也许用不了多久，在普通门诊部，医生们用一个普通的注射器就能为患者治疗癌症。 这听起来难以置信，但在国家自然科学基金委员会的资助下，中国科学院理化技术研究所研究员刘静及他的博士生饶伟已经找到一种独特的碱金属热消融方法。该方法不需要昂贵复杂的设备，而且操作简单、效果良好，有可能会对传统的肿瘤热疗方法带来性的改变。 传统热疗方法的难题 肿瘤热疗是指利用非电离辐射物理因子在生物组织中的热效应，使组织升温。 在高温状态下，肿瘤细胞的结构遭到，DNA、RNA的合成受到，从而发生细胞凋亡，实现了肿瘤的缩小与患者和体力的恢复，由此达到治疗肿瘤的目的。 正因热疗技术避免了手术、放疗、化疗可能造成的身体伤残以及电离辐射与化学药物的毒副作用，有效提高了患者的质量，它也被誉为肿瘤的“绿色”疗法。 近年来，医学界在对恶性肿瘤进行局部热疗与放疗、化疗联合应用时发现，这种联合治疗对癌细胞有协同杀伤效应，而对人体无副作用，疗效显著，甚至对一些化疗耐药、放疗的晚期癌症患者也可能出现良好的治疗效果。这引起了医学界的浓厚兴趣。 但传统的基于微波、射频、超声乃至激光加热等原理形成的肿瘤热疗方法，在如何确保既能有效杀灭肿瘤细胞的同时又不伤及正常组织的问题临困境。此外，传统肿瘤热疗所需设备还普遍存在结构复杂、操作繁琐等特点，这就导致手术费用高昂，令病人家庭难以承受。 我国目前已有微波热疗、超声波聚焦热疗、射频热疗等多种方法，它们各有特点。微波由于穿透深度浅，只能作浅表加热，多用于浅表肿瘤。超声波聚焦热疗升温可高达90℃以上，穿透力强，可治疗深部肿瘤；但由于超声波本身的特性，不能穿透含气的组织，也不能穿过骨骼，因此不能用于治疗的肺癌、食道癌，也不能治疗受肋骨的肝癌；此外，超声波还必须依靠水作介导，人体肿瘤部位的体表必须与水接触才能透入超声波，因此病人的体位受很大的，且其治疗费用高。射频热疗则可用于加热深部肿瘤，但使用时需要使用水冷却局部皮肤，但即便采取了预防措施，仍有可能导致皮下脂肪发生过热而疼痛，造体，而且这种方法操作也较困难。 “这些方法无论是使用体外施热设备或者是介入组织内的热疗探针，它们在将热量导向深部肿瘤的同时，均可能会因沿途的漏热而对健康组织造成过热损伤。而且，由于受技术，临床上所采用的治疗探针直径多在数毫米，因而其穿刺造成的机械创伤不容忽视，尤其在需要多探针联合治疗时，情况更为严重。此外，上述方法所使用的设备动辄以百万元计，这必然导致病人接受治疗的成本提升。”刘静在接受《科学时报》记者采访时说。 刘静课题组研究的新方法可以确保高强度热量只在目标部位（组织温度最高可升至200℃以上），而对周边组织无明显加热作用及机械创伤，它的毒副作用也相对较小。而且，这种方法可以用极低成本实现许多现代热疗设备很难做到的肿瘤高度局域化加热。 重要的是，经过一系列离体及在体动物试验后，刘静课题组了新方法实际应用的可行性。 妙手偶得的新发现 能不能找到一种疗效不错，同时又损伤简单、成本较低的热疗方法呢？这是刘静一直在苦苦思索的问题。 “可以说是偶然发现，但也是长期思考和关注这一问题的结果。”刘静笑着回忆说：“当时也不知道为什么一下子怦然心动，将两个原本不相关的事物联想到一起，就想试试碱金属对肿瘤会产生一个怎样的作用。” 巧合的是，除肿瘤热疗新方法外，刘静还在关注碱金属烧伤问题的研究。