务实创新,肿瘤热疗创新技术获突破性进展

时间:2022-04-04 10:22:00 公文范文 浏览次数:

“药物不能治愈的可用手术治,手术不能治愈的可用热疗治,热疗不能治的就确实无法治了。”这是现代医学之父希波克拉底对热疗在疾病治疗中的地位给予的极高肯定。其实,很早以前,人类就已经认识到热疗对疾病的治疗作用。早在公元前5000年,古埃及的文稿案卷中就有用加温治疗乳腺肿瘤的相关记载。近年来,奥地利医生Julius Wagner-Jauregg用疟疾发病时的高热来治疗第三期梅毒引起的麻痹性痴呆症,获得了1927年的诺贝尔生理与医学奖。

用热来治疗肿瘤也是一种有广泛临床应用前景的治疗手段。首先,热疗的作用效果非常明确,任何细胞在高温环境下“炙烤”一段时间都会灭活,这点毋庸置疑。但是,这只是热疗效果体现的一个方面。例如,热疗不同于放化疗,大量的研究和临床数据均证实,适当的加温治疗可以激发机体的主动免疫,即发动或提升患者自身的免疫系统的强大攻势去主动消灭肿瘤。因为,无论对于患者还是环境,热疗可以说是一种“绿色”并且“环保”的疗法。

目前,随着临床医学的发展和高新技术的不断涌现,肿瘤热疗技术在近年来也取得了长足的进步,超声、微波和射频等热疗技术相继被开发并成功应用于肿瘤临床治疗。然而,热疗技术目前在肿瘤治疗中是位于手术、化疗和放疗后的第四种治疗手段,一般是作为一种辅助治疗手段来实现对于放化疗的增敏作用。因此,热疗在肿瘤治疗中的强大优势还有待于进一步被发掘。发展新的热疗技术以发挥热疗在肿瘤治疗中的优势是热疗研究的焦点之一,其中最为突出的是热疗治疗的靶向问题,即如何精确控制仅将高温区限定于患者的患部,而对周边正常组织不产生或仅产生可忽略的影响,肿瘤磁感应热疗技术可以满足这些要求。美国《时代》周刊和美国国立肿瘤研究所杂志评价肿瘤磁感应热疗技术可能带来肿瘤治疗的突破性进展。

清华大学工程物理系医学物理与工程研究所的医疗新技术研究室,经过十余年刻苦攻关,自主研发了国内首个应用于肿瘤临床治疗的肿瘤磁感应热疗系统,并率先在国内成功完成了安全性临床试验,有效性试验正在进行中。为进一步了解我国在热疗肿瘤磁感应研究发展状况及研究团队,近日,笔者采访了该研究室赵凌云老师。作为该室骨干成员,她参与并承担了肿瘤磁感治疗研究的一些核心任务,并在其中发挥了重要作用。

学科交叉 厚积薄发

“我是学化学工程出身的,目前在清华大学工程物理系任职,现在主要从事生物材料方面的研究,实验室是在医学科学楼。”交谈一开始,她这样介绍自己的专业背景和所从事的研究领域,寥寥数语其实也反映了她从事科研的特色:学科交叉。通过进一步交流,笔者了解到她于1997年毕业于天津大学化工学院,分别获得化学工程专业的学士和生物化工专业的硕士学位之后,在新加坡国立大学化学与生物分子工程系、生物工程系和药学系学习,并于2004年获得博士学位。此后,应导师邀请,在化疗工程实验室进行了为时1年多的博士后研究。

谈及在新加坡求学的经历,赵凌云坦言那是一段比较艰苦同时也非常有收获的时光。“新加坡虽是个小国家,却是个中西方文化交汇的地方,对我来说,在新加坡6年多的时间极大地丰富了我的研究经历,并开拓了我的视野。虽然很辛苦,但是也很值得,毕竟接触的都是国际上比较前沿的研究领域。”基于在新加坡的研究成果,她一共发表了7篇SCI收录的文章,目前已被引用130余次。“写论文只是一方面,我总觉得能够把研究成果学以致用才是我们进行科研的根本目的,否则,花费那么多资源和辛苦劳动,最终就为了发表文章,总感觉意犹未尽,当然,我不是说论文不重要。”赵凌云直言,在回国择业时,这也是困扰她的一个问题。“我对科研充满兴趣,更希望能从事一些和应用紧密联系的研究,因此,我很庆幸能从事现在的研究,让我有机会把自己的研究成果应用到临床。”

