今年2月份的最后一天，我偶然看到一個(gè)叫Optune的非侵入性電場(chǎng)抗癌設備在香港獲批。

非侵入性電場(chǎng)抗癌？奇點(diǎn)糕還真是第一次聽(tīng)說(shuō)。

強烈的好奇心驅使我去研究了一下Optune電場(chǎng)抗癌的原理。

就在那一瞬間，當特定頻率的治療電場(chǎng)施加到正在分裂的癌細胞周?chē)鷷r(shí)，我耳邊立馬回想起了《星際迷航3：超越星辰》中的配樂(lè )Sabotage。

尤其是那1分52秒開(kāi)始的那一聲“Why~~~”。

不過(guò)我當時(shí)想喊出來(lái)的卻是“Wa~~~”；此時(shí)此刻，“Why~~~”這一聲呼喊，無(wú)論如何都應該留給癌細胞

場(chǎng)面與《星際迷航3：超越星辰》一樣刺激！

那么，電場(chǎng)“引爆”癌細胞這個(gè)酷炫的抗癌黑科技背后的原理究竟是啥呢？

且邊聽(tīng)邊看奇點(diǎn)糕給你分析。

事情還得從2000年說(shuō)起。

當時(shí)執教于以色列理工學(xué)院——一所享譽(yù)全球的理工類(lèi)大學(xué)——的YoramPalti博士，他想基于自己的專(zhuān)業(yè)知識，給癌癥帶來(lái)新療法。

不過(guò)，Palti博士是一名生物物理和電生理學(xué)專(zhuān)家，這在當時(shí)怎么看都與抗癌扯不上關(guān)系。好在他對電和生命的理解高于常人。

實(shí)際上，細胞是由基本的帶電粒子組成的，在生命活動(dòng)中發(fā)揮作用的很多大分子都是帶電的，而且細胞的電活動(dòng)在很多生理過(guò)程中也發(fā)揮了重要的作用[1]，那么，理論上癌細胞肯定會(huì )受到電場(chǎng)的影響。

至于究竟哪種電場(chǎng)干預才會(huì )導致癌細胞死亡，而不傷害正常細胞，就是Palti博士需要做的研究。

查閱大量文獻資料之后，Palti博士發(fā)現，交變電場(chǎng)可以對活組織產(chǎn)生廣泛的影響。

那些頻率低于1kHz的電場(chǎng)是低頻電場(chǎng)，只能干擾干擾細胞膜表面粒子運動(dòng)[2]。它的使用場(chǎng)景，我們都很熟悉了，可以用于刺激神經(jīng)、肌肉和心臟[3，4]，甚至還可以刺激骨骼生長(cháng)并加速骨折愈合[5]。

而那些頻率在10MHz以上的高頻電場(chǎng)，生理作用就完全變了。它的刺激效果幾乎消失了，取而代之的是熱效應[6]。這個(gè)頻段也有一些應用，例如射頻消融這種侵入性的腫瘤療法[7]等。

最尷尬的就數頻率在10kHz到1MHz之間的中頻電場(chǎng)了，它們既不能激活神經(jīng)和肌肉，也不足以在低強度下產(chǎn)生足夠的熱能。所以很長(cháng)一段時(shí)間里，科學(xué)家們都覺(jué)得中頻電場(chǎng)很廢，對細胞來(lái)說(shuō)沒(méi)什么有意義的生物學(xué)效應[6]。

不過(guò)Palti博士沒(méi)有因此就放過(guò)了沒(méi)人愛(ài)的中頻電場(chǎng)。

他仔細研究了中頻電場(chǎng)的過(guò)往研究，發(fā)現中頻電場(chǎng)能影響到細胞內部粒子的排列，而且細胞在電場(chǎng)中還會(huì )旋轉[8-10]。

這些現象吸引了他們的注意。

于是，Palti博士在自家車(chē)庫里開(kāi)始了自己的研究。

2004年五一，Palti博士的研究成果成功發(fā)表在著(zhù)名期刊《癌癥研究》上[11]。首次證實(shí)極低強度（＜2V/cm）的中頻電場(chǎng)（100-300kHZ），可以擾亂癌細胞的有絲分裂，進(jìn)而抑制癌細胞的增殖，在小鼠模型上也表現出了良好的抑制腫瘤生長(cháng)效果。

他們把這種療法稱(chēng)為腫瘤電場(chǎng)治療（TumorTreatingFields，TTFields）。這種療法不僅無(wú)創(chuàng )，而且沒(méi)有任何顯著(zhù)的副作用。

寫(xiě)到此處，本奇點(diǎn)糕就不再賣(mài)關(guān)子了。

現在Palti博士已經(jīng)知道，中頻電場(chǎng)主要通過(guò)兩種方式“引爆”癌細胞。

第一種，在癌細胞分裂的中期，電場(chǎng)影響紡錘體微管的形成，導致染色體分離異常，使癌細胞無(wú)法分裂直至凋亡；第二種，在癌細胞分裂末期，電場(chǎng)將電荷推向分裂細胞頸部，破壞癌細胞結構，最終導致細胞死亡[12]。

我們先來(lái)看第一種。

首先請大家和我一起看看細胞。

兩頭放射狀的是拖動(dòng)染色體的紡錘絲

細胞中間的“X”狀的物質(zhì)就是染色體，我們的遺傳信息都存在里面，細胞在分裂的時(shí)候，首先會(huì )把染色體復制一份出來(lái)，然后染色體會(huì )在紡錘絲的牽引下，均勻地分成兩份，分別從細胞中間往兩極移動(dòng)。緊接著(zhù)，細胞從中間凹陷，一個(gè)細胞就變成兩個(gè)了。

