在肿瘤发病率、死亡率不断上升的今天，应对肿瘤的方法也是日新月异且在更新迭代：从简单粗暴的手术切除、放疗、化疗到生物靶向治疗再到免疫治疗，肿瘤治疗正不断向着更加精准、安全、有效的方向航行。令人惊喜和期待的是，肿瘤电场治疗作为肿瘤治疗领域一颗正在冉冉升起的新星，它不仅实现了肿瘤非侵入性体外治疗，并且可应用于多种癌症的治疗。肿瘤电场治疗（ Tumor treating fields，TTFields）是通过非侵入电极贴片在肿瘤局部解剖部位施加低强度和中等频率交变电场，从而阻止肿瘤细胞增殖的一种抗肿瘤治疗方式。
物理机制
首先，细胞内的微管蛋白、微管蛋白二聚体等为有极分子，将细胞置于电场中，会受到电场的作用而发生偏转，使分子电矩转向外电场方向排列，此时分子所受电场合力为零，不产生运动，这种现象称为取向极化。当交变电场不均匀，偶极子电矩两段所受电场力不等，分子所受电场合力不为零，将产生平移运动。在不均匀交变电场作用下，由于微粒大小、微粒的电特性等参数不同，有些微粒会向更高电场强度的方向移动，称为阳性介电电泳。
对非分裂期细胞施加交变电场，细胞内部电场均匀，细胞内偶极子不发生介电电泳。而对分裂期细胞施加交变电场，细胞内部电场是非均匀的，偶极子受到的电场合力将拉动细胞器进行阳性介电电泳运动。
众所周知，肿瘤细胞是一群能够快速分裂且不受控制的恶性增殖细胞，细胞有丝分裂时是通过纺锤体将染色体拉到细胞的两端，最终形成两个新的细胞。纺锤体是由微管蛋白二聚体根据自身极性规律的聚集形成的。在肿瘤细胞分裂的前、中期，细胞内部电场是均匀的，微管蛋白二聚体在电场中所受的合力为零，不产生运动，在原位震荡；而在交变电场作用下，电场会影响微管蛋白聚集成簇，阻止纺锤体形成，导致染色体无法正常分离。同时，在癌细胞分裂的末期，有丝分裂达到胞质分裂阶段，细胞颈部会不断收缩形成分裂沟。此时，分裂沟中心处的电场强度最强。细胞内不均匀的电场导致大部分细胞器发生阳性介电电泳，集聚到分裂沟处，即细胞会向细胞颈部中央移动，破坏细胞原有正常结构。这两种作用机制的结果都是导致肿瘤细胞无法正常分裂，最终使得肿瘤细胞裂解、死亡。值得注意的是。
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肿瘤电场治疗除了经典的抗有丝分裂效应外，在最近的相关研究中，对其抗癌效应还有新的发现：
（1）对DNA损伤反应的影响：由研究报告显示，放疗前使用电场可以延缓放射线诱导的DNA损伤的修复，增强有丝分裂损伤并降低肿瘤细胞系的存活率。（2）对自噬的影响：电场处理过的肿瘤细胞可能是通过调节PI3K / Akt / mTOR信号通路来介导自噬的激活。（3）抗肿瘤免疫：电场通过刺激巨噬细胞分泌活性氧、一氧化氮和趋炎细胞因子使巨噬细胞工作、活跃起来，吞噬癌细胞。电场还能通过树突状细胞的聚集和成熟促进免疫原性细胞死亡，最终导致CD4+和CD8+T细胞在肿瘤部位聚集。将电场与PD-1药物相结合，可增强PD-L1在浸润树突状细胞和巨噬细胞中的表达，从而进一步增强抗肿瘤免疫。（4）抑制癌细胞迁移：电场通过减少细胞外基质蛋白，从而抑制肿瘤细胞的侵袭性。同时电场还能通过抑制肿瘤细胞产生VEGF和HIF-1α限制新血管形成，从而可能减少肿瘤的营养供应。（5）增强细胞膜通透性和细胞内药物浓度：通过改变细胞膜上孔的数量和大小，改变细胞膜通透性，潜在提高肿瘤细胞对化疗药物的敏感性。
图片来源：参考资料 [3]
早在2011年及2016年，肿瘤电场治疗基于EF-11及FE-14两大临床试验分别获得FDA批准用于治疗复发胶质母细胞瘤（GBM）及新诊断的胶质母细胞瘤。随后又于2019年，获批用于局部晚期或转移性恶性胸膜间皮瘤（MPM）患者的一线治疗。近日，电场治疗再获FDA批准电场疗法联合“T+A”方案用于不可切除或转移性肝癌患者的一线治疗。根据HEPANOVA II期临床试验的结果显示，对于完成12周电场治疗的患者，客观缓解率（ORR）为18%，疾病控制率（DCR）达91%。除此之外，电场治疗用于实体肿瘤的多个临床试验正在展开中，其中不限于非小细胞肺癌、胰腺癌、乳腺癌等。可见，肿瘤电场治疗具有很广阔的应用前景。电场设备主要是由3个部分组成：换能器阵列、场发生器和电源组成。使用时，将换能阵列成对连接，垂直覆盖于患者皮肤表面，为了使换能器阵列与皮肤接触最佳，需要患者定期清理毛发。
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据报道，目前电场治疗的主要不良事件是由于长期暴露在汗水、水凝胶、粘合剂或这些综合因素作用下导致的换能器阵列附着部位刺激性或过敏性皮炎。如果发现局部皮肤发生接触性皮炎，可使用激素凝胶涂擦或将电极片放置于备选位置上。此外，为了避免刺激性或过敏性皮炎的发生，在穿戴电场治疗设备的同时可以穿戴帽子。
参考资料：
[1] https://www.novocure.com/
[2]蔡泽豪, 康勋, 李晓燕, 陈峰, 李文斌. 肿瘤治疗电场在脑胶质母细胞瘤治疗中的现状与前景. 中国肿瘤临床, 2019, 46(24): 1247-1250.
[3] Rominiyi, O., Vanderlinden, A., Clenton, S.J. et al. Tumour treating fields therapy for glioblastoma: current advances and future directions. Br J Cancer 124, 697–709 (2021). https://doi.org/10.1038/s41416-020-01136-5
[4]Novocure-Presents-Final-Safety-and-Efficacy-Results-from-its-Phase-2-Pilot-HEPANOVA-Trial-in-Liver- Cancer