目前,赵凌云在清华大学工程物理系的医学物理与工程研究所从事磁感应治疗新技术方面的研究。“其实,磁感应热疗的原理很简单,概括成一句话就是‘铁磁材料在交变磁场下可以感应产热’,我们日常生活中用到的电磁炉就是这个原理。把锅放到电磁炉上面,锅会感应磁炉底盘的磁场,从而产热。同理,我们把一种磁性的生物材料适形地植入到肿瘤部位,当人体暴露于交变磁场时,那么,肿瘤区域由于植入了铁磁材料,肿瘤部位会迅速升温,形成一个高温区,从而用热来杀死肿瘤。而身体其他的正常组织,由于没有植入磁性材料,就不会受到影响。当然,真正实现这个原理需要进行大量的工作,首先,交变磁场和植入材料对人体是安全的,这是开展一切工作的基础和保障!”说起自己所研究的东西,赵凌云的眼里总能闪烁出光芒,热爱之情溢于言表。

“‘不为良相,便为良医’,我一直认为医生是很崇高的职业,虽然我不能成为一名临床医生,但是能将自己的专业知识应用于临床,我觉得是一件虽苦但却快乐而有意义的事情!”其实,从有机化工到医学物理,再到临床应用,一路走来的各种辛苦,赵凌云深有体会,但每提及她的教育和研究经历,她却始终强调自己是幸运的。

赵凌云的学士、硕学位是在天津大学化工学院获得的,在那里她扎扎实实地接受了非常系统的训练,为之后的发展奠定了基础。而在新加坡攻读博士阶段,她师从于生物材料专家冯思慎教授,冯教授是纳米医学和化疗工程的学科创始人之一,目前任“Biomaterials”、“Nanomedicine”等国际知名期刊的副主编或编委,本科毕业于北京大学,硕士毕业于清华大学,曾师从于钱伟长教授。谈起冯教授,赵凌云说她非常幸运能在其指导下开展工作。除了在研究上获益,赵凌云说导师给她最大的触动是他对研究进发出的激情和由衷的热爱,还有他孜孜不倦的治学精神。

2007年底,赵凌云加入清华大学工程物理系的肿瘤磁感应热疗研究团队,开始了她在医学物理与工程方向的科研探索。“我很幸运,能遇到这么好的一个机会,唐劲天教授带领课题组自2000年起就开始致力于肿瘤磁感应治疗的研究工作,承担国家自然科学基金、国家科技攻关、国家‘863’和‘973’等国家级项目20余项,拥有多项专利技术。历时8年的攻关为研究的开展提供了非常好的平台。”同时,赵凌云也坦言,在她加入课题组之前,课题组没有从事与材料相关的研究基础,因此,一切研究可以说是白手起家。从设备和实验原料的购置、人员组建,再到研究的深入开展,凭着对这份研究的挚爱和努力,如小鸟筑巢般,她逐步构建了自己的研究平台。回想当初,赵凌云直言她最初是以博士后的身份加入清华大学的,除了唐老师提供的研究平台外,没有任何的启动基金和配套项目,她就靠着对肿瘤磁感应热疗这项研究工作前景和意义的坚定信念,靠着相信自己能将研究经验融入这项工作的决心,为这项研究的推进贡献了自己的力量。她毫不掩饰地说她在科研上获得的第一桶金是5万元的博士后科学基金,以此为起点,她一步一个脚印地奋

