胶质母细胞瘤被认为是最具挑战性的脑癌之一，现有治疗手段通常只能使患者中位生存期延长至12到15个月。近期，麻省理工学院媒体实验室的科学家们研发出一种可注射的纳米天线，直径约为人类头发丝的千分之一。通过磁场激活，这种纳米天线能够在局部区域产生治疗性电场，专门针对脑癌细胞进行攻击，而不会损害健康脑组织。这项技术被称为“HITMAN”，即“利用磁驱动纳米天线进行高度局部电场诱导的肿瘤治疗”，相关研究成果已在《Science Advances》上以开放获取形式发表。负责研究的副教授Deblina Sarkar表示，在实验和动物模型中，这种方法有效减缓了肿瘤的进展，并延长了生存期，且未观察到明显的副作用，展现出作为精准、安全脑癌治疗的潜力。
为提高实验的临床相关性，研究团队利用梅奥诊所的耐药胶质母细胞瘤患者提供的肿瘤组织进行测试。在实验室环境下，从这些组织中提取细胞进行分析，结果表明HITMAN能够清除52.2%的耐药癌细胞，远超传统化疗药物替莫唑胺（TMZ）的效果。同时，实验发现健康的神经元和星形胶质细胞未受到损害。随后，研究人员将这些患者来源的肿瘤细胞植入小鼠大脑，构建原位疾病模型。此动物模型被广泛认可为脑肿瘤的前沿研究标准，结果显示HITMAN显著抑制了肿瘤的生长，延长了小鼠的中位生存期50%以上，同时未对其他重要器官和健康组织产生毒性影响。
该系统的核心在于“无线激活”原理。注射后的纳米天线可利用外部施加的低频磁场启动，磁频率不超过200千赫兹，以避免产生对组织有害的热量。通过磁场的作用，能够穿透颅骨和脑组织，与纳米天线内部的磁致伸缩材料相互作用，进而引发应力与形变，使压电薄膜发生形变，局部产生电场。研究表明，这种电场能够有效干扰胶质母细胞瘤的生物电流和电场，从而激活一系列对抗肿瘤的机制，包括蛋白质展开、细胞膜损伤和内质网应激，最终导致癌细胞死亡。
研究人员注意到，癌细胞的独特特性使得它们对这种电场更为脆弱。与健康细胞相比，癌细胞在电生理特性上通常表现出更活跃和不稳定的电活动，因此局部电场对其干扰更明显，使得癌细胞更容易被破坏，而正常细胞几乎不受影响。HITMAN的作用机制并不是依赖于药物的毒性或高温杀伤癌细胞，而是在癌细胞的电信号系统中造成混乱，从而导致其核心生存过程逐渐失效，最终致使细胞死亡。
尽管取得了阶段性成果，这项技术仍在实验室和动物研究阶段。研究报告中的数据均来自体外细胞实验与小鼠模型，还未进入临床试验。研究团队强调，在动物模型中并未发现对重要器官或健康组织的任何毒性，然而该技术在人体中的安全性和有效性仍需进一步验证。胶质母细胞瘤的难治性部分原因在于肿瘤与周围脑组织的界限模糊，癌细胞易于浸润，因此手术切除率低，化疗药物则受到血脑屏障的限制。HITMAN的设计目标是绕过传统药物递送的障碍，通过物理电场直接作用于癌细胞。由于纳米天线的极小尺寸，能够直接注射到肿瘤周围，再通过外部磁场进行远程控制，理论上可以覆盖手术难以触碰的残留肿瘤。
然而，动物实验和人体应用之间还有许多待解决的变量。例如，人脑的体积远大于小鼠，纳米天线在更大范围内的分布均匀性和磁场的穿透深度等因素尚需评估，研究团队也没有提出明确的临床试验计划。值得注意的问题是，HITMAN是否对所有类型的胶质母细胞瘤均有效。此次实验使用的耐药细胞表明它对难治肿瘤有作用，但胶质母细胞瘤具有高度的异质性，细胞特性在不同患者和肿瘤不同区域可能相差甚远，因此局部电场是否能均匀作用于所有癌细胞仍然存在疑问。
此外，电场参数的优化也是一个值得关注的方面。论文中指出，磁场频率应控制在200千赫兹以下以避免组织加热，但尚未明确具体的磁场强度、激活时间和治疗周期，以确保不损伤健康组织的情况下实现最佳抑瘤效果。这些参数可能需要根据肿瘤的具体位置、大小以及患者个体差异进行调整。同时，纳米天线在体内的代谢路径也需进一步探究，了解其是否会被降解排出或在体内滞留，对周围组织是否产生慢性影响也是尚未深入研究的领域。这项研究为电场治疗癌症开辟了新思路。
