利用特殊超声波频率和脉冲抗癌新发现

利用特殊超声波频率和脉冲抗癌新发现

加州理工学院的一组研究人员提出了一种利用低强度超声波杀死癌细胞的全新技术。初步研究仍处于早期阶段，但早期体外研究表明，以特定频率脉冲的声波可以有效地摧毁癌细胞，同时保持健康细胞的完整。

最近的几项突破性研究揭示了这一点，超声波的新方法可以用来非侵入性地治疗癌症. 最先进的方法是高强度聚焦超声（HIFU）。该方法以癌细胞为靶点集中而强大的声波，加热并破坏患病组织。

临床部署HIFU的挑战是找到更好地聚焦那些破坏波的方法，因为它们很容易破坏健康组织。去年令人印象深刻的进步，证明了一种新的方法来使用该技术靶向前列腺癌，然而，副作用致健康组织损伤的问题仍然存在。几个世纪以来，将身体暴露在特定频率下可以治愈疾病的想法一直处于医学的边缘。有人希望发现一种神奇的频率，可以治愈人类的所有疾病。

加州理工学院的研究员迈克尔·奥尔蒂斯(Michael Ortiz)曾在《纽约时报》发表了一篇有趣的文章于固体力学与物理学报。Ortiz和合著者Stephanie Heyden说，他们开发了一个数学模型，显示健康细胞和癌细胞的共振增长率之间有明显的差距。

从理论上讲，这些发现意味着一种非常特殊的调谐声波可以振动癌细胞的核仁膜直至破裂。由于健康细胞和癌细胞之间的这种自然频率差，该方法应使健康细胞不受伤害，同时非侵入性地破坏癌细胞。当然，当时这个想法还只是假设，但它吸引了许多志趣相投的研究人员，他们热衷于测试这个过程在现实世界中的影响。“当我听到这个消息时，我觉得它很有趣，如果它成功了，可能会成为治疗癌症的革命性方法，”研究中心希望之城的科学家彼得·李(Peter Lee)说。他对这个想法很感兴趣，并参与了这个项目。

因此，研究人员开始在实验室进行实验，测试各种超声波频率、脉冲模式和持续时间对人类癌细胞的影响。发表在应用物理通讯杂志上的一项新研究中，研究小组描述了一种特定频率和持续时间的超声波，这种超声波会导致癌细胞外膜破裂，而其他健康细胞则不受影响。

研究人员在这项新研究中总结道:“我们的结果表明，特定参数的低强度脉冲超声(LIPUS)可以诱导癌细胞选择性的细胞破坏。”“在一个体外模型中，应用0.5 MHz、20 ms PD(脉冲持续时间)的LIPUS在破坏多种癌细胞的同时，保持健康血液和免疫细胞基本完整，具有最大的治疗优势。”

有趣的是，这项研究表明，尽管有效的声波频率与通常用于诊断超声波扫描的频率没有什么不同，但只有当脉冲持续时间超过10毫秒时，才会检测到癌细胞中断。该研究指出，大多数诊断超声方法使用的脉冲持续时间要短得多，约为10微秒。

这项新研究的作者之一David Mittelstein解释说:“对于一种新的癌症疗法来说，这是一个令人兴奋的概念证明，这种疗法不需要癌症有独特的分子标记，也不需要与健康细胞分开定位。”“相反，我们可能能够基于癌细胞独特的物理特性来靶向它们。”

重要的是要强调，这项研究仍处于非常早期的阶段。该方法只在细胞培养中进行过测试，因此在考虑进行人体试验之前，需要先在实体瘤中进行验证，然后在动物中进行验证。

就像罕见但真实的人类歌声击碎酒杯的现象一样，超声波击碎癌细胞或许成为肿瘤学的临床实践。这项新的研究提供了一个希望，即无论使用声波击碎癌症是多么难，但也并非不可能。

这项新研究发表在应用物理通讯杂志上。

来源:加州理工学院