腦癌膠質母細胞瘤
是醫學界已知最具侵襲性、最難治療的癌症之一，即便接受最好的治療，患者的中位生存期也僅有12至15個月。目前，麻省理工學院媒體實驗室的研究人員開發出一種可注射納米天線，每個納米天線的寬度約為人類頭髮的百分之一，可通過磁場激活，產生局部治療性電場，靶向並殺死腦癌細胞，而不損傷健康腦組織。
麻省理工學院媒體實驗室副教授、AT&T職業發展講席教授、納米控制論生物特雷克小組負責人德布利娜·薩卡爾表示："在實驗室和動物研究中，這種方法顯著抑制了腫瘤生長並延長了生存期，且未檢測到副作用，這凸顯了其作為精準安全腦癌療法的潛力。"
研究人員將該技術命名為"HITMAN"，意為利用磁性驅動納米天線實現高度局部化電場誘導腫瘤治療。
一篇描述該技術的開放獲取論文於近日發表在《科學進展》雜誌上。
為了在最貼近臨床實際的疾病模型上測試HITMAN，研究團隊使用了從梅奧診所確診為侵襲性和化療耐藥性膠質母細胞瘤患者身上獲取的腫瘤組織。利用從這些組織中提取的細胞，研究人員在實驗室中證明，HITMAN消滅了52.2%的耐藥癌細胞——是標準化療藥物替莫唑胺效果的五倍多，同時對健康神經元和支持性星形膠質細胞沒有造成損傷。
隨後，研究團隊將這些源自患者的腫瘤細胞植入小鼠大腦，以在活體系統中重現該疾病。在這種原位動物模型中——被廣泛認為是腦腫瘤臨床前研究的黃金標準——HITMAN大幅抑制了腫瘤生長，將中位生存期延長了超過50%，且未對主要器官或周圍健康組織檢測到任何毒性。
這種可注射納米天線可以從體外進行無線激活，通過施加低頻磁場（不超過200千赫茲，以防止組織受熱損傷）穿透顱骨和腦組織。磁場會驅動納米天線內由磁致伸縮材料製成的部件，產生應力和應變，導致壓電薄膜發生形變，從而產生局部電場。
研究表明，這種局部電場能夠優先攻擊細胞層面的膠質母細胞瘤，破壞細胞固有的生物電流和電場（這些電流和電場調節著細胞功能）。這種破壞引發了一系列抗腫瘤機制，包括蛋白質錯誤摺疊、細胞膜損傷和內質網應激，從而抑制細胞功能性蛋白質的產生。這些細胞功能障礙最終導致細胞死亡。研究人員表示，癌細胞之所以被選擇性靶向而非健康細胞，是因為其增殖速率高，從而增加了蛋白質摺疊需求，同時癌細胞在細胞膜成分和細胞內細胞器方面也存在特徵性異常。
在大量對照實驗中，研究人員還測試了僅將納米天線施加於膠質母細胞瘤細胞而不施加磁場的情況，以及僅施加磁場而不使用納米天線的情況，從而證實所觀察到的效果確實來自納米天線及其磁場激活。他們還測試了動物模型主要器官——腎臟、肝臟、脾臟、肺部和心臟——是否受到損傷，結果未檢測到任何副作用。
研究還證明，施加納米天線後，癌細胞集落數量顯著減少，從對照組的112至150個降至實驗組的僅26個，表明該技術在降低腫瘤復發和轉移風險方面具有顯著潛力。
若轉化為臨床應用，這種直徑約150納米的納米天線可通過顱骨注射給藥。不過薩卡爾指出，她實驗室此前開發的一項技術或可讓這類設備的部署變得更為簡便。
2025年，薩卡爾及其同事研發出"循環電子學"技術，該技術可讓類似HITMAN納米天線的設備通過手臂注射給藥，併到達大腦的目標區域。在此前的研究中，這些電子設備與活細胞結合，從而不會被人體免疫系統攻擊，並能輕鬆穿過血腦屏障，這一點已在臨床前研究中得到證實。
膠質母細胞瘤的診斷伴隨著嚴峻的治療挑戰。由於該類癌症具有極強的浸潤性，完全切除腫瘤十分困難，且可能影響認知功能。此外，這類腫瘤往往對放療和化療產生耐藥性，而免疫治療也受到腫瘤免疫抑制微環境的阻礙。
研究人員寫道："這些療法持續失效，凸顯了針對耐藥性膠質母細胞瘤細胞開發新型治療方法的迫切需求。HITMAN為膠質母細胞瘤提供了一種微創、空間精準且具有臨床轉化潛力的療法。"
參與該論文研究的還有薩卡爾實驗室的其他成員，包括前麻省理工學院博士後莫諾丘拉·薩哈、前麻省理工學院高級博士後伊沙克·汗，以及麻省理工學院研究生巴朱·喬伊、陳舜瑩、楊浩桐、普里特·帕特爾和張鵬睿，還有麻省理工學院大學生法希姆·阿澤米。
Q&A
Q1：HITMAN技術是什麼？它是如何治療膠質母細胞瘤的？
A：HITMAN是麻省理工學院媒體實驗室開發的一種可注射納米天線技術，通過磁場激活產生局部電場，破壞癌細胞的生物電流，引發蛋白質錯誤摺疊、細胞膜損傷等機制，從而選擇性殺死腦癌細胞，同時不損傷健康腦組織。
Q2：HITMAN技術的治療效果如何？
A：在實驗室測試中，HITMAN消滅了52.2%的耐藥性膠質母細胞瘤細胞，效果是標準化療藥物替莫唑胺的五倍多。在動物實驗中，該技術將小鼠的中位生存期延長了超過50%，且未檢測到明顯副作用。
Q3：HITMAN納米天線未來如何應用於臨床？
A：這種納米天線直徑約150納米，可通過顱骨注射給藥。研究人員還提到，此前開發的"循環電子學"技術可能讓這類設備通過手臂注射並自行到達腦部目標區域，使治療方式更加簡便。
