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声光动力疗法（SPDT）融合了声动力疗法（SDT）和光动力疗法（PDT）的优点，在恶性肿瘤的微创治疗中显示出巨大潜力。然而，致敏剂在PDT中的有效性往往受到光穿透不足的影响，限制了SPDT的协同治疗效果。2025年7月16日，清华大学刘凯、解放军总医院苗莉、中国科学院大学苏娟娟共同通讯在ACS Nano在线发表题为“In Situ Ultrasound-Triggered Bioluminescence for Combined Sono/Photodynamic Immunotherapy”的研究论文。该研究提出了一种原位超声触发生物发光来增强SPDT的可控策略。
该方法利用由大电导（MscL）机械敏感通道和水苷光蛋白（AEQ）组成的机械敏感生物发光蛋白。在超声刺激下，MscL通过诱导Ca2+内流来响应机械力，随后激活AEQ氧化致光底物并产生生物发光。利用超声及其相关的生物发光，天然声光敏剂氯e6（Ce6）表现出有效的声/光细胞毒性，诱导免疫原性细胞死亡，并协同增强抗肿瘤免疫应答。超声触发的SPDT不仅可以抑制原发肿瘤的生长和转移，还诱导长期免疫记忆来抑制肿瘤复发。SPDT与免疫激活的结合形成了原位乳腺癌治疗的多模式“声光免疫”平台，同时防止肿瘤切除后复发，为增强癌症治疗效果开发了一种通用工具。
光动力疗法（PDT）和声动力疗法（SDT）是一种无创癌症疗法，利用特定光波长或超声波激活致敏剂，产生活性氧（ROS），诱导肿瘤氧化损伤并刺激抗肿瘤免疫。与传统的癌症治疗相比，此类方法特异性地在肿瘤组织内积累致敏剂以进行靶向激活，最大限度地减少对周围正常组织的损害和全身副作用。血卟啉、氯e6（Ce6）、玫瑰红和吲哚菁绿等致敏剂作为SDT和PDT的重要组成部分，都表现出声动力学和光动力学活性。因此，声光动力疗法（SPDT）已作为一种联合疗法，同时使用光和超声波激活致敏剂。这种双重激活可以产生协同治疗效果，增强肿瘤细胞的消除，同时减少致敏剂的所需剂量，从而最大限度地减少副作用。然而，紫外可见光照射固有的组织损伤和光穿透等问题，使得SPDT难以有效激活深部肿瘤区域的致敏剂。因此，设计可替代的SPDT致敏剂具有重要意义。近期研究强调了超声波触发体内发光的潜力，有效解决了外部光激发的局限性。有学者报道了声余辉纳米颗粒，其包含一种超声敏化剂，能够在超声刺激下产生单线态氧（1O2）。这种激活导致余辉发光，专为肿瘤靶向治疗诊断学量身定制。类似的策略包括压电响应发光纳米粒子，通过压电效应将超声波的机械波动转化为化学能，从而诱导化学发光。在此基础上，作者假设超声诱导发光（USL）可以解决光穿透的固有限制，增强SPDT，同时利用超声控制发光。然而，由于化学发光底物的ROS清除作用，所有报道的依赖化学发光的USL方法都可能影响癌症治疗。此外，传统的USL信号强度较弱、实时性差、空间分辨率有限，限制了其广泛应用。因此，制定有效的原位USL策略对SPDT的发展具有重要意义。图1 机械响应生物发光蛋白的表征（摘自ACS Nano ）该研究提出了一种用于SPDT癌症治疗的新型原位超声触发生物发光策略。该方法利用特殊设计的机械响应生物发光蛋白，包括大电导机械敏感通道（MscL）和水苷光蛋白（AEQ）。超声触发蛋白的原位生物发光，从而增强Ce6的声学/光毒性。此外，声致生物发光纳米颗粒（SNLP）递送底物腔肠素400a（CTZ）和致敏剂Ce6，增强超声触发生物发光的体内调控和应用。通过超声激活的Ce6及其产生的生物发光协同增强抗肿瘤免疫反应，凸显了该方法在癌症“声-光-免疫”治疗模式中的有效性。
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.5c06999
2025-07-31
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