磁热疗法显著增强胶质母细胞瘤放化疗敏感性，为脑癌治疗带来新希望

《Scientific Reports》：Magnetic hyperthermia therapy enhances the chemoradiosensitivity of glioblastoma

胶质母细胞瘤（GBM）是常见原发性脑癌，对放化疗耐药。研究人员开展磁热疗法（MHT）联合放化疗治疗 GBM 的研究。结果显示，MHT 增强放化疗疗效，延长小鼠生存期。该研究为 GBM 治疗提供新策略，有重要临床意义。

　　胶质母细胞瘤（Glioblastoma，GBM）是一种极具侵袭性的原发性脑癌，被世界卫生组织列为 IV 级胶质瘤。它如同隐藏在大脑中的 “恶魔”，不仅具有弥漫性浸润生长的特性，会像藤蔓一样侵入周围脑组织，而且对当前标准的放化疗（Chemoradiation Therapy，CRT）具有很强的耐药性，这使得治疗困难重重，患者预后极差。尽管目前的标准治疗方案包括最大限度安全切除肿瘤、分次放疗（Radiation Therapy，RT）以及同步和辅助替莫唑胺（Temozolomide，TMZ）化疗，但患者的中位生存期仅为 15 - 18 个月，这一现状迫切呼唤新的、更有效的治疗方法。

磁热疗法（Magnetic Hyperthermia Therapy，MHT）作为一种新兴的治疗手段，逐渐进入人们的视野。它利用外部交变磁场（Alternating Magnetic Field，AMF）使局部递送的磁性纳米颗粒（Magnetic Nanoparticles，MNPs）产热，尤其是磁性氧化铁纳米颗粒（Magnetic Iron-Oxide Nanoparticles，MIONPs），因其出色的加热能力、良好的生物相容性以及治疗和诊断成像的双重功能，成为 MHT 常用的材料。MHT 能在不损伤周围正常组织的情况下，对肿瘤组织进行精准加热，而且可以重复进行多次治疗，这为 GBM 的治疗带来了新的曙光。然而，此前 MHT 与 CRT 联合治疗 GBM 的研究较少，其疗效和作用机制尚不清楚。

为了探索 MHT 联合 CRT 治疗 GBM 的效果，来自美国匹兹堡大学医学中心希尔曼癌症中心脑肿瘤纳米技术实验室、匹兹堡大学神经外科、西奈山伊坎医学院神经外科等多个机构的研究人员开展了相关研究。该研究成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员采用了多种技术方法来开展这项研究。在细胞实验方面，他们选用了多种 GBM 细胞系，包括原发性患者来源的 GBM 干细胞系 SD3、复发性转移性 GBM 患者来源的细胞系 G - 16302 以及小鼠 GBM 细胞系 GL - 261。通过水浴缸加热模拟热疗（Hyperthermia，HT），结合放疗和 TMZ 处理细胞，利用 CellTiter GLO 法检测细胞活力，克隆形成实验评估细胞的长期增殖能力，Annexin V / 碘化丙啶染色结合流式细胞术分析细胞凋亡情况。在动物实验中，构建了同基因小鼠模型和患者来源的异种移植（Patient - Derived Xenograft，PDX）模型。通过对流增强递送（Convection - Enhanced Delivery，CED）将 MIONPs 注入小鼠颅内，使用 AMF 发生器进行 MHT 治疗，借助生物发光成像（Bioluminescence Imaging，BLI）监测肿瘤生长，免疫荧光染色分析肿瘤微环境的变化。

研究结果如下：

• 热疗增强 GBM 细胞对放化疗的敏感性：在细胞活力研究中，HT 显著降低了各细胞系的活力，HT + TMZ + IR 联合处理组的细胞活力下降最为明显。例如，在 SD3 和 GL - 261 细胞中，添加 HT 后的处理组细胞活力下降幅度显著大于单独使用 TMZ、IR 或 TMZ + IR 处理组。克隆形成实验也证实了这一结果，GL - 261 细胞在 HT + TMZ + IR 联合处理后，没有观察到存活的克隆。Annexin V / 碘化丙啶分析表明，SD3 和 GL - 261 细胞在 HT + TMZ + IR 联合处理后，凋亡细胞比例增加。
• 评估热疗与放化疗联合作用的相互关系：研究发现，热疗与放疗、TMZ 联合作用时，在不同细胞系和剂量下呈现出不同的相互作用模式。在 GL - 261 细胞中，低剂量 HT 与递增剂量的 IR 联合主要表现为相加作用，在某些剂量组合下有轻微的协同效应；HT 与 TMZ 联合则呈现剂量依赖性，低浓度 TMZ 时表现为协同效应，高浓度时转变为拮抗效应。在 SD3 细胞中，HT 与 IR 联合在低辐射剂量时为协同效应，高剂量时转变为相加效应；HT 与 TMZ 联合在不同 TMZ 剂量下表现出复杂的相互作用模式。
• 优化健康小鼠颅内 MHT：MIONP 的加热效率与样品中铁的质量、AMF 的频率和幅度呈正相关。通过测量不同剂量 MIONP 注入小鼠颅内后的温度变化，确定了后续实验使用 8 μL 的 80 mg/mL MIONP 的剂量，该剂量既能保证有效的颅内加热，又能确保动物的耐受性。
• 评估 MHT 联合 CRT 在 GBM 啮齿动物模型中的疗效：在同基因 GL - 261 小鼠模型中，MHT + CRT 联合治疗显著降低了肿瘤负荷，延长了小鼠的生存期。与其他治疗组相比，MHT + CRT 组的肿瘤生长受到明显抑制，小鼠的中位生存期从对照组的 18 天、MHT 单独治疗组的 17 天、CRT 单独治疗组的 21 天延长至 38 天。在 PDX SD3 模型中，同样观察到 MHT 联合 CRT 治疗的生存获益，治疗组的小鼠存活率明显高于其他组。
• 分析 MHT 联合 CRT 后肿瘤微环境的变化：免疫组化分析显示，MHT 联合 CRT 治疗后，肿瘤组织中的 γ - H2AX（一种 DNA 损伤标志物）、HSP90（热休克蛋白 90，参与细胞应激反应）表达增加，微胶质细胞激活（通过 IBA - 1 表达评估）以及 CD4⁺ T 细胞浸润增多。这些变化表明联合治疗可能通过增强 DNA 损伤、激活应激反应和调节免疫微环境来发挥抗肿瘤作用。

研究结论表明，MHT 能够增强 GBM 细胞对放化疗的敏感性，在体内实验中显著提高了 GBM 小鼠模型的生存率。这一研究为 GBM 的治疗提供了新的策略和理论依据，证明了 MHT 联合 CRT 治疗 GBM 的可行性和有效性，为后续开展相关临床试验奠定了坚实的基础。同时，研究也指出了 MHT 目前存在的局限性，如 MIONP 温度监测困难、CED 递送存在问题等，为未来的研究指明了方向。总体而言，该研究在 GBM 治疗领域取得了重要进展，有望为改善 GBM 患者的预后带来新的希望。