斗。在随后的几年里,陆续获得了教育部、国家基金委和清华大学的基金支持,就这样层层递进,在她坚持不懈的努力下,研究慢慢有了起色,她自己也从众多的博士后中脱颖而出,留校后不久就晋升为高级职称和硕士生导师。对于自己回国后扎根清华的发展历程,赵凌云颇有感慨地说:“现在有些留学人员回国发展时可能会抱怨国内的条件不理想,其实,‘海归’只能代表一个身份,再辉煌的成绩都属于过去,单位只为你的有用价值买单,一切条件都需要自己创造。有时感觉这个过程就像跳水,只有把跳板踩得更低,人才能跳得更高。”

学以致用 务实创新

在工物系的实验室,笔者看到了由唐劲天教授带队研发的我国第一台具有自主知识产权的肿瘤磁感应治疗设备。同时,也注意到,实验室的墙上有一面显眼的横幅“打赢磁感应临床试验战役,为民族争光”。通过赵凌云的介绍,我们对磁感应治疗有了更加深入的了解。肿瘤磁感应热疗技术是将“铁磁材料交变磁场下感应升温”的基本物理学原理应用于肿瘤的临床治疗。这一治疗具有安全、无创或微创、治疗时间短、保护正常组织功能、介质一次性植入后保留在体内可实现重复治疗等特点。既可有效地杀灭肿瘤细胞,也可以激发机体主动免疫,从而可能大幅度提高肿瘤的治疗效果。随着热生物学、材料学和电子技术等学科的综合发展,磁感应肿瘤治疗取得了突破性进展。2010年,磁感应热疗治疗脑胶质瘤的II期临床试验获得成功,同年6月,该创新技术获得欧盟认证。最近报告表明,以色列已通过美国食品和药物管理局批准即将进入临床试验,美国、日本也在磁感应热疗的临床试验方面取得初步成果。随着全球范围内对磁感应治疗技术的广泛关注和德国磁感应治疗获得欧盟认证,预示着全世界肿瘤患者将可能获得一项新的康复技术,人类挑战肿瘤顽疾将迈出新的一步。清华大学工物系唐劲天教授带领的研究团队与福州浩联医疗科技有限公司合作,于2009年底成功通过国家对热疗肿瘤设备和介质的检测,获得合格报告,并备案国家食品药品监督管理局进入临床试验,这是我国第一个和唯一通过备案进入临床试验的磁感应治疗项目。2010年初在多家医院正式进行磁感应治疗临床试验,目前的临床试验适应症选择为难治性的恶性软组织肿瘤,这也是世界上第一例磁感应治疗技术选择如此顽固的肿瘤进行临床试验,期待解决或部分解决术后复发,对放化疗又不敏感肿瘤治疗问题。从治疗者初步结果来看,磁感应治疗技术十分安全并可被患者接受,对肿瘤复发起到了抑制作用和较高有效率。

“把研究从理念发展成技术,再最终应用到实际中,特别是应用到临床中,这个过程太辛苦了!”赵凌云说她目睹了在这个过程中唐教授付出的心血和努力,有时候遇到的困难简直是不可逾越的,但最后都是靠着一股不服输的劲头咬牙坚持下来了。最初国内有十几家单位从事磁感应治疗研究,但只有唐老师带领的团队坚持到了临床试验阶段,并取得了初步临床试验的成功。目前,肿瘤磁感应治疗临床试验在国内有两个临床试点——湖南省肿瘤医院、福建省肿瘤医院,这两个医院已完成了十余位受试者的治疗。受试者均按照临床试验方案进行磁感应治疗。治疗温度达到50℃左右,共治疗4~7次。受试者治疗全程均未发生严重不良事件,且对热耐受性良好。

磁感应治疗整个系统除了包括交变磁场发生设备,植入到患者肿瘤部位的磁性治疗介质也是整个研发系统中的核心部分,目前,根据介质的尺度来分,主要包括毫米级合金热籽、微米级栓塞热疗介质以及适用于直接注射的纳米级磁流体。目前,临床试验所采用的是金涂层的毫米级合金热籽。赵凌云告诉笔者,她参与了合金热籽体模升温的部分临床前研究工作,这部分工作也是热籽进行临床申报时必不可少的内容。临床试验的患者对于热籽植入无不适反应,无明显毒副反应,组织相容性良好;患者对磁感应治疗机产生的交变磁场没有表现出明显的全身或局部的反应,治疗范围外正常组织未受到明显影响,亦未造成严重损伤。磁感应治疗机和医用磁感应热籽性能稳定,能满足临床使用的要求。结果表明,只要按照临床试验方案,保证热籽的植入密度及足够的肿瘤边缘外扩,保证目标病灶有效升温,肿瘤即可被有效控制。目前,课题组依托北医三院成立的国内第三家磁感应热疗临床试验基地正在积极筹建中,已经通过了北医三院伦理委员会的认证,临床试验启动会预计在9月中旬召开。

