科学家发明用低强度超声波杀死癌细胞的新技术

来自:cnBeta 2020-02-07

来自美国加州理工学院的一支科研团队近日提出了使用低强度超声波杀死癌细胞的新技术。尽管这项技术尚处于前期阶段,但初步体外研究表明以特定频率脉冲产生的声波可以有效破坏癌细胞,同时保持健康细胞完整。

近期发表的多项突破性研究均表明,超声波在非侵入性的癌症治疗中确实有用武之地。最先进的方法称为高强度聚焦超声(HIFU)。该方法以聚焦而强大的声波靶向癌细胞,加热并破坏患病组织。

临床上部署 HIFU 所面临的挑战就是,如何更好地聚集这些破坏性波,毕竟它们同样非常容易破坏健康组织。去年取得的令人瞩目的进步证明了使用该技术靶向前列腺癌的新颖方法,但是,健康组织附带损害的问题仍然存在。

将身体暴露于可以治愈疾病的特定声音频率的想法已经存在了数百年。数不清的伪科学主张表明,发现了一种可以治愈人类所有疾病的神奇频率,但是,几乎所有这些替代性想法都没有得到严格科学的支持。

早期的研究将希腊语中的 " 肿瘤 "(oncos)和 " 破裂 "(tripsy)结合在一起,将这一过程命名为 " oncotripsy"。当然,当时的想法仍然是假设的,但是它吸引了许多志趣相投的研究人员,他们热衷于测试该过程对现实世界的影响。

来自 City of Hope,参与这项研究的科学家 Peter Lee 表示:" 当我听说它的时候,我认为它很有趣,而且,如果它起作用的话,可能是一种革命性的癌症治疗方法。" 因此,研究人员开始进行实验室实验,以测试人类癌细胞上的各种超声频率,脉冲模式和持续时间。

这项新研究发表在了《应用物理学快报》上,研究小组描述了以一定频率和持续时间进行超声归巢,这会导致癌细胞的外膜破裂,而不会对其他健康细胞产生负面影响。

研究人员在新研究中得出结论:" 我们的结果表明,低强度脉冲超声(LIPUS)的特定参数可以诱导癌细胞选择性细胞分裂。在体外模型中,以 0.5 MHz 施加 20 ms PD [ 脉冲持续时间 ] 的 LIPUS 在破坏多种癌细胞的同时最大程度地保持健康血液和免疫细胞的治疗余量最大。"

有趣的是,该研究表明,尽管被认为有效的声频与诊断超声扫描中常用的频率并无不同,但仅当脉冲持续时间超过 10 毫秒时才检测到癌细胞破裂。研究指出,大多数诊断超声方法使用的脉冲持续时间要短得多,大约为 10 微秒。

作者之一戴维 · 米特尔斯坦(David Mittelstein)解释说:" 这是一种新型的癌症疗法的令人兴奋的概念证明,这种疗法不需要癌症具有独特的分子标记或与被靶向的健康细胞分开放置。相反,我们也许能够基于其独特的物理特性靶向癌细胞。"

这项研究发表在 Applied Physics Letters.

Source: Caltech