Фото: Erica Bass/Rogel Cancer Center/Michigan Medicine
Ультразвук уже давно помогает врачам заглянуть внутрь тела, но 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 кафедры биомедицинской инженерии Мичиганского университета (США), она искала способ, который позволил бы врачам разрушать и удалять пораженные ткани без хирургического вмешательства.
Она сосредоточилась на идее использования высокочастотных звуковых волн — ультразвука — для механического разрушения тканей и проверила свою теорию на сердцах свиней.
Ультразвук обычно не слышен человеческому уху, но Сюй использовал такие звучат, чтобы открыть новую эру современного лечения рака.
Эта технология дает врачам неинвазивный способ удаления злокачественных опухолей с помощью звука вместо скальпеля.
Фото: Erica Bass/Rogel Cancer Center/Michigan Medicine
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 Сюй, показало, что этот метод достиг технического успеха в 95% обработанных опухолей печени.
Хотя побочные эффекты — от боли в животе до внутреннего кровотечения — возможны, исследования показывают, что осложнения встречаются редко, и метод в целом безопасен.
В июне Великобритания стала первой европейской страной, одобрившей гистотрипсию. количество других процедур — и все это без необходимости хирургического вмешательства», — добавляет исследователь.
Как работает ультразвук
Для многих людей слово «ультразвук» мгновенно ассоциируется с ультразвуковым сканированием во время беременности.
Для создания медицинского изображения, похожего на сонограмму, ручной датчик посылает высокочастотные звуковые волны в тело, которые отражаются от внутренних тканей. Датчик в устройстве улавливает волны, возвращающиеся назад, 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 для гистотрипсии направляют ультразвуковые волны в фокальную область размером кома или более крупные поражения могут потребовать нескольких сеансов лечения.
Несмотря на многообещающие преимущества, все еще остаются открытыми вопросы о гистотрипсии. В настоящее время нет убедительных долгосрочных данных о рецидиве рака после лечения.
Некоторые исследователи выразили обеспокоенность тем, что гистотрипсия может потенциально способствовать возникновению новых видов рака, поскольку опухоли разрушаются внутри организма, что может привести к переносу клеток в другие участки.
Однако, как отмечают ученые, это явление пока не наблюдалось в экспериментах на животных.
Фото: Erica Bass/Rogel Cancer Center/Michigan Medicine
Исследования показывают, что гистотрипсия также может быть неэффективной против всех видов рака. Костная ткань может блокировать прохождение ультразвука к целевому месту, что делает невозможным лечение опухолей в на самом деле жарит ткани, объясняет Ричард Прайс, содиректор Центра иммунотерапии рака с фокусированным ультразвуком в Университете Вирджинии (США).
«Если вы возьмете увеличительное стекло и подержите его на сухом листе на солнце, лист может зажечь пламя», – говорит Прайс. «HIFU делает то же самое с раковой тканью, использует только звуковую энергию вместо света».
В онкологии HIFU, пожалуй, наиболее известен как неинвазивное лечение 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 интенсивного лечения, такого как у вас есть 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 организму.
Тем не менее, исследователи во многих странах изучают возможность его использования для лечения других видов рака, включая некоторые формы рака молочной железы.
УЗИ плюс другие препараты
Ученые отмечают, что потенциал ультразвука может быть значительно увеличен, если он сочетается с другими доступными методами лечения рака.
Недавние исследования показывают, что введение микропузырьков в кровоток и стимуляция их ультразвуком могут временно открыть гематоэнцефалический барьер. Этот барьер обычно не дает диотерапия, повреждая 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 он может быть усилен микропузырьками, активируемыми 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 стимуляцию иммунной системы для борьбы с раковыми клетками, которые могут избегать или скрываться от естественной защиты организма.
Когда сфокусированный ультразвук нагревает и повреждает опухоли, он, кажется, 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 распространенного рака. Метастатический рак гораздо сложнее лечить, 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 дать таких как хирургия, химиотерапия и лучевая терапия.
«Рак — это ужасно», — говорит Сюй. «Но еще хуже то, что лечение рака делает с людьми».
Ультразвук не является «волшебной пулей» 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 другими учеными — поможет пациентам избежать шума детских страданий в будущем.