“临床试验和成果转化是我们的终极目的,但是紧密配合临床应用的基础研究和科技创新是整个课题组发展的源动力。”赵凌云说她加入到唐劲天教授的研究团队以来,唐教授一直非常强调研究的创新性和临床应用的潜力。在唐教授的带领下,立足于肿瘤磁感应治疗这个大方向,赵凌云积极探索功能型磁感应治疗复合介质,研发了微米级动脉栓塞热疗介质、载药纳米磁性热化疗介质、磁性纳米复合植入剂等一系列集热疗、化疗及肿瘤成像功能为一体的复合介质,其中一些核心技术已申报发明专利。笔者也了解到今年她申报的研究项目再获国家自然科学基金的资助,同时,她也积极寻求建立国际间的学术合作,课题组申请的研究项目获得科技部国际合作中心联合研究计划支持,这是今年清华在该研究计划中唯一中标的项目。

尽心尽力 追求完美

今年是清华大学的百年华诞,为此,清华大学引入学科国际评估制度,邀请全球相关领域的一流学者定期为学科专业“体检”,提升培养质量,加快建设世界一流大学的步伐。2010年,学校按照国外大学通行标准对工程物理系的12个学科方向首先进行了国际评估,赵凌云负责向国际评估团介绍该系统在医学物理方向的研究进展。“医学物理并不是系里的重点学科,但是,我对我们的研究充满信心。评估团对我们的工作给予了充分的肯定。最后,在全系12个学科方向中,评估团对3个方向给出了优秀的评价,医学物理方向,而且还特别指出‘非医学影像方向’榜上有名。高兴之余,这件事也给我很大的信心!”除了为系学科建设作出自己的贡献,赵凌云还承担研究生课程临床肿瘤学概论中有关肿瘤纳米技术的教学任务。“虽然课时很少,但是我很认同‘教学是一门艺术’这一理念,在课堂上和同学互动,虽然背景和同学相差的较远,但是收到的效果很不错。”看得出,她对于教学也是全身心地投入,倾注了自己的全部热情。

采访时正值暑假,赵凌云和同学依然在实验室忙碌。笔者看到了随她一起上班的可爱的小女儿。“家里人都忙,恰好碰上女儿放假,没人带,我只好带着她一起来上班。”与众多奋战在科研第一线的女科学家们一样,她们不仅在承担着科研任务,还担当着家庭的责任。谈及如何平衡事业和家庭,赵凌云特别提到了她在新加坡攻读博士时的副导师fGo Mei Lin教授,“副导师是新加坡人,我认为她是一位很出色的女性,不仅研究做的好,还曾担任新加坡国立大学药学系的系主任,更是三个孩子的母亲,为人非常和善。她给我树立了良好的人生榜样,我觉得事业和家庭完全可以兼顾,无论做什么,只要全身心地投入,踏踏实实做好每一件事,不求一步登天,这样的奋斗过程不仅能给孩子树立榜样,更可以拥有完美的人生!”

采访后记

在采访过程中,赵凌云一再强调自己很平常,之所以接受采访是配合“肿瘤磁感应热疗”的临床试验的开展做一些宣传活动,是希望能借助媒体的力量征集受试者,科学、规范、快速地完成该项创新技术的临床试验。我们在此衷心祝愿“肿瘤磁感应治疗”的临床试验能取得圆满成功,在实现创新医疗技术“中国创追”的同时,为广大肿瘤患者带来希望和福音。

责任编辑 马忠荣

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