5年生存率翻番！這種全球範圍內首次獲批的電場抗癌黑科技，是腦部腫瘤治療領域近10年來最大的突破丨奇點搜神記

他從蒼天處取得閃電，從暴君處取得民權。

——杜爾哥（1779）

1752年6月的一天，本傑明·富蘭克林在暴風雨中放飛了一隻風箏，將當時最神秘也最危險的一股力量，雷電，引入了人類世界。這個行為顯然十分危險，事實上一個月之後就有一名富蘭克林的模仿者被閃電擊中死亡，這讓整個故事有了一種普羅米修斯盜取天火一般的英雄神話色彩。

而電力的重要，也與火類似。現代生活無處不電，你能想像沒有手機、電腦、空調甚至電燈的日子嗎？

就更不會有那麼多千奇百怪的，利用電的治療方法了。比如下圖這位患者頭上貼著的電極，大家猜猜是做什麼用的呢？

百變的電

電是什麼時候開始用來治病的？

科學家開始認識電，是在十八世紀，但是古羅馬、古希臘和古埃及的先賢們已經嘗試過用電「療傷」了。那時候治病「設備」也比較天然，醫生們只是把電魚放在患處，患者的慢性疼痛就被「治癒」了。

富蘭克林用風箏跟上帝「借」電之後，也嘗試了把電用在醫學上，比如說他曾經試過用摩擦產生的靜電去治療一個婦女的歇斯底里症，現在所稱的靜電療法（Franklinization）就是用富蘭克林的名字命名的。

其實當時用電治療疑難雜症還挺常見的，畢竟一個新興事物的出現，總是伴隨著眾人不切實際的期待嘛，電被當作萬能靈藥也沒啥奇怪。不過時間來到二十一世紀，電變得無處不在，我們對它的認識也逐漸清晰，不再頭頂「萬能葯」光環的電，才真正成為了一種「好葯」。

看當時的畫，電簡直就是萬能靈藥，什麼都能治

電能治什麼病？這得從電到底是啥開始，來，回憶一下上學時被物理支配的恐懼吧。

從定義上來說，電指的是具有電荷性質的物質的存在和運動相關的一組物理現象。當電荷發生定向運動，那麼就會產生電流；只要電荷存在，無論帶正電還是帶負電，它的周圍都存在電場；電流會產生磁場，磁場與電場的相互作用則產生了電磁波。

看不懂不怕，咱們舉幾個實例。

電流不用多說，隨處可見的插座里奔跑著的就是電流了，膽大的伸手摸一下就能免費體驗（開玩笑的不要摸）。

電磁波就更加常見了，從手機、無線網路的「信號」，到日常里色彩斑斕的光，再到拍片用的X射線，其實都是電磁波。

電場則比較看不見摸不著。說起來電場和重力場很像，都是一種「力場」，「身在場中」就會受力，只不過重力場里受力的是質量，而電場則是電荷。嗯，說起來很像是被一隻看不見的手推拉著，還挺玄妙的。

麥克斯韋他老人家曾經曰過，電磁相伴相生（霧

人體是不規則的導體，體內的各種分子帶電，甚至神經、肌肉的活動也是由電來介導，自然可以被電影響、調節，各種各樣形式的電帶來了各種各樣不同的物理療法[1]，如今已經廣泛應用在各個醫療領域。

比如說，用於複位心律的除顫儀，用於疼痛管理的經皮神經電刺激（TENS），用於治療帕金森病的深腦電刺激（DBS），用於治療精神疾病的經顱磁刺激（TMS），用於治療心臟疾病的射頻消融（RFA），用於治療皮膚病、促進傷口癒合的光療，抗癌的微波消融（MWA）和放射治療等。

消融

一口氣說了這麼多，電流、磁場、電磁波射線都見了，電場用在哪兒呢？

確實，在腫瘤治療電場（tumor treating field，TTFields）這個概念出現之前，電場治療可能還真就只有騙子用得多。

開頭照片里的設備就是應用了TTFields的電場治療儀Optune，仔細看可以看到患者頭上前後左右對應貼著四片電極，電場發生器和皮膚之間還隔著一層絕緣材料。通過電極形成的低強度、中頻交變電場，可以殺死患者大腦中的癌細胞。

史無前例的抗癌黑科技

既非給癌細胞通電把它「電死」，又不是用熱把癌細胞「烤熟」，僅僅想像一個癌細胞漂浮在電場里，然後它就自爆了，這個好似魔術舞台一樣的場景，真的不由得人不大呼一聲，黑科技！

