Фото: Erica Bass/Rogel Cancer Center/Michigan Medicine
Ультразвук уже давно помогает врачам заглянуть внутрь тела, но помимо этого сфокусированные высокочастотные звуковые волны открывают новые способы борьбы с раком.
Если бы Чжэн Сюй не раздражала своих коллег в лаборатории, она, возможно, никогда бы не открыла революционное лечение рака печени.
В начале 2000-х годов, когда Сюй была аспирантом на кафедре биомедицинской инженерии в Мичиганском университете (США), она искала способ позволить врачам разрушать и удалять пораженные ткани без хирургического вмешательства.
Она сосредоточилась на идее использования высокочастотных звуковых волн – ультразвука – для механического разрушения тканей и проверки своей теории на сердцах свиней.
Ультразвук обычно не слышен человеческому уху, но Сюй использовал такой мощный открывая новую эру современного лечения рака.
Эта технология дает врачам неинвазивный способ удаления злокачественных опухолей с помощью звука вместо скальпеля.
Фото Эрики Басс/Онкологического центра Роджела/Мичиганской медицины
В октябре 2023 года Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) одобрило гистотрипсию для лечения опухолей печени. В следующем году небольшое исследование, финансируемое HistoSonics, компанией, созданной для коммерциализации технологии Xu, показало, что этот метод достиг технического успеха в 95% обработанных опухолей печени.
Хотя возможные побочные эффекты – от боли в животе до внутреннего кровотечения – исследования показывают, что осложнения редки, и метод в целом безопасен.
В июне Великобритания стала первой европейской страной, одобрившей гистотрипсию. Лечение было введено в систему эффективность других методов лечения – и все это без необходимости хирургического вмешательства, – добавляет исследователь.
Как работает ультразвук
Для многих людей слово «ультразвук» мгновенно ассоциируется с ультразвуковыми изображениями во время беременности.
Чтобы создать медицинское изображение, похожее на сонограмму, ручной датчик посылает высокочастотные звуковые волны в организм, которые отражаются от внутренних тканей. Датчик в устройстве улавливает обратные волны, преобразуя их активность в электрические сигналы, которые затем используются для создания изображения того, что происходит под кожей.
При лечении рака ультразвуковые волны концентрируются на небольшом участке опухоли, чтобы уничтожить ее.
Для лечения рака печени устройства гистотрипсии направляют ультразвуковые волны в фокальную область размером для большего количества поражений может потребоваться несколько сеансов лечения.
Несмотря на многообещающие преимущества, остаются открытыми вопросы относительно гистотрипсии. В настоящее время нет убедительных долгосрочных данных о рецидиве рака после лечения.
Некоторые исследователи выразили обеспокоенность тем, что гистотрипсия может потенциально способствовать появлению новых видов рака, потому что опухоли разрушаются внутри организма, и это может привести к переносу клеток в другие места.
Однако, как отмечают ученые, это явление еще не наблюдалось в экспериментах на животных.
Автор фотографии, Эрика Басс/Роджел онкологический центр/Мичиганская медицина
Гистотрипсия также может быть неэффективной против всех видов рака, согласно исследованиям. Костная ткань может блокировать прохождение ультразвука к целевому месту, что делает невозможным лечение опухолей в определенных местах. на самом деле «поджаривает» ткань, объясняет Ричард Прайс, содиректор Центра иммунотерапии рака с фокусированным ультразвуком Университета Вирджинии.
«Если вы возьмете увеличительное стекло и подержите его на сухом листе на солнце, лист может зажечь пламя», – говорит Прайс. – HIFU делает по существу то же самое с раковой тканью, использует только звуковую энергию вместо света ».
В онкологии HIFU, пожалуй, наиболее известен как неинвазивный способ лечения рака предстательной железы – метод, который, согласно исследованию 2025 года, примерно так же эффективен, как и операция.
Пациенты могут испытывать некоторую боль или побочные эффекты со стороны мочевыделительной системы после пробуждения, но восстановление обычно происходит быстрее, чем после интенсивных процедур, таких как здоровые ткани поблизости.
Фото Getty Images
Не все виды рака можно лечить с помощью HIFU – опять же, кости или газ могут блокировать прохождение ультразвука к опухолям. Обычно этот метод не используется для пациентов, у которых рак предстательной железы уже распространился по всему телу.
Однако исследователи во многих странах изучают возможность его использования для лечения других видов рака, в частности некоторых форм рака молочной железы.
Ультразвук плюс другие препараты
Ученые отмечают, что потенциал ультразвука может быть значительно увеличен в сочетании с другими доступными методами лечения рака.
Недавние исследования показывают, что введение микропузырьков в кровоток и их стимуляция ультразвуком могут временно открыть гематоэнцефалический барьер. Этот барьер обычно предотвращает попадание токсинов в терапия, повреждающая опухолевые сосуды, что приводит к большей гибели клеток.
Это говорит о том, что врачи могут использовать меньшие дозы токсичных противораковых агентов, таких как химиотерапия или радиация, в сочетании с ультразвуком и микропузырьками.
«Лучевая терапия действительно лечит рак, но она также вызывает много долгосрочных побочных эффектов», – говорит Шарма.
Если она может быть усилена микропузырьками, активированными ультразвуком, врачи теоретически могут применять более низкие дозы и достигать того же терапевтического эффекта с менее разрушительными эффектами.
Ультразвук также хорошо сочетается с иммунотерапией, подходом, направленным на стимулирование иммунной системы для борьбы с раковыми клетками, которые могут избегать или скрываться от естественной защиты организма.
Когда сфокусированный ультразвук нагревает и повреждает опухоли, он, похоже, делает эти ткани более заметными для иммунной системы – и, следовательно, более уязвимыми для ее защитных механизмов, объясняет Прайс, чей исследовательский центр изучает саму комбинацию ультразвука с иммунотерапией.
Прайс отмечает, что одним из направлений будущих исследований является определение того, может ли такая комбинация работать против рака на более поздних стадиях. Метастатический рак лечить гораздо сложнее, чем локализованный рак, потому что, когда болезнь распространяется по организму, уже недостаточно удалить одну опухоль.
Святым Граалем было бы, если бы врачи могли использовать ультразвук, чтобы «вытащить одну опухоль из укрытия», уничтожив ее и дав рургия, химиотерапия и лучевая терапия.
«Рак – это ужасно», – говорит Сюй. «Но еще хуже то, что лечение рака делает с людьми».
Ультразвук – это не «волшебная пуля» против рака, отмечает Сюй. Как и любое медицинское лечение, оно имеет свои недостатки и ограничения.
Но так же, как она когда-то смогла избавить своих коллег в лаборатории от раздражающего шума, Сюй надеется, что ее открытие – наряду с открытиями других ученых – поможет пациентам избежать и ненужные страдания в будущем.