如果牽引染色體的紡錘絲被破壞，染色體就不能均勻的分配給兩個(gè)細胞，就導致癌細胞分裂出的兩個(gè)子細胞出現“內亂”，最終崩潰而亡。

好，知道了這些之后，我們來(lái)看看電場(chǎng)對紡錘絲形成的影響。

紡錘絲是由微管蛋白組成的。

由于微管蛋白是有極性的，所以正常情況下，每個(gè)微管蛋白都可以根據自身的結構和極性，自動(dòng)組裝成紡錘絲。

當我們把Palti博士開(kāi)發(fā)的TTFields施加到分裂中的細胞身上之后，微管蛋白就立馬調整自己的方向，保持和電場(chǎng)線(xiàn)平齊。

讓極性與電場(chǎng)保持平齊

由于TTFields是頻率為100-300kHZ交變電場(chǎng)。就意味著(zhù)TTFields的電場(chǎng)方向在一秒鐘之內要變換幾十萬(wàn)次。這個(gè)速度讓微管蛋白徹底傻眼，呆在原地不動(dòng)，紡錘絲就不能形成了。

在這種情況下，攜帶遺傳信息的染色體的分配肯定亂成一團糟，最終兩個(gè)子細胞只能走向滅亡。

我們再來(lái)看看癌細胞的第二種死法。

這第二種死法啊，是癌細胞分裂末期向內凹陷的時(shí)候，在兩個(gè)子癌細胞之間形成了“卵裂溝”。這種特殊的細胞結構，會(huì )引發(fā)交變電場(chǎng)線(xiàn)聚集在凹陷處形成一個(gè)非均勻交變電場(chǎng)。

這種非均勻的交變電場(chǎng)，會(huì )導致細胞內的帶電的細胞器一股腦地涌向凹陷處，使卵裂溝壓力升高。細胞分裂被迫中斷，沒(méi)能完成分裂的癌細胞也就會(huì )起泡、破裂，最終含恨而死。

以上就是在TTFields交變電場(chǎng)的作用下，癌細胞的死法。

可能有讀者會(huì )問(wèn)了，這難道不會(huì )傷害健康的細胞么？

實(shí)際上，癌癥之所以厲害，主要在于癌細胞的無(wú)限增殖和侵襲能力。相較于正常成人體細胞而言，癌細胞的增殖速度要快非常非常多。而成人的很多類(lèi)型的體細胞甚至都失去了分裂增殖的能力，例如神經(jīng)細胞。

此外，TTFields對正常的產(chǎn)生影響的頻率也與癌細胞差異較大。

正是這種差異讓TTFields幾乎不損害正常體細胞。這也是它副作用小的原因。

另外，雖然奇點(diǎn)糕把上面的機制拆解的很簡(jiǎn)單，其實(shí)治療設備和治療的過(guò)程都沒(méi)那么簡(jiǎn)單。

Optune是非侵入性便攜式設備，負責提供交變電場(chǎng)。僅有這個(gè)硬件是不夠的，為了精準的治療，達到更好的治療效果，Optune還有個(gè)配套的NovoTAL系統。

NovoTAL是一種軟件程序，可根據頭部大小和腫瘤位置優(yōu)化患者的換能器陣列的布局。二者結合，才保證了TTFields的療效。

至于TTFields的治療效果，從2017年發(fā)表在頂級醫學(xué)期刊JAMA上的文章中可見(jiàn)一斑。中位無(wú)進(jìn)展生存期從4個(gè)月提高到了6.7個(gè)月；而中位總生存期從16個(gè)月，提高到了20.9個(gè)月，五年生存率，也從5%提高到了13%[13]。

還有研究表明，Optune穿戴時(shí)間越長(cháng)效果越好：每天使用時(shí)間超過(guò)22小時(shí)的患者，中位生存期延長(cháng)到了25個(gè)月，五年生存接近30%[14]。

實(shí)際上，由于TTFields的療效優(yōu)異，早在2011年就被FDA以最為嚴格的醫療器械“上市前審批（PMA，premarketapproval）”標準，批準用于復發(fā)性惡性腦膠質(zhì)瘤治療。與免疫治療同一時(shí)間閃亮登場(chǎng)。

2013年，NCCN指南首次將電場(chǎng)治療納入。2015年，TTFields又被FDA批準用于22歲以上的新診斷的惡性膠質(zhì)母細胞瘤治療。到2018年，最新NCCN指南，甚至將電場(chǎng)治療提升為惡性膠質(zhì)母細胞瘤治療的1類(lèi)推薦。

就連我國的《腦膠質(zhì)瘤診療規范（2018年版）》中[15]，也明確推薦：“目前研究顯示電場(chǎng)治療安全且有效，推薦用于新發(fā)GBM（1級證據）和復發(fā)高級別腦膠質(zhì)瘤的治療（2級證據）。”

其實(shí)，從2004年和2007年的研究論文就可以看出，TTFields是可以影響多種癌細胞增殖的。因此，它在其他癌種中潛在的使用價(jià)值也非常大。

目前，TTFields正在包括胸膜間皮瘤，卵巢癌，非小細胞肺癌和胰腺癌在內的多種大腦外的實(shí)體腫瘤中開(kāi)展臨床研究[16]。胰腺癌和非小細胞肺癌的臨床研究已經(jīng)進(jìn)入到III期階段。

在可以預見(jiàn)的未來(lái)，TTFields有望與免疫治療一樣在更多的癌種中開(kāi)疆拓土。