科學(xué)通報(bào) | 華中科技大學(xué)趙俊教授團(tuán)隊(duì)綜述脈沖電場(chǎng)消融的生物學(xué)效應(yīng)與治療增敏策略

近日，華中科技大學(xué)同濟(jì)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院趙俊教授團(tuán)隊(duì)在《科學(xué)通報(bào)》發(fā)表題為“脈沖電場(chǎng)消融的生物學(xué)效應(yīng)與胰腺癌治療中的增敏策略”的綜述文章。系統(tǒng)總結(jié)了脈沖電場(chǎng)消融（pulsed electric field，PEF）的生物學(xué)效應(yīng)與細(xì)胞死亡機(jī)制，聚焦臨床關(guān)鍵瓶頸，全面梳理胰腺癌治療中聯(lián)合化療、放療、免疫治療與靶向治療的增敏方案，為突破胰腺癌治療困境、推動(dòng)介入治療臨床轉(zhuǎn)化提供重要理論支撐與路線指引。

胰腺癌惡性程度高、早期診斷困難、多數(shù)患者確診時(shí)已無法手術(shù)切除，被稱為“癌中之王”。傳統(tǒng)熱消融易受“熱沉效應(yīng)”影響，損傷周圍血管與重要結(jié)構(gòu)，臨床應(yīng)用受限。脈沖電場(chǎng)（PEF）消融作為新興非熱消融技術(shù)，通過高壓電脈沖造成細(xì)胞膜不可逆穿孔實(shí)現(xiàn)腫瘤殺傷，同時(shí)可激活抗腫瘤免疫，且對(duì)血管、膽管、神經(jīng)等結(jié)構(gòu)損傷小，特別適合解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜的胰腺癌，已被診療指南納入胰腺癌推薦治療方案。但由于腫瘤微環(huán)境異質(zhì)性，PEF消融在臨床應(yīng)用中面臨電場(chǎng)分布不均，低場(chǎng)強(qiáng)區(qū)域腫瘤殘留、術(shù)后易復(fù)發(fā)等瓶頸，嚴(yán)重制約了PEF消融的療效。如何構(gòu)建高效、安全的聯(lián)合增敏策略，成為提升療效的關(guān)鍵。。本文圍繞PEF處理后的細(xì)胞響應(yīng)機(jī)制、死亡模式及相應(yīng)的聯(lián)合治療方案展開系統(tǒng)敘述，深入解析了腫瘤細(xì)胞接受PEF處理后的關(guān)鍵生物學(xué)過程變化，旨在為探索與優(yōu)化PEF治療的增敏策略提供新思路與理論依據(jù)。

脈沖電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)、脈寬、脈沖重復(fù)頻率和脈沖波形等參數(shù)均對(duì)其消融效果有重要影響。目前使用的消融方式根據(jù)脈寬和脈沖波形不同，一般分為微秒PEF、納秒PEF、毫秒PEF和雙極性PEF（圖1）。文章梳理和總結(jié)了PEF參數(shù)差異對(duì)腫瘤細(xì)胞與正常細(xì)胞的差異性殺傷效應(yīng)，憑借腫瘤與正常細(xì)胞在膜電學(xué)特性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、修復(fù)能力和自身的固有特征差異，PEF可實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤細(xì)胞的差異性殺傷；其中nsPEF的細(xì)胞選擇性更為突出，識(shí)別nsPEF易感性差異的機(jī)制和細(xì)胞標(biāo)志物，將對(duì)nsPEF消融療法做出關(guān)鍵貢獻(xiàn)，為腫瘤精準(zhǔn)消融提供了可靠的理論基礎(chǔ)。

圖1 PEF消融常見參數(shù)

文章重點(diǎn)梳理了PEF的核心生物學(xué)特征，其可通過場(chǎng)強(qiáng)、脈寬、波形等參數(shù)調(diào)控，誘導(dǎo)凋亡、壞死、焦亡、壞死性凋亡等多種細(xì)胞死亡方式；同時(shí)引發(fā)鈣離子超載、活性氧上升、ATP耗竭及自噬通路改變，實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤細(xì)胞的選擇性殺傷。并進(jìn)一步明確了PEF可釋放損傷相關(guān)分子模式，激活抗原呈遞細(xì)胞，將免疫“冷腫瘤”轉(zhuǎn)化為“熱腫瘤”，為聯(lián)合免疫治療奠定基礎(chǔ)。

臨床實(shí)踐中，部分腫瘤組織由于微環(huán)境異質(zhì)性、纖維化或耐藥性等因素，對(duì)PEF消融治療的響應(yīng)不佳，導(dǎo)致消融范圍受限、腫瘤殘留和術(shù)后腫瘤復(fù)發(fā)，嚴(yán)重制約了該技術(shù)的應(yīng)用推廣。為突破該瓶頸，PEF消融增敏策略的研發(fā)與優(yōu)化逐漸成為近年來腫瘤介入治療領(lǐng)域內(nèi)的新熱點(diǎn)。通過聯(lián)合化療藥物、免疫佐劑或物理干預(yù)等不同策略，可有效降低腫瘤細(xì)胞對(duì)PEF消融的耐受閾值，在強(qiáng)化消融效應(yīng)的同時(shí)重塑腫瘤免疫微環(huán)境，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)局部精準(zhǔn)消融與全身抗腫瘤免疫應(yīng)答激活的協(xié)同增效。針對(duì)臨床復(fù)發(fā)瓶頸，該綜述圍繞PEF消融在胰腺癌中的應(yīng)用，梳理了PEF消融在胰腺癌治療中增敏策略實(shí)例（圖2）。

聯(lián)合化療可提升藥物穿透效率、逆轉(zhuǎn)耐藥；聯(lián)合放療增強(qiáng)局部控制并激活免疫記憶；聯(lián)合免疫治療通過PD?1抑制劑、DC疫苗、訓(xùn)練免疫等策略，顯著增強(qiáng)全身抗腫瘤應(yīng)答；聯(lián)合靶向治療則通過抑制DNA損傷修復(fù)、阻斷自噬通路、調(diào)控腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞與中性粒細(xì)胞，有效降低復(fù)發(fā)與轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)。多項(xiàng)臨床與基礎(chǔ)研究證實(shí)，聯(lián)合策略可顯著延長患者生存期，提升局部疾病控制率，為PEF消融治療胰腺癌的臨床應(yīng)用和優(yōu)化提供理論參考。

圖2胰腺癌PEF消融聯(lián)合治療的策略與機(jī)制

該綜述不僅厘清了PEF作用機(jī)制與科學(xué)問題，更為胰腺癌多模態(tài)精準(zhǔn)治療提供系統(tǒng)化框架。未來通過電場(chǎng)參數(shù)優(yōu)化、聯(lián)合治療方案完善與患者免疫狀態(tài)的深入解析個(gè)體化設(shè)計(jì)，PEF有望成為胰腺癌介入治療與綜合治療的關(guān)鍵技術(shù)，為改善患者預(yù)后帶來新希望。

華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院趙俊教授為本文的通訊作者，2023級(jí)博士生李林容為本文的第一作者。本研究得到了國家自然科學(xué)基金（82272838，CXCR2介導(dǎo)胰腺癌在不可逆電穿孔治療術(shù)后復(fù)發(fā)的機(jī)制研究與應(yīng)用探索）的資助。

文章信息

李林容，趙俊. 脈沖電場(chǎng)消融的生物學(xué)效應(yīng)與胰腺癌治療中的增敏策略. 科學(xué)通報(bào), 2026.

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