用于治疗癌症和转移的低强度聚焦超声制造技术

本发明专利技术公开了使用低强度聚焦超声联合抗癌疗法来治疗癌症且预防转移的系统和方法。癌疗法来治疗癌症且预防转移的系统和方法。癌疗法来治疗癌症且预防转移的系统和方法。

【技术实现步骤摘要】
用于治疗癌症和转移的低强度聚焦超声
本申请是申请日为2016年06月02日、申请号为201680045882.0、专利技术名称为“用于治疗癌症和转移的低强度聚焦超声”的中国专利申请(其对应PCT申请的申请日为2016年06月02日、申请号为PCT/US2016/35440)的分案申请。相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求2015年6月3日提交的美国临时申请号62/170,378和2015年8月12日提交的美国临时申请号62/204,312的权益，其两者的内容均通过引用并入于此。政府支持声明
[0002]本专利技术是通过国立卫生研究院授予的基金EB009040和AI059738在政府支持下完成的。政府对本专利技术享有一定的权利。

技术介绍

[0003]在整个本申请中，各种出版物在括号中加以引用。可以在说明书的最后找到这些参考文献的完整引文。这些出版物以及本文提及的所有专利、专利申请公开文本和书籍的公开内容在此通过引用以其全文并入本申请，以更全面地描述本专利技术所属领域。
[0004]针对癌细胞的免疫应答常常受到肿瘤微环境的免疫抑制性质的限制，该免疫抑制性质同样也是癌症免疫疗法的功效受到制约的原因(1、2)。对于肿瘤产生免疫抑制环境的能力已经发现了几种机制，包括分泌具有抑制活性的细胞因子或其他因子(3
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5)、募集调节性T细胞和骨髓衍生的抑制性细胞(6
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9)、增加共抑制性受体的配体的表达(10
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13)或抑制树突细胞成熟(14、15)。作为这些机制的结果，T细胞通常表现出对肿瘤抗原无反应(15)。对肿瘤抗原的低反应状态的诱导在CD4+和CD8+T细胞群体中均发生，并且通常导致适应性免疫系统无法建立有效的抗肿瘤应答(16
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18)。对肿瘤抗原的T细胞应答的减小在实体瘤和血液系统肿瘤中均发生，并且似乎是由树突细胞呈递抗原不足而引起的，这导致依赖于转录因子NFAT和Egr2的基因表达的耐受原程序的优先激活(18
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21)。以下事实强调了肿瘤诱导的T细胞低反应性这一过程的重要作用：阻止该耐受原基因表达程序的诱导的遗传小鼠模型导致增强的抗肿瘤T细胞应答和肿瘤生长的控制(19、21)。
[0005]通过聚焦超声(FUS)治疗局部肿瘤是使用一定范围的输入能量进行原位肿瘤消融的影像引导微创疗法(22、23)。根据所递送的能量，FUS施加于生物组织伴随产生热效应及空化(cavitation)效应，从而导致靶细胞生理学的变化。高强度聚焦超声(HIFU)已经在临床上用于热消融局部肿瘤(23
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26)。由FUS治疗方式产生的大量热能导致靶向焦点处的组织迅速凝固性坏死。尽管几项研究已经报道了一些免疫调节作用，包括淋巴细胞浸润增加、在淋巴器官中生成产生IFNγ的肿瘤特异性T细胞以及树突细胞成熟并迁移到肿瘤中(26、27)，由HIFU治疗引起的热诱导的凝固性坏死也可以降低肿瘤微环境中免疫刺激分子的释放。因此，虽然能够阻止已确定的原发性肿瘤的进展，但HIFU可能无法防止存活肿瘤细胞引起的局部和远端转移。
[0006]本专利技术提供了采用低强度聚焦超声对肿瘤及癌症的改进的治疗，以及诱导化学增敏且增加癌症疗法治疗的疗效的方法。

