傳統(tǒng)的腫瘤治療手段主要是手術(shù)、化療及放療。化療的作用靶點主要在DNA,通過藥物作用引起DNA錯配修復(fù)障礙、DNA鏈交聯(lián)或斷裂等,導(dǎo)致細胞死亡,放療則是利用電離輻射粒子破壞DNA進而損傷細胞。
腫瘤電場治療,是利用中頻(100-300kHz)、低場強(1-3V/cm)交變電場,牽拉腫瘤細胞內(nèi)的極性分子,造成腫瘤有絲分裂障礙,最終破壞快速分裂的腫瘤細胞[1-2]。正常細胞由于分裂較慢基本不受電場所干擾[1-2]。
從微觀機制方面,電場對胞內(nèi)分子的“牽拉”作用是根據(jù)電場對電子和偶極作用的一般規(guī)律所形成,主要作用于腫瘤細胞分裂的兩個環(huán)節(jié)[1-2]:
1.腫瘤細胞有絲分裂中期結(jié)束進入后期時,單個細胞內(nèi)形成均勻交流電場,帶電的微管受牽拉作用導(dǎo)致紡錘體功能異常(圖1A);
2.腫瘤細胞進入有絲分裂后期時逐漸形成兩個亞子細胞,亞子細胞以“卵裂溝(cell cleavage furrow, CCF)”相連,形成“亞子細胞-卵裂溝-亞子細胞”特殊結(jié)構(gòu),交流電場線在此結(jié)構(gòu)經(jīng)過時,從一個亞細胞一極進入,高度聚集于卵裂溝,再從細胞另一極穿出,呈現(xiàn)亞子細胞兩極電場線疏,卵裂溝電場密集的情況,形成了胞內(nèi)非均勻交流電場。此時電場引導(dǎo)下細胞內(nèi)帶電分子向卵裂溝電泳聚集,使該處細胞膜壓力升高,最終導(dǎo)致細胞起泡、破裂(圖1B)。當電場方向與細胞分裂長軸方向一致時,干預(yù)效果最佳。


圖1:電場對分裂期細胞內(nèi)結(jié)構(gòu)的影響:A 分裂中期時,微管二聚體排列在外加電場線上,紡錘體形成受干擾;B 進入后期并形成卵裂溝后,分裂細胞內(nèi)形成非均勻電場,帶電、極性的大分子和細胞器移向卵裂溝(圖片引用于[3])
參考文獻:
1. Kirson E D, Gurvich Z, Schneiderman R, et al. Disruption of cancer cell replication by alternating electric fields.[J]. Cancer Research, 2004, 64(9):3288-95.
2. Kirson E D, Dbalý V, Tovaryš F, et al. Alternating electric fields arrest cell proliferation in animal tumor models and human brain tumors[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2007, 104(24):10152-10157.
3. Gutin P H, Wong E T . Noninvasive application of alternating electric fields in glioblastoma: a fourth cancer treatment modality.[J]. American Society of Clinical Oncology educational book. American Society of Clinical Oncology. Annual Meeting, 2012:126.

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