超聲波震碎肝腫瘤，意外讓大鼠體內其它腫瘤自行消失
大鼠肝腫瘤實驗裡，被超聲波部分擊碎的腫瘤組裡9/11只不僅未擴散，連未處理的殘留病灶也消失——機制是釋放抗原激活了全身免疫反應。
原視頻在 YouTube 上放不出來，用音頻聽：
核心論點 · 點時間戳可跳到原聲
一位兒科醫生逼出了「不開刀的真手術」
博士生徐震剛進密歇根大學實驗室時，兒科心臟病醫生Ahmad Rudomirsky來做報告，講自己給患有先天性心臟病的嬰兒做手術時病人死在了手術臺上。他向實驗室提出挑戰：能不能發明一種不用切口就能完成「真手術」的技術——他特意強調「真手術」,因為微波、射頻、超聲加熱等消融技術只能把組織煮熟、不能真正移除，對他沒有用。這場報告成了後來被稱為histotripsy的起點，徐震當場決定把它定為自己的博士課題，儘管她當時完全不知道該怎麼做。
— Zhen Xu空化現象被當作「無法控制」整整50年
超聲波讓組織內氣泡膨脹收縮、機械撕裂細胞的空化現象，其實被觀察到了將近50年，但學界一直認為它只能靠注射氣泡才能控制、否則就是隨機有害的——比如超聲成像時肺裡的空氣泡被震壞。histotripsy的突破是完全不注射任何東西，只利用人體組織里天然的納米級氣體微粒：這些氣泡表面張力高達200到300個大氣壓，極難被震出空化效應。也正因為肺裡本身就是大氣泡，histotripsy至今沒法用來治療肺癌。
— Zhen Xu把超聲波調「安靜」,反而震出了組織裂解術
沒有超聲治療背景的徐震聽從導師Charles King「去探索，別讀論文」的建議，翻電話黃頁找到屠宰場，每週去撿廢棄豬心臟做實驗，試遍參數卻一次次失敗，直到同事嫌她的超聲設備太吵。她索性反其道而行：把脈衝重複頻率提到人耳聽不見的20千赫茲以上，代價是單個脈衝能量反而更低。就是這組為了安靜而非為了更強的參數，讓豬心組織上冒出類似煙霧的現象，一分鐘內震出一個洞——這是2002年histotripsy的發現時刻。
— Zhen Xu沒人願意出錢的十年黑箱期，靠NIH撐下來
2002年發現現象後，徐震花了將近十年時間——用高速攝像機捕捉微秒級、微米級的氣泡活動——才搞清楚背後的機制。她直言這種工作沒有任何理智的人會給你投錢，企業和風險投資都不會為這麼基礎、看不到應用盡頭的研究買單，真正支撐下來的是美國國立衛生研究院NIH的資助。從2002年最初發現到2023年FDA批准用於肝癌治療，前後總共花了21年。
— Zhen Xu研究肝癌的起點，是一個學生母親的死
histotripsy轉向肝癌研究，源於博士生Eli Vlaisavljevich的請求——他母親在他年幼時死於肝癌。當時整個領域都擔心機械擊碎腫瘤細胞反而促進擴散，團隊因此設計大鼠實驗：故意只處理50%到75%的肝腫瘤，模擬最壞情況，再長期觀察轉移率。結果對照組大鼠全部在兩三週內因高侵襲性肝細胞癌死亡，而11只接受治療的大鼠裡有9只不僅腫瘤沒擴散，連沒被處理的殘留腫瘤也徹底消失，怎麼找都找不到。
— Zhen Xu機械震碎腫瘤，竟然訓練了全身免疫系統
這個意外發現促使團隊找來腫瘤免疫學家Cliff Cho合作檢測，發現了機制：癌症能通過抑制周圍免疫反應來「隱藏」自己，而histotripsy把腫瘤細胞打成液態碎屑、打開細胞膜，讓原本被藏起來的腫瘤抗原釋放進血液循環。身體隨後不只在治療部位、而是在全身範圍內巡查並攻擊同類腫瘤抗原，相當於不注射任何藥物就復刻了免疫療法的效果——這也解釋了為什麼只處理一處腫瘤，其它未處理的病灶也會跟著縮小。徐震強調這個效應因人而異，團隊仍在摸索如何優化參數來放大它。
— Zhen XuHOPE4LIVER試驗：一年後局部腫瘤控制率90%
多中心臨床試驗#HOPE4LIVER是histotripsy拿到FDA批准用於治療肝癌的直接依據。數據顯示不良事件發生率很低；30天隨訪時，影像學確認的消融技術成功率達到96%;一年隨訪時，局部腫瘤控制率為90%。由於是無創治療，醫生無法像開刀那樣用肉眼直接確認，整個治療依賴影像引導——醫生在影像上圈出腫瘤範圍，軟件據此為機械臂規劃掃描路徑，醫生確認後點擊開始，機械臂自動完成治療，而震碎組織產生的氣泡本身就是天然的超聲造影劑，讓醫生能實時看到治療過程。
— Zhen Xu4000萬美元聯邦資助，滾出37.5億美元公司
徐震在獲頒金鵝獎時公布了一組數字：過去約20年裡，NIH一共投入約4000萬美元資助histotripsy研究——早期根本沒有企業或投資人願意為這種看不到應用盡頭的基礎研究出錢。如今FDA已批准用於肝癌治療，超過5000名患者接受了治療，HistoSonics估值達到37.5億美元、員工500人，並被《時代》雜誌評為醫療健康領域最具影響力的十大公司之一。她的結論是：聯邦科研經費正是美國保持技術創新領先地位的根本驅動力。
— Zhen Xu原話 · 已逐字校驗
And in front of me, I saw there was like almost like a smoke coming out of the pig heart tissue. But it can't be because it's in a washer tank. And within a minute, I saw a hole through that pig heart tissue. And I thought I was dreaming.