電場居然能有這麼神奇的應用，科學家早幹嗎去了？

TTFields拿下來長這樣

嗨，說來話略有點長，容奇點糕先提個問題，剛才叨叨了這麼多治療設備，治療的病種簡直完全不相關，這是怎麼做到的呢？

說電百變，並不誇張，只需要稍稍改變頻率，電場就能夠發揮出完全不同的生理功效。

我們日常生活中用的電是交流電，是由方向和大小會隨著周期變化的電場形成的，它單位時間內變化的次數就是頻率。比如說，頻率為50Hz，那麼它每秒就會變化50次。

一般我們認為頻率低於1kHz的電場是低頻電場，這種電場是不能夠「穿透」細胞膜的，對細胞內部束手無策，只能干擾干擾細胞膜表面粒子運動[2]。這招其實也挺厲害，粒子內外流動，細胞表面電位一變，神經和肌肉舉手了，電位變化，我們吃這一套，刺激足夠，就會興奮哇。

用於緩解疼痛的經皮電刺激（TENS）

與此相對，10MHz以上的高頻電場，就能夠穿越細胞膜，影響到細胞內部了。在高頻電場的作用下，熱效應急劇增加，產生的大量熱量就這麼把細胞「熱死」了（這裡應當有焦耳的名字，但是也很複雜就不展開說了）。而且高頻電場由於頻率高，作用間隔短，達不到神經或肌肉興奮需要的刺激時間，所以和低頻電場的作用不重疊。

然而中頻電場，很尷尬。從10kHz到1MHz，既不能激活神經和肌肉，也不足以在低強度下產生足夠的熱能，所以很長一段時間裡，科學家們都覺得中頻電場很廢，對細胞來說沒什麼有意義的生物學效應[3]。

在好長一段時間裡，科學家們的認識就是，中頻電場能影響到細胞內部微觀粒子的排列，細胞在電場中還會旋轉[4-6]。

排排坐，轉圈圈，這有什麼啊？能幹嗎啊？

這張圖說了啥下文揭秘

直到2004年，中頻電場才平反。當年一個名叫 Yoram Palti的以色列科學家帶領團隊在《癌症研究》上發表了一篇論文[7]，結論表明，中頻電場是可以和癌症戰鬥的！

在實驗中，極低強度（＜2V/cm）的中頻電場（100-300kHZ）對各種癌細胞系生長都表現出了明顯的抑制作用。此後一系列研究陸續證實中頻電場可以在臨床上抗癌，徹底翻身，大快人心啊。

其中道理聽起來相當黑科技了。

癌細胞和正常細胞的最大差別就是，癌細胞永遠處於積極的增殖中。生物課本教過，有絲分裂中細胞能夠一分為二，是在紡錘體的「牽引」下實現的。如果這個功能不正常了，可想而知，細胞應該就沒法正常分裂、增殖了。

那事情就好辦多了，紡錘體和其他細胞器一樣，也是由生物大分子構成的，生物大分子它，帶電啊。

用電場干擾細胞分裂？靠譜！

和前人的結論一樣， Palti博士也在研究中發現，適當地施加中頻電場，就能夠干擾癌細胞中蛋白質的運動，其結果就是要麼癌細胞根本沒法分裂成兩個細胞，要麼分裂出的子細胞不正常，總而言之走向的終點都是一樣的——細胞凋亡。

實驗中，接受中頻電場治療的小鼠腫瘤生長得到了抑制，更厲害的是，完全沒有觀察到存在什麼典型的副作用或損傷，對治療癌症來說這豈不是很理想！

隨後兩個3期臨床研究結果[8,9]分別證實，TTFields在膠質母細胞瘤（GBM）的治療上，效果等同化療，與化療（替莫唑胺）聯用則能收穫更好的治療效果。而且不管怎麼說，TTFields的治療體驗確實不錯，除了要剃光頭戴電極之外，給患者生理上帶來的不良反應很小，比較常見的是皮疹等皮膚的不適。

GBM本身是一種很惡質的腦部腫瘤，一直以來治療都是難題，患者生存期很短。根據發表在JAMA上的論文報告，在替莫唑胺化療的基礎上，聯用TTFields能夠將患者無進展生存期從4個月延長到7.1個月，總生存期從15.6個月提高到了20.5個月[9]，5年生存率從5%一躍升至13%[10]。

可見的療效加上不顯著副作用，FDA很快批准TTFields用於新診斷和複發GBM的治療。除此之外，TTFields還正在其他的癌種探索。去年，TTFields已經登陸香港，現在大陸還沒有獲批。

