“电嗡嗡声”技术为癌症治疗打开了一扇窗

一项利用声波的新技术可以显示哪些癌症治疗有效,甚至有助于减缓癌症的扩散。
2017年3月9日

一项利用声波的新技术可以显示哪些癌症治疗有效,甚至有助于减缓癌症的扩散。

当癌症扩散到全身时,癌症的存活率就会急剧下降。据研究人员估计,90%的癌症死亡是由于肿瘤进入其他器官或组织造成的。

减缓这种情况的一种方法是快速识别哪些治疗有效,哪些无效,研究人员现在相信他们可以通过向体内发送声波来做到这一点。

由于血液在血管中流动,身体组织一直处于压力之下,但在癌症组织中,随着肿瘤血管的匆忙建立和初级,这种压力会上升,对周围的身体组织施加更大的压力。

理论上,压力可以很好地指示治疗是否缩小了肿瘤的大小。问题在于如何测量它——此时医生需要把针插进去,这很容易扭曲结果。

如果欧洲正在进行的一项研究成功的话,利用声波——类似于电动剃须刀发出的嗡嗡声——最终可以让他们从外部进行检查。

英国伦敦国王学院的拉尔夫·辛库斯教授说:“我们向人体发射声波,然后用核磁共振成像仪来观察声波的传播过程。”

作为今年启动的欧盟资助的FORCE项目的一部分,他正在尝试改进声波技术——称为磁共振弹性成像(MRE)——使其足够敏感,以揭示肿瘤对正常身体组织施加的压力。

正确的药物

声波在组织中传播方式的变化可以用来显示治疗是否有效,但它们也可以让医生为他们的病人选择正确的药物。这是因为可能是肿瘤内部的压力本身决定了化疗的效果。

辛库斯教授解释说:“如果癌细胞内的压力非常高,这可能意味着分子量较小的药物更适合进入细胞,而分子量较大的药物可能无法通过。”

“在所有条件相同的情况下,某种药物可能被认为对大多数患者更有效,但如果药物太大而无法进入高压细胞,那么较小的分子可能是更好的选择。”

他的团队正在与赛诺菲制药公司合作,研究MRE如何指导乳腺癌、肝癌和脑癌患者的治疗选择。在这项研究中,术前接受化疗以缩小肿瘤的乳腺癌患者将在治疗前、治疗中和治疗后接受扫描。

伦敦国王学院的Arnie Purushotham教授领导了这项乳腺癌研究,他说:“这是乳腺癌成像的一个新颖而令人兴奋的未来,在诊断和监测治疗方面具有广泛的适用性。”

这些结果可以使MRE被用作预测药物效果的工具。

辛库斯教授解释说:“我们突然开始为每位患者简化治疗选择。定期监测肿瘤压力甚至可以促使医生根据治疗过程中观察到的压力变化来更换药物。”

研究人员还测量了癌症主动改变环境的方式,使肿瘤细胞更容易扩散。例如,在乳腺癌中,肿瘤会拉住邻近的细胞,使它们变得更硬。

辛库斯教授说,这促进了转移过程。“癌症正在建造高速公路,使恶性细胞更容易迁移。毕竟,在路上奔跑比在泥泞中涉水容易。”

人们认为,癌症对环境的影响越大,转移的可能性就越大。辛库斯教授解释说:“以前列腺癌和乳腺癌为例,患者通常不会死于原发肿瘤,而是死于转移。”

减缓传播

通过他们的研究,辛库斯教授和他的团队发现了一种潜在但令人兴奋的方法,即MRE技术不仅可以用来观察,还可以用来减缓癌细胞在身体周围的扩散。

人们越来越清楚地认识到,细胞不仅需要合适的化学环境才能生存,它们还依赖于它们的物理环境:它们需要一定的压力,否则事情就会失控。

辛库斯教授说:“现在最大的问题是,我们能否通过向肿瘤发送特定的电波来改变细胞行为。”

答案尚不明确,但实验室测试表明,向模型肿瘤细胞发射波可以使细胞分裂速度减慢两倍。

他解释说:“如果你能以任何方式减缓癌症的扩散,你就赢得了时间。”“这可能会给药物更多的时间发挥作用,甚至可能使癌细胞更容易被破坏。”如果你能把癌细胞限制在原来的位置,你就赢了。”

然而,这个位于伦敦的团队已获准开始临床试验,以测试其在人体中的有效性,并正在与飞利浦(Philips)和西门子(Siemens)等大型科技公司合作。他们可能要到明年年底才能有数据进行分析,但如果他们的理论成立,将这项技术推广到欧洲各地的医院将会很快——大多数大医院已经具备了所需的硬件。

辛库斯说,到目前为止,这是一段令人难以置信的旅程。“我们一开始希望通过测量力来预测治疗的成功和患者的结果。”但我们最终得到了一种技术,可以利用力量来阻止癌症的扩散,提高生存率。”

加里·芬尼根

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