声动力疗法的声动力疗法的研究进展研究进展哈尔滨医科大学附属第一医院韩 辉声动力疗法声动力疗法（Sonodynamic Therapy，SDT） 组织吸收声敏剂，而后用超声波照射靶组织，使靶组织中声敏剂获得能量， 产生活性氧物质(ROS)，从而杀伤靶细胞。声动力疗法的发展史声动力疗法的发展史 1989 年，年，Umemura发现使用超声波照射发现使用超声波照射 S180 和和AH-130 肿瘤细胞肿瘤细胞具有一定的破坏作用，具有一定的破坏作用， 当加入血卟啉时，当加入血卟啉时， 破坏作用显著加强。破坏作用显著加强。shengdongliliaoJpn J Cancer Res.1989,80(3):219-222SDT后细胞变化后细胞变化 SDT优势优势 1.无创无创 2.穿透距离深穿透距离深 3.重复性好重复性好 4.成本低成本低声动力疗法的发展史声动力疗法的发展史Life Sciences.2018,61(4):415-426内容内容CONTENTSSDTSDT的机制的机制的机制的机制01声敏剂的分类声敏剂的分类声敏剂的分类声敏剂的分类02应用现状及前景应用现状及前景应用现状及前景应用现状及前景03SDT的机制的机制氧自由基理论氧自由基理论氧自由基理论氧自由基理论01空化效应理论空化效应理论空化效应理论空化效应理论02诱导细胞凋亡诱导细胞凋亡诱导细胞凋亡诱导细胞凋亡03其他其他其他其他041. 氧自由基理论氧自由基理论 1993 年，年，Umemura发现应用镓卟啉配合物（发现应用镓卟啉配合物（ATX70）可加重超声对细胞的损伤作用，进而提出氧自由基介导的可加重超声对细胞的损伤作用，进而提出氧自由基介导的细胞损伤机制。细胞损伤机制。Cancer Science.1993,84(5):582Cancer and Metastasis Reviews. 2014,33(1):143-160 当当靶靶细胞内的声敏剂受到一定频率和强度的声波照射后，细胞内的声敏剂受到一定频率和强度的声波照射后， 声波传递的能量使声敏剂电子处于激发态，声波传递的能量使声敏剂电子处于激发态， 当受激发电子回当受激发电子回归基态时产生归基态时产生ROS，发生脂质过氧化反应杀伤细胞。，发生脂质过氧化反应杀伤细胞。1. 氧自由基理论氧自由基理论 声致发光假说声致发光假说高温分解假说高温分解假说2. 空化效应理论空化效应理论 超声声能可以迅速增加组织液中的机械压力，导致组织液中微气泡产超声声能可以迅速增加组织液中的机械压力，导致组织液中微气泡产生，气泡在极小的空间内增大破溃将声能释放时可破坏细胞骨架，直接杀生，气泡在极小的空间内增大破溃将声能释放时可破坏细胞骨架，直接杀伤细胞。伤细胞。Ultrason Sonochem， 2006， 13: 535- 5422. 空化效应理论空化效应理论 声孔效应：在一定强度的超声作用下，空化的微气泡接近细胞膜，形声孔效应：在一定强度的超声作用下，空化的微气泡接近细胞膜，形成声孔，改变细胞膜的流动性，增加细胞膜的通透性。成声孔，改变细胞膜的流动性，增加细胞膜的通透性。Physical Biology， 2015，12 (6) :0660073. 诱导细胞凋亡诱导细胞凋亡 SDT 增强了线粒体膜上钙超载，改变线粒体膜的渗透率，增强了线粒体膜上钙超载，改变线粒体膜的渗透率， 促进促进 cyt-c、 凋亡因子释放和使线粒体膜电势降低，同时还能使凋亡因子释放和使线粒体膜电势降低，同时还能使 ROS 产生增多诱导靶产生增多诱导靶细胞凋亡细胞凋亡 。Cell Biochemistry and Biophysics,2014,70: 1445- 524. 其他理论其他理论 SDT 能增加机体抗肿瘤免疫。能增加机体抗肿瘤免疫。Ultrasound in Medicine Biology， 2014， 40: 2125-334. 其他理论其他理论内容内容CONTENTSSDTSDT的机制的机制的机制的机制01声敏剂的分类声敏剂的分类声敏剂的分类声敏剂的分类02应用现状及前景应用现状及前景应用现状及前景应用现状及前景03声敏剂的分类声敏剂的分类卟啉化合物卟啉化合物卟啉化合物卟啉化合物01氧杂蒽酮化合物氧杂蒽酮化合物氧杂蒽酮化合物氧杂蒽酮化合物02抗肿瘤及非甾体类抗肿瘤及非甾体类抗肿瘤及非甾体类抗肿瘤及非甾体类03其他其他其他其他041. 卟啉化合物卟啉化合物 卟啉类化合物包括血卟啉、卟啉类化合物包括血卟啉、 血卟啉单甲醚、血卟啉单甲醚、 原卟啉和原卟啉和 ATX-70 等等 ，通过产生通过产生 ROS 和空化效应杀伤靶细胞。