肿瘤的加温疗法(热疗)已有一百多年的历史[1]。世界各国对热疗这一继免疫疗法之后的癌症第五大治疗方法寄予了极大的希望。微波作为一种特殊的局部热疗的热源，则更引起人们的重视。近来,由于分子生物学、计算机的广泛应用，微波抗肿瘤的研究进入一个新的水平。但肿瘤的微波热疗仍处于研究阶段,未能成为一种常规疗法。现分述如下:

一、微波特性与抗肿瘤基础研究

(一)微波的物理学及生物学特性:微波是频率为300~3000,000MHz,波长1mm~1m的高频电磁波,它不能使最弱的氢键断裂,也不能产生电离作用,因而属于非电离辐射。微波辐射的透入深度与频率成反比,与波长成正比。频率高,波长短,其辐射的方向性好,能量易于集中,但透入深度小;反之,则方向性差,能量不易集中,透入深度大。

(二)微波对肿瘤细胞的作用特点:微波产生的高热具有以下抗肿瘤特点:1.更易杀伤S期肿瘤细胞,与电离辐射有协同作用。2.可杀伤对电离辐射及某些抗癌药不敏感的肿瘤内乏氧细胞。3.对低PH的细胞(见于某些肿瘤)有更大的杀伤作用。4.局部高热可增强宿主抗肿瘤免疫。

二、微波辐射对肿瘤细胞的影响

随着细胞生物学、分子生物学的飞速发展,人们利用现代生物技术,研究微波辐射对肿瘤细胞影响的规律,探讨其抗肿瘤作用机理,为临床应用提供可靠的实验依据。1.对 DNA 的影响:微波辐射能抑制DNA合成和损伤DNA[2]。微波引起的 DNA 合成抑制、DNA损伤,常和有丝分裂指数下降相一致。2.对染色体有丝分裂和细胞增殖的影响:微波辐射可引起细胞周期改变、有丝分裂异常或抑制[3],造成细胞中期分裂相畸变,引起染色体桥、染色体断裂,形成非整倍体、多倍体、双着丝点、 SCE 频率显著增加等[4],这些损伤和电离辐射所致的染色体损伤很类似。

三、微波抗肿瘤的机理

微波抗肿瘤的研究已取得不少进展,但远未研究透彻，尤其是作用机理这一复杂而重要的理论课题尚未阐明。微波抗肿瘤效应分为热效应和非热效应,热效应的机理基本弄清，即微波照射肿瘤组织,其内的离子、极性分子在电磁场作用下，作交变直线运动和变力螺旋运动,相互频繁碰撞,电磁能转化为热能，使肿瘤部位温度升高。由于肿瘤组织内血管结构紊乱,功能失调,反应性差,加热时血流增加并不明显，肿瘤组织散热困难,致肿瘤组织内热量积蓄,温度明显升高,而邻近正常组织由于血循环良好,散热快,所以升温并不明显,两者温差可达5~10℃。肿瘤组织与正常组织这一生物学上的差异,使肿瘤热疗的临床应用成为可能。此外,肿瘤组织因缺氧,营养状态低下,PH值较正常组织为低，使其更不易于耐受高热[5]。 Gl期和S期肿瘤细胞受热作用后，激活溶酶体活性，抑制 DNA、RNA 及蛋白质合成,增加热休克蛋白合成[2],从而起到杀死肿瘤细胞的作用。高温使细胞膜通透性改变,引起低分子蛋白外溢,核染色质蛋白含量升高,产生染色质结构的改变,导致癌细胞的破坏。微波非热效应的机理是争论的焦点，实验表明,微波辐射加热装置，照射部位不升温,仍能抑制肿瘤细胞的分裂增殖,目前认为主要与免疫效应有关,即微波照射肿瘤,刺激宿主免疫调节系统,增强NK细胞、T淋巴细胞和巨噬细胞的细胞免疫力,刺激机体的细胞免疫系统,增强细胞免疫[6],同时微波辐射可增强体液免疫[7]及红细胞免疫[8];或者间接通过增强肿瘤细胞的免疫原性[7]。

四、微波抗肿瘤的应用

微波抗肿瘤的应用日趋广泛,其作用方式有4种，临床上常根据治疗需要而进行选择。

(一)单独微波照射:单纯微波加热治疗肿瘤,可使肿瘤缩小、退化、甚至坏死，宿主NK细胞生物性增强。然而,单纯利用微波热疗,只能起到缓解作用。

(二)微波与放疗联合应用:这是目前临床上最常用的作用方式,疗效也最好。放疗合用微波热疗,可产生互补作用，杀伤肿瘤作用增强,又可减低放疗剂量,从而减少放疗对正常组织的损伤。

(三)微波与化疗联合应用:微波能协同化疗治疗肿瘤。首先,微波照射可破坏细胞膜的稳定性,促进抗癌药物的渗透和吸收;其次,微波照射升温,可使某些化疗药物,如噻替哌、博来霉素、左旋溶瘤素等活性增强,显著提高疗效;第三，微波热疗后,肿瘤细胞可产生高温耐受性,多数学者认为和热休克蛋白(HSP)有关[9]。有人报道丝裂霉素C、博来霉素、顺铂等可阻止耐热现象的产生,增强微波抗肿瘤效应[10]。

