超声波长期被用于辅助医生观察人体内部，如今聚焦式高频声波正为癌症靶向治疗开辟全新途径。
若非徐珍（Zhen Xu）当年惹恼实验室同事，她或许永远不会发现这种突破性的肝癌治疗方法。
作为21世纪初美国密歇根大学的生物医学工程博士生，徐珍致力于寻找无需侵入性手术即可清除病变组织的方法。她提出用高频声波——超声波——机械性粉碎组织的构想，并在猪心上进行实验。
超声波本不应被人耳听见，但徐珍实验中使用的强力放大器导致其他研究人员抱怨噪音。"反正之前的方法也没成功，"她说。于是她决定迁就同事，提高超声波脉冲频率以使声波超出人耳听觉范围。
令她震惊的是，每秒增加脉冲次数不仅减少了对他人的干扰，对活体组织的效果也远超先前方法。她目睹猪心组织在超声波作用下1分钟内出现破洞。"我当时以为在做梦，"如今已是密歇根大学生物医学工程教授的徐珍回忆道。
数十年后，徐珍偶然发现的"组织碎化术"（histotripsy）成为超声波癌症治疗的代表技术之一，它正引领先进癌症治疗的新时代，为医生提供无需手术即可清除癌变肿瘤的非侵入性手段。
每秒超声波脉冲数量的增加显著提升了组织破坏效率
2023年10月，美国食品药品监督管理局（FDA）批准组织碎化术用于肝肿瘤治疗。次年，由徐珍技术商业化公司HistoSonics资助的小型研究显示，该方法对95%的肝肿瘤实现了技术成功。尽管可能出现腹痛或内出血等副作用，但研究表明并发症罕见且总体安全。
今年6月，英国成为欧洲首个批准该技术的国家，通过"创新设备准入通道"在国民医疗服务体系（NHS）试点阶段为未满足临床需求提供治疗。
"人们总把超声波和成像联系起来，"西班牙拉蒙·卡哈尔健康研究所癌症生物标志物与个性化治疗组首席研究员朱莉·厄尔（Julie Earl）表示。但日益增多的研究表明，超声波还能摧毁肿瘤、抑制转移性疾病（扩散至全身的癌症），并提升其他癌症疗法的效果——全程无需动刀。
超声波工作原理
对许多人而言，"超声波"一词会立即联想到孕期超声检查。要生成医学影像，手持换能器向体内发射高频声波，声波在内部组织反弹后由传感器接收，转换为电信号生成皮肤下的图像。
在癌症治疗中，超声波被聚焦于肿瘤微小区域进行摧毁。
这些脉冲产生微秒级膨胀又破裂的微气泡，同步破坏肿瘤组织
治疗肝癌时，组织碎化设备将超声波集中到约2×4毫米的焦点区域——"相当于彩色笔尖大小"，徐珍解释道。随后机械臂引导换能器精准定位肿瘤区域。
超声波以快速脉冲形式输送。这些脉冲产生微秒级膨胀破裂的微气泡，在此过程中瓦解肿瘤组织。患者的免疫系统随后会清除残留物。
徐珍表示，整个过程快速、无毒且无创，患者通常当天即可回家。据HistoSonics公司数据，治疗时间多为1至3小时。单次治疗常可摧毁肿瘤，但多发或较大病灶患者可能需要多次治疗。
尽管优势显著，组织碎化术仍存疑问。目前缺乏治疗后癌症复发的长期可靠数据。部分研究者担忧肿瘤破碎过程可能引发新的癌细胞扩散，但动物研究迄今未证实此风险。
通过调节超声能量输出量，组织碎化设备可精准控制作用组织范围
研究表明，组织碎化术并非适用于所有癌症。骨骼会阻挡超声波抵达目标，导致特定部位肿瘤无法治疗；在肺部等含气器官使用可能损伤健康组织。但HistoSonics正研究将其用于肾癌和胰腺癌治疗。