「在我面前，我看到好像有煙從豬心臟組織里冒出來——但這不可能，因為它泡在水槽裡。不到一分鐘，我就看到豬心臟組織上出現了一個洞。我以為自己在做夢。」
Zhen Xu0:00
And Charles literally said, you know, just go ahead and explore. And don't read any papers.
「Charles當時就說，你儘管去探索，別去讀任何論文。」
Zhen Xu9:32
So either within the focus, exceeding that threshold, you have temptation, you have damage. And outside, you have no damage.
「只要在聚焦區域內超過那個閾值，就會產生空化、造成損傷；而區域之外則完全沒有損傷。」
Zhen Xu27:12
The 11 mass treated, Nine of them, not only the tumor didn't spread, the remaining tumor was just gone. We're like looking for it everywhere. We couldn't find them.
「11只被處理的老鼠裡，9只不僅腫瘤沒有擴散，剩下的腫瘤直接就消失了。我們到處找，怎麼都找不到。」
Zhen Xu41:01
So this crazy patient went out and run 20 miles within the first week of her tumor treatment.
「這位很瘋狂的病人，在腫瘤治療後第一週就跑了20英里。」
Zhen Xu53:40
And in my case, more than 90% of my research has been funded by National Institute of Health, NIH.
「就我自己而言，我90%以上的研究經費都來自美國國立衛生研究院(NIH)。」
Zhen Xu1:02:02
數字與實體
| 從發現到FDA批准歷時 | 21年(2002年發現，2023年FDA批准) | 31:32 |
| 大鼠肝腫瘤實驗中腫瘤完全消退比例 | 11只中9只 | 41:01 |
| HOPE4LIVER試驗30天隨訪技術成功率 | 96% | 49:31 |
| HOPE4LIVER試驗一年隨訪局部腫瘤控制率 | 90% | 49:31 |
| 已接受histotripsy治療患者總數 | 超過5000人 | 56:52 |
| 開展相關治療的臨床中心數 | 200個 | 57:56 |
| NIH過去約20年對該研究的資助總額 | 約4000萬美元 | 1:03:08 |
| HistoSonics公司估值 | 37.5億美元 | 1:03:08 |
| HistoSonics員工數 | 500人 | 1:03:08 |
術語
- histotripsy組織裂解術
- 用聚焦超聲在組織內產生氣泡來機械粉碎病變組織的技術，全程無需開刀。
- cavitation空化效應
- 超聲波使組織內納米級氣體微泡劇烈膨脹收縮，機械撕裂周圍細胞。
- HIFU (High-Intensity Focused Ultrasound)高強度聚焦超聲
- 用超聲波加熱燒灼殺死組織的療法，只能「煮熟」組織，不能移除。
- diffraction limit衍射極限
- 聚焦超聲波束本身能收窄到的最小物理尺寸，histotripsy靠閾值效應突破了它。
- Golden Goose Award金鵝獎
- 表彰起初看似怪異、最終產生重大社會影響的聯邦資助基礎研究的獎項。
收聽指南
醫療器械與深科技創業者、關注科研成果轉化的投資人，以及對生物醫學工程感興趣的工程師。
32:42段落講麻醉、放射治療、內鏡手術簡史作類比，信息密度較低，可跳過。