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抗癌新途徑 光熱與磁熱

 

文/穿山甲 

圖/kimi

癌症位居全球10大死亡原因之一,其排名僅次於心血管疾病,是人人避之唯恐不及的疾病。目前,臨床上治療癌症的方法主要包括手術切除、化學、放射、靶向和免疫治療等。近年科學家發現一種相對安全、精準、微創的治療方法,那就是「熱治療」。

熱治療意即以熱攻擊癌細胞使其凋亡,而不傷害正常細胞。每種癌細胞對熱的忍受程度不同,但一般來說,當癌細胞處在39℃至41℃時,生長速度就會開始趨緩。上升至42℃或43℃以上,癌細胞的蛋白質結構就會受損,導致細胞逐漸凋亡。加上分布於腫瘤的血管較為凌亂,會導致散熱不易產生熱堆積,讓腫瘤逐漸萎縮。

正常組織血管分布較為均勻,熱會經由血管被帶走影響較小。雖然溫度愈高對癌細胞的攻擊效果愈好,但無止盡的升溫,也會對正常細胞產生不良影響。正常細胞對溫度的耐受程度大約在43℃至45℃左右,顯然癌細胞對溫度的耐受程度較低。透過這種差異,我們可以將熱治療的溫度控制在一定程度之內,讓熱只對癌細胞產生效果,保護正常細胞。

光熱磁熱 能量轉換

光熱治療是一種利用特定波長光照射腫瘤,並透過光熱轉換材料將光能轉化為熱能,從而精準殺死癌細胞的方法。研究人員發現某些奈米材料,如金與碳等,能吸收近紅外光,並將其轉化為熱能。由於近紅外光具有較強的組織穿透能力,醫生可以透過外部光源照射患者體內的腫瘤區域,而不會對表皮產生明顯影響。這種方法的優勢在於非侵入性,光照可精確控制熱量的分佈,減少對健康組織的損傷。然而,由於光的穿透深度有限,光熱治療更適用於表層、淺層或中等深度的腫瘤,針對深部腫瘤的治療效果較為受限。

磁熱治療則是利用磁性奈米顆粒,在交變磁場作用下產生熱能,從而殺死癌細胞。處於交變磁場中的顆粒會產生兩種效果,一種是顆粒會因為磁場的影響而轉動,與周圍物質摩擦產生熱能,另一種是材料內部的磁矩會受磁場影響改變方向,與晶格摩擦產生熱能。磁熱治療的一個顯著優勢,是它能夠作用於深部腫瘤,而不像光熱治療那樣受限於光的穿透深度。此外,磁場的強度與頻率可以精確調控,從而實現更精確的溫控。

對症下藥 精準治療

雖然可以利用對熱的耐受程度不同,來進行選擇性治療。但仍冀望熱只產生在需要治療的範圍,如此效果可以更集中,身體的負擔也可以更小,所以不管是光熱或磁熱治療,都需要想辦法將奈米材料集中於患部。

人體的淺層區域可以透過直接注射方式植入,另一種則是在奈米材料上修飾特殊分子,以靜脈注射讓奈米材料經由循環系統送至體內,特殊分子會與癌細胞上的分子結合,使奈米材料僅停留在腫瘤區域,這種方法可以讓產熱材料送至人體較深層的區域。

光熱與磁熱治療是近年來癌症治療研究的新途徑,而且可以搭配化學治療、放射治療等其他治療手段,相輔相成增加治療效果。儘管目前光熱與磁熱治療仍處於臨床試驗與研究階段,這些材料的生物相容性與長期安全性仍需進一步考慮。但隨著奈米技術與生物材料科學的不斷發展,仍有希望成為未來癌症治療的重要手段,為患者帶來更安全且更高效的治療選擇。

 

10 03 2025

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