【青談科研】超聲波配合化療 減副作用助攻腫瘤

化療是治療癌症的最常見方式，通過藥物破壞迅速增生的細胞來發揮療效，卻往往為病人帶來顯著的毒副作用，令他們感到極度不適。這是由於傳統的化療藥物除了令腫瘤細胞死亡外，正常細胞亦會受到化療藥物的影響，產生毒性和副作用。今期《青談科研》會介紹一項由我領導的研究團隊研發出的超聲波激活「聲敏化療」（sono-sensitised chemotherapy，簡稱SSCT），這項技術不但可以提升化療藥的定位準確度，也有助治療更深層的腫瘤，以及減少因化療而來的毒副作用。

傳統化療難消除深層腫瘤

現時通過光激活的癌症化療可作針對性的定點治療，藥效在時間和空間上均能「定點受控」。儘管這種非入侵療法能夠作出精準的腫瘤治療，但由於光散射和組織吸收等多種因素之限制，只能在毫米計的深度範圍發揮效用。當深層癌細胞被厚厚的身體組織覆蓋，則較難被這種治療方法消除。

為了突破此限制，我與團隊開發了一種可被超聲波激活的新型抗癌前藥—Cyaninplatin，並為此療法制定了一套聚焦式的超聲波系統。超聲波具有良好的穿透力，成本效益高，而且安全，已廣泛應用於深層組織成像、治療以及納米藥物遞送等領域。

Cyaninplatin是一種小分子四價鉑抗癌前藥，在臨床用藥卡鉑（carboplatin）的基礎上，由經過改良、可療診合一的四價鉑（Pt）配合物的分子結構為基礎所組成。該線粒體靶向性的前藥能夠在腫瘤區域積聚，再通過聚焦式超聲波激活藥效，將前藥還原為典型的化療抗癌藥物卡鉑，通過活性氧物種生成、鉑類藥物釋放，以及破壞細胞內氧化還原平衡，高效殺滅癌細胞。

通過聚焦式超聲波激活藥效，用藥的定位和所需時間都在可控範圍，這種「聲敏化療」方法可直接針對癌細胞的所在位置。

我們團隊所研發的聚焦式超聲波系統，可以準確控制超聲波聚焦在特定的八毫米範圍內，能將高聚焦的超聲波能量集中在極微小範圍，激活相應的抗癌前藥，例如Cyaninplatin這種抗癌化療前藥；經激活後，團隊成功在一厘米的組織覆蓋下將癌細胞存活率減少51%，在兩厘米組織下仍可把癌細胞存活率減少33%。

另外，Cyaninplatin具熒光特性，可以充當「多成像造影劑」，能夠以半立體方式重塑可視化的腫瘤影像，提供更準確的數據在化療過程中作為參考，確認超聲波的聚焦定位和監察所需藥物的累積時間。

冀應用至臨床癌症治療

我們曾將非活化的Cyaninplatin注入帶有腫瘤的小鼠體內，六日內為牠進行了四次相關治療。結果顯示，由超聲波激活的Cyaninplatin顯著抑制了小鼠體內的腫瘤生長，其中兩個腫瘤更完全消除；同時，腫瘤擴散因子降低至24%，有效減少癌症復發的風險。接受治療的小鼠亦沒有出現體重減輕、行為異常或主要器官受損的情況。對照未經治療的小鼠組別，其體內腫瘤並未受到任何抑制，甚至繼續生長，證實了「聲敏化療」的成效，是一種既有效又能減少副作用的治療方案。

「聲敏化療」展示了一種全新化療抗癌前藥的激活方式，擴展了化療抗癌藥物的應用前景。我們希望這項研究結果能為癌症治療提供新的發展方向，並拓展醫學用超聲波的應用範疇，進一步擴展應用在癌症治療的臨床前或臨床研究中。

●圖、文：香港科學院提供

授課人：朱光宇教授

香港青年科學院院士、香港城市大學化學系系主任