(四)微波与放疗、化疗三因子联合应用:微波热疗、放射线、化疗药物三因子疗法是微波热放协同作用与微波热化协同作用的相加。同时三因子疗法还具有三个因子之间的协同作用。

五、微波抗肿瘤的临床应用

自Crile[11]首次利用微波治疗肿瘤以来,微波热疗目前已广泛应用于多种类型的恶性肿瘤的治疗,取得了令人可喜的结果。

(一)乳腺癌:Bicher等[12]1990年报道了91例乳腺癌患者的治疗情况。采用915或300MHz微波，热电偶测温针分别放置于肿瘤组织与正常组织内,每4~5分钟自动记录温度一次。每周热疗2次,每次1小时,肿瘤内温度超过42℃的累计时间至少30分钟,共行5周治疗。与放疗结合时,放疗在热疗前或后2小时内进行,放疗剂量视组织耐受性而定。与化疗结合时,化疗与热疗的间隔越近越好,化疗药物、剂量视个体不同而异。治疗结果CR60例,PR 26例,SD3例,NR2例。

(二)神经系统肿瘤:1985年Winter[13]报道2450MHz微波加热治疗12例复发胶质瘤,收到较好疗效。马景鉴等[14]应用局部微波加热治疗脑胶质细胞瘤24例,治疗中将微波辐射器插入肿瘤实质内,加热20~40分钟,然后观察组织病理学、超微结构、多胺及DNA的含量和酶的变化,表明局部微波热疗对脑胶质细胞瘤有一定的抑制和杀伤效应。加热剂量以43℃ 20分钟为宜。赵克明等[15]采用术中瘤残腔内微波热疗和明胶海绵吸附化疗药残腔内贴敷局部化疗,并埋置Ommaya囊为术后定期注入化疗药,或再配合放疗,共治疗15例脑恶性肿瘤，已初步显示了其独特的效果。

(三)食管癌:国内自70年代末期开展用微波腔内加温治疗食管癌。河南省食管癌加温协作组[16]给82 例食管癌腔内微波热疗加放疗,热放顺序不拘,2次/周,共6~8次，结果1、2、5年生存率分别为60.9%、31.7%和14.6%。并认为这个生存率不低于常规60Gy/周的效果。

(四)直肠癌:Berdov等[17]采用915MHz微波加放疗治疗56 例晚期(T4N0M0)直肠癌患者，作为手术前处理。放疗每周3次,共10次(40Gy),热疗温度42~43℃，持续1小时,共4~5次。结果 CR 16.1%(9/56),PR 53.6%(30/56)。而单纯放疗的59 例患者(对照组)CR与PR率分别为1.7%(1/59)和 33.9%(20/59),两组有显著差异(P<0.05)。热疗加放疗组与单纯放疗组的5年生存率分别为35.6%(12/56)和6.6%(7/59)，两者差异亦有显著意义(P<0.05)。

此外,微波热疗还可治疗胃癌[18]、肝癌[19]等。

六、前景及展望

纵观微波热疗抗肿瘤研究的现状,无论是基础理论研究，还是临床应用，都存在许多争论和值得进一步研究的问题。微波热疗治疗肿瘤,效果是肯定的。随着微波外科的发展,相信在不久的将来,微波热疗会成为治疗肿瘤的一种常规方法。

参考文献

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[2] Giovanela B.Heat Shock Proteins.In;Bicher HI eds.Con-sensus on hyperthermia for the 1990s:Clinical Practice in Cancer Treatment[M].New York :Plenum Press,1990:95.

[3] BranskiS.Czerski P. Biological effects of microwave[M].Poland:DS and Ross,1976,123.

[4] ] Baner JR,Goldfeder A,Mitral J,et al.Combined effects of misonidazole. Microwave hyperthermia and X-ray on the in vivo sister chromatid exchanges and sing antigenecity of B16 melanoma cell fraction with microwave hyperthermia[J]. J Microwave Power,1986,21:41.

[5]Moylan DJet al·Hyperthermia :Scientific basis and clinical application In: Mansfield CMed.Therapeutic Radiology[M].Second Edition,Eisevier Science Publishing Co,Inc, New York:1989:531.

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[7] Santini R,Hosni M,Douse T,et al. Increasing antigenecity of B16 melanoma cell fraction with microwave hyperthermia[J]-J Microwave Power,1986,21:41.

[8]张乐之,龚燕芳,陈夷等.微波对红细胞免疫功能的影响[J].中华理疗杂志,1994,17:7.

[9]Burdon RH,Slater A,Mc Mahon M,et al.Hyperthermia and the heat-shock protein of Hela cells[J]·Br J Cancer,1982，45:953.

[10] Ding-Jiu Li,Bing-SenHou.Preliminaryreport on the Treatment of esophageal cancer by intraluminal mi- crowave hyperthermia and chemotherapy[J].Cancer Treat Rep,1987,71:1013.