体外冲击波：抑制结直肠癌生长的新希望

《Scientific Reports》：Extracorporeal shock waves effectively suppress colorectal cancer proliferation and growth

为探究体外冲击波（ESV）对结直肠癌（CRC）的疗效及机制，研究发现 60 mJ ESV 可抑制 CRC 生长，极具潜力。

　　# 体外冲击波：开启结直肠癌治疗新征程
在医学领域，结直肠癌（Colorectal Cancer，CRC）是一种令人闻风丧胆的消化道恶性肿瘤。它在全球范围内的发病率和死亡率都相当高，严重威胁着人类的健康。目前，手术是早期 CRC 的有效治疗手段，但很多患者确诊时已处于晚期，肿瘤发生转移或无法切除，此时化疗和放疗效果有限，还伴有严重的副作用，对正常细胞也会造成损伤。因此，寻找安全有效的 CRC 治疗方法迫在眉睫。

在这样的背景下，来自首都医科大学附属北京天坛医院（北京神经外科研究所）和北京大学深圳医院等机构的研究人员，开展了一项关于体外冲击波（Extracorporeal Shock Waves，ESV）治疗 CRC 的研究。该研究成果发表在《Scientific Reports》上，为 CRC 的治疗带来了新的希望。

研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。首先是构建小鼠异种移植模型，将 HT29 或 SW620 细胞皮下注射到裸鼠体内，用于模拟体内肿瘤生长环境 。其次，采用 RNA 测序技术，对 HT29 来源的肿瘤组织进行分析，以探究基因表达变化。此外，免疫组化（IHC）分析、蛋白质免疫印迹（Western blotting）、实时荧光定量聚合酶链反应（Reverse transcription-quantitative polymerase chain reaction，RT-qPCR）等技术也被用于检测相关蛋白和基因的表达水平，从而深入研究 ESV 对 CRC 的作用机制。

研究结果

1. ESV 能量对 CRC 异种移植瘤生长的影响：研究人员通过构建小鼠皮下肿瘤模型，给荷瘤小鼠分别施加 60 mJ、120 mJ 和 240 mJ 的 ESV 治疗（2000 次脉冲，频率 12 Hz）。结果发现，与对照组相比，60 mJ ESV 能显著抑制肿瘤生长，而 120 mJ ESV 抑制效果较弱，240 mJ ESV 则没有抑制作用，还导致小鼠出现淤青，提示有血管损伤。由此筛选出 60 mJ ESV 用于后续实验。
2. 60 mJ ESV 延缓 CRC 来源异种移植物的生长：进一步实验延长观察时间，发现接受 60 mJ ESV 治疗的小鼠体重无明显变化，且肝肾功能指标（血浆丙氨酸氨基转移酶 ALT 和肌酐 Cr 水平）与对照组无差异，表明 60 mJ ESV 无明显毒性。同时，治疗组小鼠肿瘤生长速度明显慢于对照组，病理检查未发现肝转移，且 60 mJ ESV 对另一种 CRC 细胞系 SW620 来源的异种移植物生长也有抑制作用。这说明 60 mJ ESV 能有效抑制 CRC 在体内的生长且无毒性。
3. 60 mJ ESV 阻断 CRC 细胞增殖：对对照组和 60 mJ ESV 处理组的 HT29 来源肿瘤组织进行转录组分析，发现 60 mJ ESV 使 1748 个基因上调，2021 个基因下调。下调基因主要富集在 “DNA 代谢过程” 和 “有丝分裂细胞周期”，提示 ESV 可能抑制 CRC 细胞增殖。通过 Ki-67 染色评估细胞增殖，结果显示 60 mJ ESV 组肿瘤组织的 Ki-67 染色低于对照组，进一步证实了这一结论。
4. ESV 诱导 CRC 细胞凋亡和铁死亡：基因集富集分析（Gene Set Enrichment Analysis，GSEA）发现，ESV 处理组上调的基因富集在凋亡相关通路。Western blot 分析和 IHC 染色表明，ESV 处理组凋亡生物标志物切割的多聚 ADP - 核糖聚合酶（cleaved-PARP）和切割的半胱天冬酶 3（cleaved-caspase3）表达增加；同时，铁死亡生物标志物醛酮还原酶家族 1 成员 C1（AKR1C1）和环氧化酶 2（COX2）表达也升高。这表明 ESV 能诱导 CRC 组织发生凋亡和铁死亡。
5. ESV 对细胞增殖和死亡的影响与 p53 通路有关：通过 Metascape 和 GSEA 分析 RNA-seq 数据，发现 ESV 处理组 p53 信号通路基因集富集。研究人员检测 HT29 来源肿瘤中 p53 的 mRNA 和蛋白水平，发现 ESV 处理的小鼠 p53 表达上调，证实 ESV 可通过上调 p53 表达抑制细胞增殖，诱导凋亡和铁死亡。
6. ESV 在体外抑制 CRC 细胞增殖并促进其死亡：体外细胞实验中，CCK-8 检测显示 60 mJ ESV 显著抑制 HT29 和 SW620 细胞增殖；流式细胞术分析表明，ESV 处理使细胞周期阻滞在 G₀/G₁期，S 期细胞比例减少，死亡细胞比例增加。此外，ESV 处理还使体外培养的细胞中 P53、cleaved-PARP、cleaved-caspase3、AKR1C1 和 COX2 等蛋白水平升高。这表明 ESV 在体内外均可通过 p53 通路介导细胞周期阻滞和细胞死亡，抑制 CRC 生长。

研究结论与意义

综上所述，该研究表明 60 mJ ESV 能显著抑制 CRC 生长，其机制是通过激活 p53 通路，阻断癌细胞增殖，诱导凋亡和铁死亡。这为 CRC 的治疗提供了一种新的潜在策略，尤其对于晚期或对传统治疗耐药的 CRC 患者，ESV 疗法有望成为一种辅助治疗选择。不过，目前研究是基于皮下移植瘤模型，而结直肠肿瘤位于腹腔，后续还需利用自发 CRC 模型进一步探究 ESV 的治疗效果。同时，除了能量，冲击波的其他机械参数对 CRC 细胞活力的影响也有待研究。但无论如何，这项研究为结直肠癌治疗开辟了新方向，让人们看到了战胜这一顽疾的新曙光。