有一天，他在看一篇关于碱金属烧伤方面的论文时，灵感忽然前来叩门：钠、钾等碱金属在遇到水时会在短时间内大量的热量，这是一个简单的化学常识。 “一个简单得让人忽略的化学常识！碱金属烧伤和肿瘤热疗实际上道理都是一样的，只不过一个烧错了地方，一个烧到了我们想让它烧的部位——靶点细胞上。” 因为碱金属烧伤是一种化工领域较常见的烧伤。通常碱金属也被当做一种品来对待，让人惟恐不及。刘静提出的新疗法一反常规，巧妙地利用了碱金属材料不利的一面来消除肿瘤。 和传统热疗方法相比，这种方法操作简单。 刘静说：“简单说，就是将微量碱金属如钠、钾或其合金通过注射进入人体肿瘤组织。随后，碱金属会与体内的水产生强烈的放热化学反应，从而达到极为高效的热消融目的。而且，处于室温下的碱金属通过注射针推入组织之前，并不产生任何热量，也不与组织接触，因而不会对周围正常组织造成热损伤。” 需要特别指出的是，碱金属热疗过程的反应产物，如钠离子、钾离子均是生物体内正常生理下的典型组成元素。因为进入人体的碱金属量很小，其反应产物完全可以被人体组织所吸收，不会对人体造成危害。而且，碱金属与水反应还会产生氢氧根离子，它会使肿瘤细胞周围保持弱碱性。“已有研究证明，弱碱性可以有效肿瘤细胞的增殖。因此，从这种意义上讲，碱金属具有热疗和化疗的双重效果，这在临床上当然是十分有益的。”刘静说。 将肿瘤治疗费用降到门诊水平 因为传疗方法所用的设备和药物昂贵、治疗操作复杂，导致肿瘤治疗费用居高不下。很多癌症患者两三个疗程下来，就花掉几万、几十万元。这种新疗法只需要一个普通注射器，一管经特殊处理的碱金属制剂，再加上一个影像引导仪器即可。 “用影像引导设备的目的是将注射器引导到我们想让它发热的部位，比如肿瘤细胞上。而传统疗法也需要用这种仪器来引导，这样一个简单的注射器和制剂所达到的作用和几十万、上百万元的治疗设备是一样的，甚至会更理想。这就会使肿瘤治疗在门诊内就能进行。”刘静说。 不过，碱金属活泼的“性格”让刘静课题组在探索这种新方法的进程中一度面临困境。原因在于反应过程不容易控制，而且，通常情况下碱金属呈固体状态，因而很难像普通制剂那样加以注射，这就给手术的实施带来不少难题。显然，最理想的情况是能将碱金属封装起来制成可注射的流体制剂，以确保操作及治疗过程绝对安全。 为此，刘静课题组进一步提出了令人兴奋的革新策略，他们借助惰性气体，成功制成了室温下始终处于液体状态的碱金属制剂，这种配比合适的钠钾合金甚至在-10℃也仍处于液态。 刘静说：“这就使得即使采用普通注射器推送碱金属也会变得相当简便，所用金属剂量也可以得到精确控制。这种类似于传统医学模式下打针吃药的特点，使肿瘤高温消融治疗真正实现了微创，且测温变得更加方便。而碱金属材料的易得性，又使得这种热疗成本极为低廉，而升温效果却优于许多现有途径。” 正是因为碱金属热疗法突破了传统施热技术的，其相应技术线也申请了发明专利。不过，作为一种新型疗法，其真正应用还取决于今后大量深入细致的研究。“数字化、精确化是研究的下一步目标。”刘静说：“我们需要对这种方法的作用机理作出更明确的阐释，还须就不同碱金属对各种组织器官的不同肿瘤类型的作用规律，以及不同剂量和注射速度与治疗效果之间的关系进行大量的实验。” 刘静课题组还有一个重要工作，就是为碱金属热疗进入临床试验作好准备。“如果该方法在临床上的价值能够得到最终确立，我们希望它能够有助于将价格高昂的肿瘤治疗推进到门诊水平，从而惠及癌症患者。”刘静说。 |