超声波"烹饪"癌细胞
组织碎化术并非超声癌症治疗的先驱。更成熟的技术"高强度聚焦超声"（HIFU）同样可攻击肿瘤。弗吉尼亚大学聚焦超声癌症免疫治疗中心联合主任理查德·普赖斯（Richard Price）解释，HIFU通过聚焦声波产生热量"烹饪"组织。
"就像晴天用放大镜点燃干树叶，"普赖斯说，"HIFU对癌组织做着同样的事，只是使用声能。"
在肿瘤学领域，HIFU最广为人知的是作为前列腺癌的非侵入性疗法。2025年研究显示其效果与手术相当。患者术后可能出现疼痛或泌尿副作用，但恢复速度普遍快于手术等强化治疗。
组织碎化和HIFU治疗通常在全麻下进行，防止患者移动损伤邻近器官。但组织碎化不产生HIFU式的热能，避免了对健康组织的灼伤风险。
HIFU是通过热效应治疗前列腺癌的成熟技术
然而并非所有癌症都适用HIFU——骨骼或气体同样会阻挡声波。全身扩散的前列腺癌患者通常无法采用该疗法。但多国研究者正探索将其用于乳腺癌等其他癌症。
超声波与药物联用
研究者认为，超声波与现有癌症疗法联用可进一步释放潜力。
最新研究表明，向血液注入微气泡并用超声波激活，可暂时打开血脑屏障。该屏障通常阻止血液毒素损伤大脑，但在癌症治疗中刻意开启可使药物直达靶向肿瘤。
"非侵入性优势显著，但药物递送功能更是无与伦比，"普赖斯说。
加拿大安大略省逊尼布鲁克健康科学中心研究员迪帕·夏尔马（Deepa Sharma）指出，这种优势不限于脑癌。她跨癌种研究发现，超声波与微气泡联用可普遍提升药物递送效率。
夏尔马的研究还表明，超声增强的微气泡能通过破坏肿瘤血管系统增强放疗效果，导致更多癌细胞死亡。她认为，若将化疗和放疗与超声微气泡联用，医生可减少毒性治疗的用量。
"放疗能治愈癌症，但长期副作用严重，"夏尔马说，"若超声微气泡能增强疗效，理论上可用更低剂量实现同等治疗效果，减少灾难性副作用。"
超声波与免疫疗法也展现出良好协同性。免疫疗法旨在激活免疫系统对抗躲避免疫防御的癌细胞。
普赖斯指出："当聚焦超声加热损伤肿瘤时，这些组织对免疫系统变得更为显眼——从而更易受免疫攻击。"他所在研究中心专注于超声与免疫疗法的联合应用。
普赖斯表示，未来研究方向是验证该联用方案对晚期癌症的有效性。转移性癌症比局部疾病更难治疗——癌细胞扩散后，清除单个肿瘤已不足够。终极目标是：医生未来或可用超声波"诱捕"隐藏肿瘤，通过破碎使其暴露特征，让免疫系统发起全身性攻击。"理论上，治疗一个肿瘤就能清除10至20个肿瘤，"他说。这尚未经过任何试验验证，但潜力巨大。
组织碎化术换能器头产生可破坏组织的微气泡云
不过普赖斯谨慎提醒，超声与免疫疗法的临床试验仍处早期阶段，需更多研究确定该联合方案何时及如何改变患者治疗。
但现有超声技术已开启肿瘤学新时代——旨在替代或改进手术、化疗和放疗等虽有效却具破坏性的疗法。"癌症本身已足够可怕，"徐珍说，"更糟的是癌症治疗。"
徐珍强调，超声波并非癌症"魔法疗法"，如同所有医疗手段都有其局限。但正如她当年为实验室同事消除噪音困扰，她希望这项发现与其他科学家的研究成果能帮助患者在未来数年避免不必要的痛苦。
【全文结束】
