谈谈人类如何使用热来治疗癌症的历史吧!

血液肿瘤科 陈骏逸医师

 

人类使用热治疗癌症的最早历史,根据考察可以追溯到古埃及。

根据记载有古埃及科学医学方法的《埃德温·史密斯纸莎草纸/Edwin Smith Papyrus》,早在公元前2600 年左右,有一位名叫伊姆霍特普的埃及博学家用加热的火棍,烧掉了乳房上长出的肿块。而公元前 2000 年,使用烧灼去局部破坏肿瘤,已经成为当时广泛使用的癌症治疗方法。

 

而古希腊医者希波克拉底在他的格言87中说道:

“药物不能治愈的疾病,可以用刀来治愈。

”刀不能治者,火能治之。那些火不能治愈的必须被认为是不治之症”。

 

而在公元9361013年:阿拉伯人就开始以烧红的烙铁来治疗头颈部的肿瘤。

 

尽管过去医界对于免疫系统的了解还是很原始,但在 19 世纪末,医生开始意识到热不仅可以杀死肿瘤,好像可以驱动身体某个能力(现在知道是免疫力),去破怀癌症。

 

后来也有人指出,感染有时会让癌症缓解。 1866年,德国的Busch医生曾经报告说,他的恶性肉瘤病人在感染丹毒后两年内,肿瘤竟然完全消失。

 

他的学生,外科医生 William Coley 看了这份并报告后,决定进一步研究这一个现象,从 1890 年代开始,Coley医生用各种以他自己名字命名的 Coley 毒素,一种细菌的萃取物,竟然治疗了近 900 名无法手术的癌症患者。事实上,Coley 毒素治疗疗效斐然,有超过 60% 的肿瘤消退率,以及超过 20% 的治愈率,这项大规模的试验,成为第一个有记录的癌症免疫疗法之研究而后是闻名。由于Coley医生治疗的癌症患者,在整个治疗过程中都会出现持续性的发烧,这让Coley医生当时也发觉到热治疗癌症的潜力。

 

事实上,后来发现 5 年存活率与达到的Coley 毒素治疗后造成体温升高的程度,有直接的关系 。当发烧超过38.5°C的患者,其5年存活率高达60%,而发烧低于38.5°C的患者之存活率仅只有28%。当时尚不清楚高烧带来的更好疗效是来自发烧本身,还是因为更强的免疫反应所引起的高烧。

 

尽管无法区分发烧的影响还是感染的影响,Coley医生的发现至少引起了医界对提高体温去治疗癌症的科学兴趣,不仅透过发烧,还可以透过全身性地加热(这点在生理上与发烧,机制是不同的),来诱导抗癌作用。有趣的是,现代的癌症免疫疗法和肿瘤温热治疗都起源于 Coley 的同一个研究的发想,这促使最终发现肿瘤温热治疗,除了局部消融肿瘤的功效之外的功效,还必须要依赖肿瘤温热治疗所诱导之免疫活化。

 

1913 年,William Mayo 记录了一些有关局部肿瘤温热治疗之影响,与临床观察结果的直接相关性。当他在阴道子宫切除术之前用烧灼器加热子宫颈的肿瘤时,他发现手术后癌细胞的扩散会减少,癌症治愈率会提高。但重要的是,他观察到“最终的治疗成绩几乎没有任何差异”,除非他在局部肿瘤温热治疗和手术切除之间,留出了足够的时间。虽然报告没有描述加热温度或持续时间等治疗的细节,但这个发现告诉了医界,他的治疗效果的改善,绝对不仅仅是因为透过对肿瘤加热去更彻底地杀死捱细胞。相反地,在肿瘤温热治疗后与手术切除之前,需要有相当的尖阁时间,让身体去诱发另外一种抗癌机制,而现在认为这很应该是抗癌免疫力的活化。

 

尽管William Mayo的发现确实令人感到性份无比,但直到最近才进一步有人指出,在手术前给予局部加热肿瘤的动作,方能去刺激身体固有的抗肿瘤的免疫反应,将肿瘤持续一段时间维持在特定高的温度,并在治疗期间精确测量温度的技术可能也是达成此一机制活化的关键。

 

直到1970年代后,科学家开始透过细胞、分子等肿瘤微环境的实验,来探讨为什么使用加热可以杀死肿瘤。医界发现加热的温度一旦达到42.5℃,则癌细胞会开始死亡,且加热的温度愈高,杀死等量肿瘤所需要的时间愈短。例如43℃加热4小时杀死癌细胞的量,约等于54℃加热3秒钟,或是57℃加热1秒钟。由此可见热治疗所要的热剂量,最主要掌控的变因有两种:时间与温度,掌控好此两项因素,就能有效的杀死肿瘤细胞。

 

而目前台湾采用的肿瘤温热治疗的设备,普遍上以欧美设计和生产的高温热疗设备质量比较有保障,能够保持适当的加热温度,却又同时进行非照射部位的冷却纾缓,不会伤及皮肤表面或肿瘤附近的健康组织,属于非入侵性的治疗方法,相对安全而且几乎无特别之副作用。

 

用热治疗癌是需要有充足的临床经验、精准控制的加热技术及仪器设备,以及合并其它癌症治疗,才能发挥事半功倍之效,目前有下列问题需要突破:

  1. 如何把热这疗更好地去投放到患者身上?

目前正朝向将热源顺着肿瘤的形状分布投放到患者身上,且需要更能屏蔽保护肿瘤周围正常组织的方向前进,此治疗方式可以使肿瘤接受到热治疗更为集中,除了提高肿瘤的控制率外,亦能减少正常组织的损害。

 

  1. 测量温度有没有更准确或有效率的办法?

准确量测温度,是温热治疗科学化的关键技术。现有的技术已经能够直接或间接的估算热治疗区域的温度与热剂量之分布范围,目前可以用加上磁振造影之非侵入性的测温技术,准确得知全面性了解热治疗肿瘤的等温曲线图。

 

  1. 是否有更适宜的影像导引之加热方式?

依照不同部位、不同器官,不同肿瘤病灶,搭载最适合的影像导引之加热,甚至功能性的医学影像,是确保「精准热治疗」执行质量的要件,也是未来发展的方向。

 

  1. 可否利用热来帮助抗癌药物更精准利释放在肿瘤位置?

让药物只有在加热的地方才会被释放,例如抗玵药物可以包装入载体,使用奈米微粒、微脂体,通过热来驱动,在需要治疗的指定区域内释放药物,增加局部药物的浓度,并减少其它部位的药物暴露,使药物达到最大的疗效。

 

  1. 热与免疫疗法的搭配研究

目前当红的免疫治疗,其平均治疗反应率仅约两成。因此,如何筛选有效的病人族群以及尝试合并其它治疗以提升免疫治疗的效果是目前努力的方向。基础研究显示,适当的”热”能启动身体免疫,提高免疫细胞辨识肿瘤抗原的能力。目前重点着重在如何改造肿瘤细胞微环境,让免疫细胞可以更接近辨认肿瘤,以期能提升免疫治疗的效果。热治疗与免疫药物与细胞治疗的联合应用,更能发挥事半功倍之效。

 

  1. 开发更多临床适应症

因热治疗技术在良性肿瘤与转移性肿瘤治疗上已经取得良好成效,故现阶段正积极发展热治疗应用于恶性肿瘤的根治性治疗上,包括乳癌、摄护腺癌、肝癌与胰脏癌等,均有早期临床试验在进行中;另外,也积极研究配合其他治疗方式应用于脑部疾病、血栓溶解、心脏疾病、神经退化疾病的应用。

 

 

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