聚焦超音波讓化療從“霰彈槍”變身“狙擊槍”
在抗癌過程中,化療仍然是一種鈍器。然而,透過將化療與聲波結合,研究人員找到了一種方法,可以將化療變成手術刀而不是棍棒,從而避免對附近組織和整個身體造成損害。
儘管醫生對抗癌症的方法正在迅速增加,但傳統的化療仍被廣泛用於對抗腫瘤。事實上,根據《刺胳針腫瘤學》(The Lancet Oncology)雜誌上的一項研究預測,在2018年至2040年期間,需要接受化療的人數將增加53%。但眾所周知的化療問題依然存在:化療會導致掉髮、噁心、體重減輕、貧血、週邊神經病變等。此外,由於化療藥物是對全身進行治療,因此會對腫瘤標靶以外的細胞造成損害。
為了讓化療更有針對性,2020 年,研究人員將抗癌化學物質與雷射結合,在腫瘤部位活化這些化學物質。雖然這種療法前景看好,但其療效僅限於皮膚下幾毫米的範圍,而這是雷射光束激活化學物質所能穿透的最大深度。
香港城市大學(City University of Hong Kong,簡稱”城大”)的科學家們試圖利用化療藥物的靶向激活功能,但又要增加其發揮作用的深度,於是他們想到了使用聲波。
研究人員在實驗室中利用癌細胞培養物,創造出一種名為氰鉑的小分子鉑類原藥,並將其聚集在腫瘤部位。原藥是一種化合物,在體內被活化之前是惰性的。然後,他們用高度標靶的超音波照射氰鉑,將其轉化為卡鉑,一種常見的化療藥物。這透過破壞癌細胞內的粒線體誘導腫瘤死亡。
當組織覆蓋厚度為1 公分(約0.4 吋)時,此方法能夠將癌細胞的存活率降低51%,而當組織覆蓋厚度為2 公分時,此方法能夠將癌細胞的存活率降低33 %。
在小鼠身上進行的進一步測試表明,這種方法能夠在治療六天後完全消除兩個腫瘤,並顯著抑制其他腫瘤的生長。
此圖表顯示了在囓齒動物研究中治療的腫瘤顯著減少的情況Liu, G. et al.
“我們精心設計的功能性超音波使聲敏化化療成為一種精確的腫瘤特異性治療方法,並具有良好的滲透性能,”該研究的合著者、來自城大化學系的朱光宇說。”更重要的是,我們的系統可使超音波聚焦在8毫米以內的特定區域,從而將超音波能量高度集中在微小區域,激活聲子反應原藥,提供了一種副作用最小的高效方法。”
此外,由於氰鉑會發出螢光,研究人員發現,他們的方法還可以用作成像系統,可以對腫瘤進行三維繪圖,精確引導藥物顆粒,並即時監測藥物在腫瘤中的蓄積情況。
這項研究成果已發表在《科學進展》(Science Advances)期刊。