咦，感覺給某些人提供了一條生財之路……

是騙子把戲還是黑科技？

在電的治療史上，不論中外，打著科學旗號騙錢的屢見不鮮。遠有在上個世紀美國生物磁場的百萬騙局，近的，你家樓下的玉石床墊養生館就是。是上當受騙的人傻嗎？要奇點糕說，還是騙子太會吹了，而我們又不知道怎麼認準「真貨」，病急亂投醫中了招就不奇怪了。

那麼從騙子吹水到醫療黑科技，這中間的鴻溝到底都填著什麼呢？

比如這種號稱什麼都能治的「水電帶」，因為在第一屆世博會上做了宣傳，很快就風靡了全世界，大文豪狄更斯用它「治」過腿疼，福樓拜的《包法利夫人》還提到過

就以TTFields為例，上一節奇點糕說到它的原理，只用了幾百個字，但能說得這麼簡單，是奇點糕科普做得好（呸真表臉），看似簡單的原理背後，有非常多的需要鑽研的技術細節。比如說，人體這麼多種細胞，對電場的反應都一樣嗎？什麼樣的電場條件能夠使抗癌效果最大化呢？在人體結構這麼複雜，怎麼讓深處的癌灶能夠處於需要的電場條件中呢？

實驗室解決以上問題，到了臨床試驗更複雜了。TTFields對所有患者都有效嗎？和其他治療方法比起來更好更安全嗎？怎麼調整治療方案？副作用呢？

獲得了完整的臨床數據，最終療法是否能夠真的投入臨床使用，還需要專業人員的評估、審核和批准，比如美國的FDA和中國的NMPA。批准上市之後，更是要嚴格按照適應症範圍來使用。

這些都不是簡單的「照著做」就能夠複製的。

授人以魚不如授人以漁，與其讓奇點糕挨個叨叨，不如讓大家習得辨認黑科技的慧眼，多思考多求證，畢竟你電或不電，電就在那裡，不來不去。

編輯神叨叨

#編輯部的故事#

上次寫奇葩抗癌療法的時候

BioTalker說

電場抗癌騙人別說那麼絕對吧~

然後甩了我TTFields

表示長見識了

現在你們再去看那段就會覺得

我寫得很心虛

再也不敢想當然了

更多抗癌黑科技研究進展盡在瞬息：

參考資料：

[1] Robinson AJ, Snyder-Mackler, L. Clinical electrophysiology: electrotherapy and electrophysiologic testing 3rd ed. Baltimore: Lippincott Williams and Wilkins, 2008;151-196, 198-237, 239-274

[2] Bassett CA. The development and application of pulsed electromagnetic fields (PEMFs) for ununited fractures and arthrodeses. Clin Plast Surg 1985;20:259-77

[3] Elson E. Biologic effects of radiofrequency and microwave fields: in vivo and in vitro experimental results. In: Bronzino JD, editor, The biomedical engineering handbook. CRC Press, Inc., Boca Raton, FL; 1995. p. 1417-23

[4] Takashima S, Schwan HP. Alignment of microscopic particles in electric fields and its biological implications. Biophys J 1985;47:513–8.

[5] Zimmermann U, Vienken J, Pilwat G. Rotation of cells in an alternating electric field: the occurrence of a resonance frequency. Z Naturforsch C 1981;36:173–7.

[6] Holzapfel C, Vienken J, Zimmermann U. Rotation of cells in an alternating electric field: theory and experimental proof. J Membr Biol 1982;67:13–26.

[7] Kirson E D, Gurvich Z, Schneiderman R, et al. Disruption of cancer cell replication by alternating electric fields[J]. Cancer research, 2004, 64(9): 3288-3295.Alternating electric fields arrest cell proliferation in animal tumor models and human brain tumors

[8] Stupp R, Wong E T, Kanner A A, et al. NovoTTFields-100A versus physician』s choice chemotherapy in recurrent glioblastoma: a randomised phase III trial of a novel treatment modality[J]. European journal of cancer, 2012, 48(14): 2192-2202.

[9] Stupp R, Taillibert S, Kanner A A, et al. Maintenance therapy with tumor-treating fields plus temozolomide vs temozolomide alone for glioblastoma: a randomized clinical trial[J]. Jama, 2015, 314(23): 2535-2543.

[10]Stupp R, Taillibert S, Kanner A, et al. Effect of tumor-treating fields plus maintenance temozolomide vs maintenance temozolomide alone on survival in patients with glioblastoma: a randomized clinical trial[J]. Jama, 2017, 318(23): 2306-2316.

本文作者 | 代絲雨

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