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肿瘤治疗电场的微观机制及临床应用进展

2021-08-03杨丽姝刘丽珠韩波

中国医学物理学杂志 2021年7期

杨丽姝,刘丽珠,韩波

哈尔滨医科大学附属第一医院肿瘤科,黑龙江哈尔滨150001

前言

肿瘤治疗电场(Tumor Treating Fields,TTFields)是一种便携式设备,利用非侵入式一次性传感器阵列提供低强度、中频、交变电场,对细胞施加物理力,干扰肿瘤细胞有丝分裂,抑制肿瘤生长,但对于静止期细胞没有作用。TTFields 由以色列理工学院Yoram Palti首倡,2004年以色列研究人员Kirson 等[1]发表首篇主体论文,报道TTFields对肿瘤细胞有丝分裂的干扰作用以及对小鼠体内黑色素瘤的抑制作用;之后的多项体外、体内和临床研究则显示了其良好的安全性和可靠的抗肿瘤作用[2‐6]。2007年TTFields 通过欧盟CE 认证;2011年美国食品药品监督管理局(Food and Drug Administration, FDA)批准NovoTTF‐100A 系统(产品Optune)用于治疗复发胶质母细胞瘤(Glioblastoma,GBM)[7];2015年FDA 批准其用于治疗新诊断GBM[8];2019年FDA 批准NovoTTF‐100L 系统用于治疗局部晚期或转移性恶性胸膜间皮瘤(Malignant Pleural Mesothelioma,MPM),这是15年来FDA 批准的首款MPM 疗法[9]。美国国立综合癌症网络[10]和我国脑胶质瘤诊疗规范均推荐TTFields 用于GBM 的治疗[11]。2020年5月,中国国家药品监督管理局批准TTFields 产品爱普盾上市,用于新诊断和复发GBM 的治疗,这是15年来中国内地首个获批的GBM 疗法。本研究将对TTFields 这一新的抗肿瘤治疗方式的生物学原理进行综述。

1 电生理学基础

TTFields不是直接使用电流治疗肿瘤,而是使用电场。电场由电荷产生,场强方向从正电荷指向负电荷,而处于电场中的电荷也会受到电场力的作用。在恒定均匀电场中,带电离子可沿着电场方向流动,而极性分子(也称偶极子)则只能沿着电力线方向排布。交变电场中,电场力在相反方向上交替变换,带电粒子的运动方向也交替变换形成离子流振荡,而偶极子则会发生旋转振荡(图1a)[2]。……

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