科学家实现用光“震碎”癌细胞牛员外

不用化疗，不用手术，只需一束光，就能在几分钟内摧毁99%的癌细胞。这听起来像是科幻小说的情节，却正在实验室里一步步变成现实。

来自莱斯大学、德克萨斯农工大学和德克萨斯大学的联合团队，开发出一种被称为"分子冲击锤"的全新抗癌技术。这项研究最初发表于《自然化学》，随后在《先进科学》上持续深化，在癌症治疗领域掀起了不小的波澜。

每秒40万亿次振动，把癌细胞膜"撕碎"

这项技术的核心，是一种叫做氨基氰的分子。它并非什么新鲜事物，作为合成染料，氨基氰在医学成像领域已被广泛使用多年，安全记录清晰，在水中性质稳定，并且极容易附着在细胞外表面。

当氨基氰被注射到肿瘤部位并附着在癌细胞膜上之后，研究人员用近红外光对其进行照射。接下来发生的事情，用物理学的语言来描述，相当壮观：这些分子开始以每秒约40万亿次的频率同步振动，在细胞膜上制造出强烈的机械扰动，最终将细胞膜从物理层面直接撕裂，癌细胞因此迅速死亡。

整个过程只需几分钟，即使是低剂量也能奏效。

振动机制的工作原理。“分子冲击锤”是一种嵌入细胞膜的分子，当受到近红外光照射时会发生振动。（Ciceron Ayala-Orozco 等，《自然化学》，2023）

在实验室细胞培养实验中，这种方法对癌细胞的杀灭率高达99%。在黑色素瘤小鼠模型中，接受治疗的动物有一半体内癌症完全消失。这两个数字，让整个肿瘤学界都开始认真审视这项技术。

莱斯大学化学家西塞隆·阿亚拉-奥罗兹科解释了其背后的物理机制：氨基氰分子受到近红外光激发后，内部电子会形成"等离子体激元"，这种集体振动驱动整个分子运动，再通过分子一端的连接臂锚定在癌细胞膜上，振动的机械力直接作用于细胞膜，将其撕碎。

"这是首次以这种方式利用分子等离子体激发整个分子，并实际产生机械作用，"阿亚拉-奥罗兹科说。这句话点出了这项技术在原理上的真正创新之处——它不依赖化学毒性，而是利用纯粹的物理力量杀死癌细胞。

为什么这件事值得认真对待

氨基氰分子（一种分子冲击器）的结构叠加在计算得到的分子等离子体激元之上。（Ciceron Ayala-Orozco/莱斯大学）

癌症治疗史上不乏令人兴奋的实验室成果，但从实验室到病床的距离，往往比想象的要远得多。那么，分子冲击锤凭什么值得更多关注？

首先是耐药性问题。化疗、靶向治疗乃至免疫治疗，都面临癌细胞进化出耐药性的挑战，因为这些方法本质上是通过干扰细胞的生化过程来发挥作用，而癌细胞可以通过基因突变来规避这些干预。分子冲击锤是纯机械破坏，细胞膜被物理撕裂，没有任何生化信号通路可以"绕道而行"。研究团队认为，癌细胞几乎不可能对此产生耐药性。

其次是穿透深度。近红外光相比普通可见光，能更深入地穿透人体组织，这意味着骨骼深处、内脏器官中的肿瘤，或许同样能够被触达，不必依赖开刀手术。

莱斯大学化学家詹姆斯·图尔将这种新型分子与早期的"Feringa型分子马达"进行了比较，后者同样能够破坏细胞结构。"它们的机械运动速度比以前的Feringa型马达快一百万倍以上，"图尔说，"而且可以用近红外光激活，而不是可见光。"这种速度与穿透能力的双重提升，正是这一代技术的核心突破。

在最新研究中，团队还专门回应了外界对氨基氰分子潜在毒性的担忧。实验显示，在未被光激活的状态下，低剂量分子会被正常细胞迅速内化并清除，不会在体内积累。这一发现为后续的安全性评估提供了初步但重要的依据。

当然，所有这些成果目前仍停留在细胞培养和动物模型阶段，距离人体临床试验还有相当距离。从小鼠到人体，无数有前景的技术曾在这一关折戟。但至少就目前的数据而言，分子冲击锤呈现出一种罕见的组合：高效、物理性杀伤、低毒性预期，以及对耐药性问题的天然免疫。这让它在众多实验性抗癌技术中，显得格外值得期待。