74±0.43)g,随机分为3组(n=8):对照组(A组,超声假照),PL3.0+PRF2000+DOX组(B组,较高PRF较低PL超声辐照),PL34.5+PRF200+DOX(C组,较高PL较低PRF超声辐照)。USMB治疗前后分别进行超声造影(contrast-enhanced ultrasound,CEUS),比较各组肿瘤峰值强度(peak intensity,PI)、曲线下面积(area under curve,AUC)和肿瘤血流灌注面积百分比。治疗后缓慢推注阿霉素(doxorubicin,DOX),检测肿瘤组织中DOX药物浓度;病理切片观察小鼠肿瘤组织微结构。结果治疗后,A组的PI、AUC值与治疗前相比无显著差别(P>0.05);B组的PI、AUC值较治疗前分别增加19.3%、18.0%(P<0.05);C组的PI、AUC值较治疗前分别减少16.0%、15.8%(P<0.05)。治疗后,A组的肿瘤灌注面积较治疗前无显著差别(P>0.05);B组的肿瘤灌注面积较治疗前增加21.0%(P<0.05);C组的肿瘤灌注面积较治疗前减少8.2%(P<0.05)。高效液相分析发现B组DOX药物浓度分别是A组的5.0倍和C组的4.8倍(P<0.05);A组和C组DOX药物浓度无显著差别(P>0.05)。病理结果发现A组和B组肿瘤组织微血管呈轻度和中度扩张,而C组肿瘤微血管破裂出血。结论在相同的MI和相似占空比条件下,较低脉冲宽度和较高脉冲重复频率超声组合激励微泡空化可增强肿瘤血供、促进化疗药物释放;较高脉冲宽度和较低脉冲重复频率超声组合可阻断肿瘤血供。

超声血流增强效应联合程序性细胞死亡蛋白配体1单抗改善实体肿瘤免疫微环境

目的探讨低强度超声激励微泡空化(USMC)产生的血流增强效应联合PD-L1单抗对实体肿瘤免疫微环境的改善作用。方法将MC38结肠癌荷瘤小鼠随机分为四组:对照组(26只, 无任何治疗)、USMC组(27只, USMC治疗)、程序性细胞死亡蛋白配体1抗体(anti-PD-L1)组(27只, anti-PD-L1治疗)和USMC+anti-PD-L1组(27只, USMC联合anti-PD-L1治疗)。USMC治疗使用VINNO70超声诊疗一体机。采用超声造影评价肿瘤血流增强效应;通过绘制肿瘤生长曲线及记录小鼠生存期, 评价抗肿瘤疗效;流式细胞术分析肿瘤内CD8^(+)T细胞数量及功能、CD4^(+)T细胞分化情况、骨髓来源的抑制性细胞(MDSC)比例及肿瘤相关巨噬细胞(TAM)的极化表型分布;酶联免疫吸附测定(ELISA)方法检测肿瘤内趋化因子CXCL9、CXCL10及HIF-1α含量;免疫荧光分析肿瘤组织中血管内皮生长因子(VEGF)的表达。结果 USMC治疗后超声造影分析肿瘤峰值强度(PI)、曲线下面积(AUC)较治疗前增加(均P<0.05)。USMC联合anti-PD-L1治疗明显抑制了肿瘤进展。USMC+anti-PD-L1组治疗后肿瘤微环境中CD8^(+)T细胞量及其Ki67的表达、γ干扰素(IFN-γ)与颗粒酶B(Grzm-B)的分泌量高于其他3组, 辅助性T细胞(Th1)比例增加, 调节性T细胞(Tregs)、MDSC比例减少, TAM表型向M1型极化(均P<0.05)。ELISA分析显示, 联合治疗还提高了肿瘤中CXCL9、CXCL10的浓度, 降低了HIF-1α的含量(均P<0.05);肿瘤组织VEGF的荧光表达量也显著低于对照组(P<0.05)。结论超声血流增强效应联合PD-L1单抗能改善实体肿瘤免疫微环境, USMC产生的血流增强效应可作为一种增效PD-L1抗体肿瘤免疫治疗的超声新方法。