便携式黑科技对三阴性乳腺癌有效
目前，手术仍然是治疗大多数实体肿瘤的主要选择。不过，虽然手术技巧不断提高，但是癌症术后复发仍然是治疗失败的主要原因。
2021年9月1日，美国科学促进会《科学》旗下《科学进展》在线发表美国洛杉矶加利福尼亚大学、加拿大麦吉尔大学、中国深圳国家高性能医疗器械创新中心、浙江大学药学院、浙江大学医学院附属邵逸夫医院的研究报告，开发出一种便携式空气冷等离子体设备，可有效减少三阴性乳腺癌和黑色素瘤术后复发。
等离子体由电子和离子组成，在物理学上被定义为除固体、液体、气体外，物质存在的第四态。宇宙中，99%以上的可见物质都是呈等离子体态，如闪电、极光、太阳等。根据等离子体的气体温度，可将等离子体分为高温等离子体和低温等离子体。高温等离子体中的气体几乎处于完全电离状态，重粒子和电子温度都很高。低温等离子体的气体只有部分电离或未电离状态，又分为热平衡等离子体和非热平衡等离子体。在热平衡等离子体中，电子温度和离子温度相等，而且温度高；而非热平衡等离子体虽然电子温度高，但离子和原子之类的重粒子温度接近于室温，等离子体的宏观温度取决于重粒子温度，所以这类等离子体又叫冷等离子体，因在大气压下即可产生，也叫大气压冷等离子体。由于大气压辉光放电等离子体对细菌有很强的灭活作用，等离子体最初在生物医学领域的应用是对食物和器械的灭菌消毒。随后，等离子体在生物医学领域上的应用越来越多，尤其是冷等离子体接近或略高于室温，不会对人体和生物组织造成明显的热伤害，不污染周围环境，对医疗器械也不会造成热变形和损坏，且能有效地灭活各种细菌、真菌以及病毒等致病微生物，弥补了高压蒸汽灭菌、化学以及核辐射等方法的不足，因此掀起了冷等离子体在生物医学的研究热潮。大气压冷等离子体在肿瘤治疗领域也展现出很好的应用前景，因为等离子体不仅可以诱导肿瘤细胞死亡，也可以抑制肿瘤细胞增殖，并同时抑制肿瘤血管生成和肿瘤侵袭能力，等离子体还可以诱导肿瘤细胞分化，提高化疗药物敏感性。不过，大气压冷等离子体设备大多采用氩气或氦气，不可避免地需要复杂、沉重、庞大的压缩气体供应设备，这可能使其不方便用于手术。
该研究开发的空气冷等离子体设备可利用空气作为冷等离子体来源气体，产生仅焦耳能量级电输入的冷等离子体放电，从而为生物医学广泛应用提供一种简单且非常容易调节的设备。
该便携式空气冷等离子体设备对手术腔内残留肿瘤细胞的处理可有效诱导癌症免疫原性细胞原位死亡，并激发强烈的T淋巴细胞免疫反应，消灭残留的肿瘤细胞。
该研究将三阴性乳腺癌4T1细胞、黑色素瘤B16F10细胞注入小鼠体内形成肿瘤，部分切除肿瘤后用便携式空气冷等离子体设备进行治疗，可有效抑制肿瘤生长并显著延长小鼠生存时间。
因此，该研究结果表明，便携式空气冷等离子体设备对三阴性乳腺癌和黑色素瘤术后小鼠有效，故有必要进一步开展人体临床研究进行验证。
Sci Adv. 2021 Aug 27;7(36):eabe3771.
Portable air-fed cold atmospheric plasma device for postsurgical cancer treatment.
Guojun Chen, Zhitong Chen, Zejun Wang, Richard Obenchain, Di Wen, Hongjun Li, Richard E. Wirz, Zhen Gu.
University of California, Los Angeles, Los Angeles, CA, USA; McGill University, Montreal, QC, Canada; National Innovation Center for Advanced Medical Devices, Shenzhen, China; Zhejiang University, Hangzhou, China.
Surgery represents the major option for treating most solid tumors. Despite continuous improvements in surgical techniques, cancer recurrence after surgical resection remains the most common cause of treatment failure. Here, we report cold atmospheric plasma (CAP)-mediated postsurgical cancer treatment, using a portable air-fed CAP (aCAP) device. The aCAP device we developed uses the local ambient air as the source gas to generate cold plasma discharge with only joule energy level electrical input, thus providing a device that is simple and highly tunable for a wide range of biomedical applications. We demonstrate that local aCAP treatment on residual tumor cells at the surgical cavities effectively induces cancer immunogenic cell death in situ and evokes strong T cell-mediated immune responses to combat the residual tumor cells. In both 4T1 breast tumor and B16F10 melanoma models, aCAP treatment after incomplete tumor resection contributes to inhibiting tumor growth and prolonging survival.
DOI: 10.1126/sciadv.abg5686