负压可能成为一种治疗恶性肿瘤的新方法

2022-08-02蒋润民

空军军医大学学报 2022年1期

张丰，蒋润民

(空军军医大学： 1肿瘤生物学国家重点实验室，西京医院病理科暨基础医学院病理学教研室，陕西西安 710032； 2唐都医院胸外科，陕西西安 710038)

近年来，肿瘤相关研究进展迅速，大约68%的肿瘤患者通过手术、化疗和放疗等方法可以治愈，但其余32%有远处转移的临床Ⅲ期或Ⅳ期的恶性肿瘤患者，治愈率与50年前没有明显区别[1]。因此，新的治疗方法仍然是恶性肿瘤患者的迫切需求。

1 恶性肿瘤细胞控制其细胞内渗透压的能力下降

细胞膜为半透膜的脂质双分子层，水分子而不是离子或有机大分子可以自由通过[2]。虽然一般认为哺乳动物细胞内外渗透压相等，但是，短时间缺血缺氧，细胞会水肿胀大；稍长时间缺血缺氧，细胞会肿胀坏死，因此，习惯性认为细胞内外渗透压相等其实是细胞对其内外渗透压调节的结果。大量的实验研究结果表明，恶性肿瘤的细胞骨架和钠钾泵异常，例如，免疫组化等方法发现癌细胞的微丝组装明显异常，而且其异常程度与肿瘤恶性程度成正比[3-9]。膜片钳等方法发现肿瘤细胞的静息膜电位低于正常细胞[10-13]，肿瘤细胞内的钠浓度高于正常细胞2～5倍[13-15]。由于细胞骨架和钠钾泵对于哺乳动物细胞内渗透压的调节起主要作用，其异常必然导致恶性肿瘤细胞控制其细胞内渗透压的能力下降，结果过多的水分会进入肿瘤细胞内。事实上，干湿质量检测、磁共振和拉曼光谱仪等方法证实肿瘤细胞比正常细胞含水百分比明显增加，而且越恶性的肿瘤，含水百分比越高[16-22]。除此之外，低渗脆性实验发现白血病细胞比正常白细胞脆性更大[23-24]。腹腔注射蒸馏水比注射生理盐水更能显著提高腹腔接种胃癌细胞小鼠的生存时间[25]。上述事实均表明，恶性肿瘤细胞控制其细胞内渗透压的能力显著减弱。因此，我们最近提出了调节细胞内渗透压可能成为治疗恶性肿瘤的一种方法[26-30]。

2 负压可能成为一种治疗癌症的新方法

从力学角度分析，细胞受两组平衡力的作用：①重力与支持力；②渗透压向外对细胞膜的肿胀推力与细胞骨架向内牵拉细胞膜的牵拉力。重力和支持力很微弱，忽略不计。渗透压的肿胀力与细胞骨架的牵拉力的平衡是细胞存活的基础。渗透压的肿胀力大于细胞骨架的牵拉力会导致细胞水肿甚至胀破死亡。由于人类生活在大气环境中，大气的成分主要是氮气和氧气。在大气压和37 ℃气温条件下，氮气在1 mL血液中的饱和溶解量为0.013 mL，而氧气的溶解度大约是氮气的2倍。对于细胞来说，其内外的大气浓度相差大约25倍，因此，细胞内外承受的大气压严重不平衡(图1)。在正常情况下，细胞主要依靠细胞内的渗透压对抗大气压力。对于机体来说，除了外层皮肤细胞直接承受大气压力外，内脏细胞也承受大气的压力，因为人体大部分是液体，大气压通过皮肤表面可以将压力传导到体内任何软组织和细胞，因此，理论上每个细胞都承受大气的压力。由于恶性肿瘤细胞的渗透压调节功能受损，如果在一定范围内降低大气压，可能导致恶性肿瘤细胞先于正常细胞破裂和死亡，从而可以利用负压治疗恶性肿瘤。与该推测一致，国外统计学研究表明高海拔地区相比低海拔地区，很多恶性肿瘤(如乳腺癌、肺癌、淋巴瘤、口腔肿瘤等)发病率和死亡率显著降低[31]。国内统计学研究表明西藏地区肿瘤发病率只有内地的1/5～1/4[32]。实验研究发现在真空中不到200 s，细胞就会胀破死亡[33]。在低压情况下肿瘤细胞生长和转移能力显著减弱[34]。同系小鼠皮下接种肿瘤实验表明，低压下肿瘤生长的体积只有正常大气压下肿瘤生长体积的15%[35]。以上事实均说明低压可以显著抑制恶性肿瘤的生长。