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传统癌症治疗手段包括化疗与放疗，临床应用成熟，但普遍存在机体损伤明显、副作用多发等问题，临床领域持续探索低损伤、高精度的新型治疗技术。基于聚焦超声原理的组织消融超声技术（Histotripsy），依托非热、非侵入式、无辐射的技术特性，逐步在实体肿瘤治疗领域落地应用，为癌症临床治疗提供新的技术路径。本文梳理该技术的研发历程、作用机制、临床应用进展，结合犬类肿瘤转化医学研究案例，分析聚焦超声技术在癌症诊疗中的多元应用场景，并探讨宠物临床试验的实践价值与伦理规范，总结相关技术的应用局限与发展方向。
一、Histotripsy超声技术的研发历程与作用机制
Histotripsy技术的研发起源于21世纪初密歇根大学生物医学工程领域的基础研究。该校Zhen Xu博士在博士阶段的实验研究中，探索无手术介入的病变组织消融方式。研究过程中发现，调整超声波参数，提高脉冲频率、缩短脉冲时长，可对活体组织产生机械性解构效果。相关实验以猪心脏组织为研究对象，短时间内即可实现组织解构，为Histotripsy技术的成型奠定实验基础。目前，Zhen Xu博士任职于密歇根大学生物医学工程系，持续推进该技术的优化与临床转化研究。
Histotripsy的作用机制区别于传统超声医疗技术。常规医用超声多用于医学成像，高强度聚焦超声（HIFU）依托热效应灼烧消融肿瘤组织。而Histotripsy以机械消融为核心原理，通过精准聚焦超声能量，在病灶区域生成大量微型气泡，利用气泡快速膨胀、瞬时坍塌产生的机械作用力，解构癌细胞与肿瘤组织结构，使肿瘤组织液化坏死。该技术全程不依赖高温作用、无辐射释放，能够精准靶向病灶，降低周边正常组织的损伤概率，具备更高的治疗安全性。
二、Histotripsy技术的临床落地应用与实践效果
经过长期实验室研究与临床试验，Histotripsy技术已逐步进入临床应用阶段。2023年10月，该技术获得美国食品药品监督管理局审批，可应用于肝肿瘤临床治疗，丰富了实体肿瘤的微创治疗方案。HistoSonics公司的配套研究数据显示，该技术在肝肿瘤治疗中可实现较高的技术成功率，临床并发症发生率处于较低水平。2024年6月，英国将Histotripsy技术纳入国家医疗服务体系治疗目录，成为欧洲引入该技术的国家，推动了该技术在海外临床场景的推广。
美国多地医疗机构陆续开展该技术的临床实践。休斯顿VA医疗中心率先将Histotripsy技术应用于肝癌退伍军人的临床治疗，是美国退伍军人事务系统内落地该技术的医疗机构。临床案例显示，一名多发性肝肿瘤退伍患者在接受该技术治疗后，病灶得到有效清除，术后恢复状态平稳，为复杂肝肿瘤患者的临床干预提供参考案例。
斯坦福大学医学院也引入Histotripsy治疗系统，相关设备落地依托李嘉诚基金会的捐赠支持。该院相关研究人员指出，该技术在肝癌治疗领域实现了技术突破，可为临床治疗方案有限的患者提供新的干预途径。多家Top医疗机构的引入与应用，印证了该技术在肿瘤治疗领域的应用潜力与临床价值。
相较于传统治疗方式，Histotripsy具备多项临床应用优势。该技术属于非侵入式治疗，无需外科开刀，适配不耐受手术、拒绝手术的患者群体。微创化的治疗模式能够缩短患者术后恢复周期，帮助患者快速回归正常生活。同时，该技术可减少术中出血、术后感染等并发症风险，降低正常机体组织的损伤范围，提升肿瘤治疗的整体安全性。
现阶段，Histotripsy技术仍存在一定应用局限与待完善方向。技术的长期疗效数据仍需持续积累，需要更长周期的临床随访，验证其对肿瘤复发的干预效果。从适用范围来看，骨骼结构会阻隔超声传导，气体类脏器也会干扰超声作用效果，使得该技术暂难以适配骨肿瘤、肺部肿瘤等病症的治疗。目前，研发团队正持续拓展技术应用场景，探索其在肾脏、胰腺肿瘤中的应用可行性。
三、基于犬类模型的双向转化医学研究——骨肉瘤治疗实践
除人体肿瘤临床应用外，Histotripsy技术在兽医学肿瘤治疗与转化医学研究中也形成了特色研究体系。弗吉尼亚理工大学聚焦骨肉瘤治疗，构建“犬类试验—人体转化—反哺兽医临床”的双向研究路径，为恶性骨肿瘤的治疗技术迭代提供支撑。
骨肉瘤是高发于犬类与人类青少年群体的恶性骨肿瘤，传统治疗以截肢、放化疗为主，伴随明显副作用。为规避传统治疗的弊端，部分患病犬只参与Histotripsy临床试验。其中，7岁混血犬Buddha的临床试验具备典型研究价值。该犬确诊骨肉瘤后，放弃传统创伤性治疗，参与弗吉尼亚理工大学的超声消融临床试验。首次治疗有效缓解肿瘤引发的疼痛，改善生存质量，但后期出现肿瘤复发与罕见并发症，最终实施安乐离世。
研究团队表示，Buddha的临床试验数据为骨组织超声消融技术优化提供了关键参考，明确了骨骼高密度结构对超声传导的干扰问题。相较于软组织肿瘤，骨肿瘤治疗需要更高的超声剂量与更长的治疗时长，技术操作难度更高。相关试验积累的经验，为后续骨肉瘤超声治疗方案的参数优化、风险防控提供数据支撑。