技术实现思路

[0007]提供一种提高受试者中的化学疗法疗效的方法，其包括向所述受试者施用(i)一定量的低强度聚焦超声(LOFU)和(ii)一定量的化疗药物，其中所述化疗药物在肿瘤细胞中实现内质网(ER)应激和/或解折叠蛋白质应答(UPR)，其中所述(i)和(ii)的量合起来足以提高所述化学疗法的疗效。
[0008]还提供了一种在受试者内预定体积的组织中提高化学疗法疗效的方法，该体积小于整个受试者，所述方法包括(i)向所述受试者施用一定量的化疗药物，其中所述化疗药物在肿瘤细胞中实现内质网(ER)应激和/或解折叠蛋白质应答(UPR)，和(ii)向受试者中的所述预定体积的组织施用一定量的低强度聚焦超声(LOFU)，其中所述(i)和(ii)的量合起来足以在所述预定体积的组织内提高所述化学疗法的疗效。
[0009]提供了一种治疗受试者的肿瘤的方法，其中所述肿瘤对化疗药物具有抗性，所述方法包括：接收将所述受试者鉴定为具有对特定化疗药物有抗性的肿瘤的鉴定；施用(i)一定量的低强度聚焦超声(LOFU)和(ii)一定量的所述特定化疗药物，其中所述(i)和(ii)的量合起来足以治疗所述肿瘤。
[0010]还提供了一种治疗受试者的化学抗性肿瘤的方法，其中所述肿瘤已经对先前施用的化疗药物具有化学抗性，所述方法包括：向所述受试者施用(i)一定量的低强度聚焦超声(LOFU)和(ii)一定量的所述化疗药物，其中所述(i)和(ii)的量合起来足以治疗所述化学抗性肿瘤。
[0011]根据本专利技术各种示例性实施方案的声激疗法(Acoustic priming therapy，APT)系统包括被配置为在治疗区中产生10至1000W/cm2空间峰值时间平均强度(Ispta)的声功率的换能器，其中所述超声的频率在0.01至10MHz的范围内，机械指数小于4，并且对于治疗区中的任何特定体积，所述超声连续地施加0.5至5秒范围内的时间。这类治疗在本文中被确定为声激疗法(APT)治疗。
[0012]一种根据本专利技术示例性实施方案的声激疗法装置包括：生成频率波形的控制系统；以及一个或多个换能器，每个换能器被配置为产生基于峰值频率在0.05至5MHz范围内的频率波形且声输出强度为20
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1000W/cm2的超声波束。
[0013]在示例性实施方案中，每个换能器被配置为产生柱式(columnated)超声，使得在治疗区中
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3dB处的波束轮廓腰部不小于5mm。
[0014]在示例性实施方案中，两个或更多个换能器可以顺序地或同时运行，并且在治疗期内在治疗区中产生平均空间峰值为250J/cm2的超声
[0015]在示例性实施方案中，所述换能器以连续模式运行，其中在治疗区中产生超声达0.1至10秒范围内的治疗期。
[0016]一种根据本专利技术示例性实施方案的系统包括：声激疗法装置，其包括：产生频率波形的控制系统；和一个或多个换能器，所述一个或多个换能器被配置为在治疗区中产生1至1000W/cm2空间峰值时间平均声输出强度(Ispta)的基于频率波形的超声，其中所述超声连续施加0.5至5秒范围内的时间，并且其中超声频率在0.01至10MHz的范围内；放疗治疗机；以及控制系统，该控制系统可操作地配置为控制所述声激疗法装置和所述放疗治疗机，使
得向受试者施用第一量的所述超声和第二量的放射疗法，其中所述第一量和第二量合起来足以治疗受试者的肿瘤。
[0017]根据本专利技术示例性实施方案的系统包括：声激疗法装置，其包括：产生频率波形的控制系统；和一个或多个换能器，所述一个或多个换能器被配置为在治疗区中产生1至1000W/cm2空间峰值时间平均声输出强度(Ispta)的基于频率波形的超声，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高受试者的化学疗法疗效的方法，包括向所述受试者施用(i)一定量的低强度聚焦超声(LOFU)和(ii)一定量的化疗药物，其中所述化疗药物在肿瘤细胞中实现内质网(ER)应激和/或解折叠蛋白质应答(UPR)，其中所述(i)和(ii)的量合起来足以提高所述化学疗法的疗效。2.一种在受试者的预定体积的组织中提高化学疗法疗效的方法，该体积小于整个受试者，所述方法包括(i)向所述受试者施用一定量的化疗药物，其中所述化疗药物在肿瘤细胞中实现内质网(ER)应激和/或解折叠蛋白质应答(UPR)，和(ii)向受试者中所述预定体积的组织施用一定量的低强度聚焦超声(LOFU)，其中所述(i)和(ii)的量合起来足以在所述预定体积的组织内提高所述化学疗法的疗效。3.一种治疗受试者的肿瘤的方法，其中所述肿瘤对化疗药物具有抗性，所述方法包括：接受所述受试者具有肿瘤的鉴定，所述肿瘤对特定化疗药物有抗性；施用(i)一定量的低强度聚焦超声(LOFU)和(ii)一定量的所述特定化疗药物，其中，所述(i)和(ii)的量合起来足以治疗所述肿瘤。4.一种治疗受试者的化学抗性肿瘤的方法，其中所述肿瘤对先前施用的化疗药物具有化学抗性，所述方法包括：向所述受试者施用(i)一定量的低强度聚焦超声(LOFU)和(ii)一定量的所述化疗药物，其中所述(i)和(ii)的量合起来足以治疗所述化学抗性肿瘤。5.一种治疗受试者的肿瘤的方法，其包括向所述受试者施用(i)一定量的低强度聚焦超声(LOFU)和(ii)一定量的化学疗法或一定量的放射疗法或一定量的免疫疗法，其中所述(i)和(ii)的量合起来足以治疗肿瘤。6.一种抑制受试者的肿瘤转移的方法，包括向患有肿瘤的受试者施用一定量的低强度聚焦超声(LOFU)和一定量的放射疗法，其中所述量合起来足以抑制受试者的肿瘤转移。7.一种减少治疗受试者的肿瘤所需的抗癌化学疗法的有效剂量的方法，包括向经受所述抗癌化学疗法的所述受试者施用一定量的低强度聚焦超声(LOFU)，该量足以减少...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：阿尔伯特爱因斯坦医学院，
类型：发明
国别省市：