和空化效应杀伤靶细胞。2. 氧杂蒽酮化合物氧杂蒽酮化合物 氧杂蒽酮化合物是一系列染色剂，氧杂蒽酮化合物是一系列染色剂， 其中包括赤藓红其中包括赤藓红 B、 玫瑰红和荧光玫瑰红和荧光染料等染料等，在鼠脑胶质瘤模型，在鼠脑胶质瘤模型用用 SDT 结合玫瑰红治疗，结合玫瑰红治疗， 可在实验室条件下可在实验室条件下治疗恶性神经胶质细胞瘤而不伤害正常脑组织。治疗恶性神经胶质细胞瘤而不伤害正常脑组织。3. 抗肿瘤及非甾体类抗炎药抗肿瘤及非甾体类抗炎药 阿霉素阿霉素顺铂顺铂二代氟喹诺酮二代氟喹诺酮4. 其他其他 5-ALA、 Ce6、 新型纳米分子和亚甲蓝等。新型纳米分子和亚甲蓝等。4. 其他其他 纳米颗粒纳米颗粒。4. 其他其他 中药：大黄素中药：大黄素内容内容CONTENTSSDTSDT的机制的机制的机制的机制01声敏剂的分类声敏剂的分类声敏剂的分类声敏剂的分类02应用现状及前景应用现状及前景应用现状及前景应用现状及前景03SDT的应用的应用治疗肿瘤治疗肿瘤治疗肿瘤治疗肿瘤01治疗动脉硬化治疗动脉硬化治疗动脉硬化治疗动脉硬化02抗菌抗菌抗菌抗菌03其他其他其他其他041. SDT治疗肿瘤治疗肿瘤 Int J Hyperthermia. 2015,12 (6) :066007SDT治疗胶质瘤治疗胶质瘤 Ultrasonics Sonochemistry，2017，(37): 592599SDT治疗胶质瘤治疗胶质瘤 Sci. Transl. Med. 2016，8：e342Carpentier等在对等在对15例复发性胶质母细胞瘤患者进行卡铂化例复发性胶质母细胞瘤患者进行卡铂化疗前应用声动力对肿瘤照射，可使药物更好的突破血脑屏障。疗前应用声动力对肿瘤照射，可使药物更好的突破血脑屏障。Acta Neurochir. 2009，151：16551661血卟啉单甲醚作为一种重要的声敏剂可通过血卟啉单甲醚作为一种重要的声敏剂可通过ROS作用于作用于C6胶质瘤细胞，使其凋亡。胶质瘤细胞，使其凋亡。阿霉素应用于声动力治疗大鼠胶质瘤可使其生存率提高阿霉素应用于声动力治疗大鼠胶质瘤可使其生存率提高24%。Ultrasound Med.Biol. 2012,38 :17161725.SDT治疗乳腺癌治疗乳腺癌 Anticancer Res， 2014， 34: 4589- 4593SDT治疗乳腺癌治疗乳腺癌Integrative Cancer Therapies.2009, 8: 283- 287 王晓怀等报告了王晓怀等报告了 3 例经传统放疗、例经传统放疗、 化疗、化疗、 激素治疗无效激素治疗无效的乳腺癌晚期患者，的乳腺癌晚期患者， 使用使用 PDT-SDT 结合治疗取得临床缓解结合治疗取得临床缓解的病例。说明包含的病例。说明包含 SDT 治疗的综合治疗在人体上治疗乳腺治疗的综合治疗在人体上治疗乳腺癌是有效的，癌是有效的， 且具有不良反应小、且具有不良反应小、 有诱导患者抗肿瘤免疫有诱导患者抗肿瘤免疫的优势。的优势。SDT治疗血液肿瘤治疗血液肿瘤 Anticancer Res， 2014，34: 2195- 2202SDT治疗黑色素瘤治疗黑色素瘤 Ultrasound in Med. & Biol., 2014，40（9):21252133SDT治疗动脉硬化治疗动脉硬化 Cell Physiol Biochem 2017;41:2432-2446SDT治疗类风湿治疗类风湿 Ultrasound in Med. & Biol., 2017;41（1）:1-9SDT消除增殖性瘢痕消除增殖性瘢痕Plos One，2014，9: e86003 SDT杀菌杀菌Trends in Molecular Medicine，2014，20: 363-367 有实验报道用超声波有实验报道用超声波( 频率频率 20 KHz) 激活声敏剂激活声敏剂产生大量产生大量 ROS， 再由再由 ROS 直接杀灭病原微生物直接杀灭病原微生物 。SDT 治疗具有杀灭病原微生物的潜能，治疗具有杀灭病原微生物的潜能， 利用声敏剂会利用声敏剂会在病原微生物内优先蓄积的特性，在病原微生物内优先蓄积的特性， 可运用可运用SDT 杀死病杀死病原微生物。原微生物。探索探索SDT杀伤机制杀伤机制ASDT展望BC探索探索更好的声敏剂和超声发射器更好的声敏剂和超声发射器加强光加强光-声动力联合治疗，声动力联合治疗， 增强治疗效果增强治疗效果Thanks