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科学家开发远程加热、磁性引导热种子的癌症新疗法

  近日,发表在《美国医学会杂志 肿瘤学》(JAMA Oncology)上的一项研究显示,2019年,全球癌症死亡人数上升至1000万,新发病例数跃升至2300多万。与2010年比,这两个数字分别增长了20.9%和26.3%。癌症已成为仅次于心血管疾病的全球第二健康杀手,同时,这也给了癌症治疗领域增加了越来越多的挑战。


  传统的癌症治疗方法 (外科手术、放疗和化疗) 具有一定的疗效,但主要适用于早期癌症患者,而且通常会给患者带来痛苦以及影响生活质量的副作用,术后还易扩散。因此,开发侵入性小、高效且安全的癌症新型疗法是大势所趋。

  发表在工程技术领域顶刊《Advanced Science》(IF=16.806)上的一项最新研究中,来自英国伦敦大学学院(UCL)领导的研究团队开发了一种新型癌症疗法,使用磁共振导航引导治疗性铁磁性热种子穿过组织到达目标位置,然后通过热消融摧毁肿瘤。该研究结果为精准有效治疗胶质母细胞瘤和前列腺癌等癌症确立了 "概念证明"。

  该疗法被称为“微创图像引导消融”(MINIMA),包括一颗铁磁性热种子(也称铁磁热籽)。铁磁性热种子呈球形,直径2毫米,由金属合金制成,它在交变磁场下产热并具有自控温特性。热种子通过磁共振扫描(MRI)产生的磁推进梯度导航到肿瘤上,然后被远程加热(无需导线连接)杀死附近的癌细胞。在被导航到肿瘤之前,热种子已被植入组织中。

  在这项研究中,研究人员首次评估MINIMA疗法的三个基本组成部分:成像、导航和治疗。使用对铁磁材料敏感的MRI序列,证明了热种子的准确位置;MRI推进梯度用于热种子在动物模型和脑组织中的精确导航;使用定制的高热装置对热种子进行加热,证明了在细胞培养和体内肿瘤模型中诱导细胞死亡。最后,研究人员还展示了来自可切换(开/关)的MRI扫描的数据,显示磁场可以被移除,以确保热种子的安全植入和取出。

  研究人员认为,MINIMA有潜力将诊断和治疗结合到单个MRI治疗设备中,在同一平台上实现定位和治疗,并有可能在同一时间内完成。MRI图像将有助于确定最小的侵入路径,同时使用成像技术实时评估热种子的位置,在到达目标组织后应用交变磁场(AMF)。然后,热种子可以在目标组织中导航,并在多个位置加热,直到整个肿瘤区域被热消融。在对热种子进行导航移除后,MRI可以用来告知手术是否成功。

  研究通讯作者、UCL高级生物医学成像中心Mark Lythgoe教授说:“MINIMA是一种新型MRI引导疗法,通过精确治疗肿瘤而不伤害健康组织来避免传统的副作用。由于加热的种子是有磁性的,MRI扫描仪中的磁场可以用来远程引导种子穿过组织到达肿瘤。一旦进入肿瘤,种子就可以被加热,以摧毁癌细胞,并仅对周围的健康组织造成有限的损害。”

  研究合着者、英国国家神经病学和神经外科医院的Lewis Thorne 博士说:“我治疗的有胶质母细胞瘤患者。他们术后的平均生存时间为12-18个月。MINIMA可以成功摧毁小鼠体内的癌症,并有可能延长患者的生存期,同时还限制了对患者邻近脑组织的损害。”

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