弗吉尼亚理工大学被聚焦超声基金会认定为聚焦超声卓越中心，持续推进跨技术融合研究。该校研究团队尝试将Histotripsy超声消融技术与犬类免疫疗法结合，探索抑制肿瘤转移的干预方案。肿瘤转移是人类骨肉瘤临床治疗的难点，也是影响患者生存期的核心因素，相关联合治疗模式的探索，可为人类骨肉瘤治疗提供新的研究方向。
犬类骨肉瘤模型具备突出的转化医学价值。现有《Nature》期刊相关研究表明，犬类与人类骨肉瘤在临床特征、分子机制上高度相似，犬类骨肉瘤发病率显著高于人类，且免疫系统与人类具备较高同源性。依托患病犬类开展临床试验，能够高效验证新型治疗技术、筛选生物标志物，缩短人类肿瘤新药、新技术的研发周期，同时可将成熟的人类医疗技术反向应用于兽医临床，实现人畜医疗领域的双向赋能。
四、聚焦超声技术的多元应用：肿瘤诊断与联合治疗场景
聚焦超声技术的应用场景不局限于肿瘤消融治疗，在癌症早期诊断、多疗法联合干预等领域也具备拓展空间，形成多元化的临床应用体系。
在诊断领域，声活检（Sonobiopsy）是聚焦超声技术衍生的新型诊断方式。传统液体活检存在循环标志物浓度低、病灶溯源困难等问题，检测灵敏度存在局限。声活检技术通过靶向超声刺激肿瘤病灶，促进肿瘤细胞释放ctDNA、miRNA等循环生物标志物，提升血液中标志物浓度，提高检测精准度与灵敏度。《Nature Communications Biology》的相关研究证实，该技术可应用于结直肠癌、前列腺癌、胶质母细胞瘤等肿瘤的早期筛查与病情监测，同时可适配部分神经退行性疾病的辅助诊断，具备微创、精准、便捷的应用特点。
在联合治疗领域，聚焦超声技术可与化疗、免疫治疗、放疗等主流方案协同增效。人体血脑屏障会阻隔药物渗透，制约脑肿瘤的治疗效果，而聚焦超声可暂时性、可逆性开放血脑屏障，提升化疗药物、免疫靶向药物的脑部递送效率，强化病灶治疗效果。同时，超声消融破坏肿瘤细胞后，会释放特异性抗原信号，激活机体自身免疫应答，提升免疫疗法的作用效果，形成消融+免疫的协同治疗模式。
高强度聚焦超声（HIFU）是另一类成熟的聚焦超声技术，与Histotripsy的作用机制存在差异。HIFU依托超声热效应灼烧灭活肿瘤组织，在前列腺癌等肿瘤治疗中已实现规模化临床应用。两类技术依托不同作用原理，适配差异化临床场景。此外，超声联合微气泡干预技术，可损伤肿瘤新生血管，辅助提升放疗效果，能够在降低放化疗剂量与毒性的前提下，维持临床治疗效果，优化患者治疗体验。
五、宠物临床试验的实践价值与伦理规范
宠物肿瘤临床试验是转化医学研究的重要载体，在新技术验证、治疗方案优化中发挥关键作用，同时需要建立完善的伦理规范与动物福利保障体系。
弗吉尼亚理工大学动物癌症护理与研究中心（ACCRC）长期开展宠物肿瘤临床试验，积累了丰富的实践经验。患病宠物参与临床试验的动因，包含个体治疗需求与科研贡献双重维度。例如，患病犬Casey先后经历肝脏肿瘤、软组织肉瘤等多重病症，在传统截肢治疗的备选方案外，通过临床试验技术保留肢体功能，实现病情恢复。宠物主人后续定向捐赠科研资金，支持Histotripsy技术研究，体现了临床参与者对转化医学研究的认可。
ACCRC始终兼顾动物福利与科研需求，建立标准化的宠物肿瘤诊疗与试验体系。机构不仅开展宠物癌症临床治疗，同时承担行业教育与科普工作，面向兽医学生与社会公众普及肿瘤诊疗新技术与临床试验价值。机构医疗团队以个性化、多学科的诊疗方案为核心，保障试验动物的生存质量，严格遵循动物临床试验伦理准则，规避不必要的痛苦与损伤。
宠物临床试验具备高效的技术验证价值，可加速新型疗法的迭代优化，实现人畜医学双向受益。人类临床成熟技术可下沉应用于兽医领域，提升宠物肿瘤治疗水平；宠物临床试验积累的真实世界数据，可弥补人类临床试验的样本局限，为人类肿瘤研究提供参考。科罗拉多州立大学的临床案例显示，宠物参与临床试验的系统性体检流程，可实现隐匿性肿瘤的早期筛查，为宠物疾病早诊早治提供支撑，凸显了宠物临床试验的附加健康价值。
以Histotripsy为代表的聚焦超声技术，凭借非侵入、低损伤、高精准的技术特性，突破了传统癌症治疗的部分局限，在实体肿瘤消融、辅助诊断、联合治疗等领域展现出良好的应用前景。依托犬类自然肿瘤模型构建的双向转化研究模式，有效打通了人类医学与兽医学的研究壁垒，为骨肉瘤等难治性肿瘤的技术突破提供了新路径。
目前，相关技术仍存在适用范围有限、长期临床数据不足等问题，需要通过持续的临床试验与技术迭代逐步完善。未来，依托工程学、临床医学、兽医学的跨学科融合，聚焦超声技术将进一步拓展应用场景，优化治疗参数，完善联合治疗体系。同时，持续规范宠物临床试验的伦理标准与福利保障机制，能够进一步释放转化医学的研究价值，为人类与动物的肿瘤防治工作提供更多技术支撑。
