第一作者:孙成¹,刘羽阳²,陈俊燚¹
通讯作者:陈凌¹,李泽¹
作者单位:¹解放军总医院第一医学中心,²联勤保障部队第九二〇医院
本研究揭示了肿瘤电场治疗(Tumor electric field therapy, TEFT)通过下调趋化因子CXCL14的表达与分泌,从而有效抑制胶质母细胞瘤(Glioblastoma, GBM)的上皮-间质转化(EMT)过程及其恶性侵袭表型。该研究不仅在分子水平补充了TEFT介导抗肿瘤逃逸的作用机制,更为治疗GBM提供了坚实的理论依据与全新多维治疗新思路。
背景介绍
胶质母细胞瘤(GBM)是中枢神经系统最常见、最具侵袭性的原发性恶性肿瘤。尽管以手术切除结合术后同步放化疗及替莫唑胺维持治疗的“Stupp方案”显著改善了患者生存期(延长2.5个月),但GBM生长迅速且极易复发,长期以来中位生存期仅14-16个月左右,5年生存率低至6.9%。近年来,靶向及联合化疗方面的副作用也是面临的重要问题。因此,探寻非侵入性且高效的新型治疗策略迫在眉睫。
肿瘤电场治疗(TEFT)作为继手术、放化疗之后的GBM新兴物理疗法(目前是四种标准治疗之一),通过低强度、中频交变电场干扰肿瘤细胞增殖,已获NCCN及中国脑胶质瘤诊疗指南推荐。本团队前期研究已证实TEFT能重塑肿瘤细胞外基质。然而,随着体内外实验的深入,TEFT如何从内部生化信号通路层面阻断GBM的高侵袭性,其机制仍是一个亟待填补的空白。
在分子分型中,间质型(Mesenchymal, MES)GBM代表了侵袭性最强、免疫抑制性最高且对常规治疗高度耐药的恶性亚型。驱动肿瘤向MES亚型演变的核心生物学过程是“EMT”过程,即细胞失去极性与黏附力,获得极强的干细胞样特征及迁移能力。鉴于绝大多数复发GBM会向MES亚型演进,探究TEFT对GBM EMT进程的干预及其深层机制,对打破临床治疗瓶颈具有决定性意义。
结果分析与阐述
TEFT显著逆转GBM的EMT表型并遏制细胞侵袭
研究团队首先通过体外实验(U87, U251, T98G细胞系)确认,TEFT处理组的GBM细胞迁移和侵袭能力被显著削弱。形态学上,免疫荧光染色显示TEFT诱发了明显的形态学逆转—细胞由长满伪足的间质态,收缩为圆润的类上皮态。蛋白层面,TEFT显著下调了N-cadherin、Vimentin等间质标志物,并上调了上皮标志物E-cadherin。此外,研究使用TGF-β1诱导建立了EMT增强模型,其结果与TEFT的作用完全相反,反向印证了TEFT是GBM EMT进程的“强效刹车”。
多组学测序锁定核心驱动因子:趋化因子CXCL14
为寻找TEFT干预EMT的核心靶标,研究整合了对TEFT下调基因、TGF-β1上调基因及MES型恶性基因集的三重转录组交集分析,最终将目标锁定在趋化因子CXCL14。临床数据及表达谱分析一致表明:CXCL14在高级别胶质瘤、MES亚型及微血管增生区中高度表达,且其高表达直接预示着患者的不良预后;单细胞及蛋白基因组关联分析进一步确认,CXCL14与肿瘤EMT特征、微环境基质细胞浸润呈极强的正相关。通过基因过表达及病毒敲低实验,本研究在功能上确证了CXCL14就是推动GBM细胞发生EMT和侵袭转移的核心生化“引擎”。
机制突破:TEFT通过蛋白酶体途径精准降解c-FOS关闭CXCL14转录
TEFT究竟如何关闭CXCL14?研究团队利用多重转录因子数据库交集预测结合ChIP-PCR定性定量分析,首次明确了转录因子c-FOS是直接结合并驱动CXCL14表达的上游开关。通过靶向抑制或敲低c-FOS,可完美复刻CXCL14表达下降及EMT受抑的表型。
尤为重要的是,机制探究中发现TEFT并非通过抑制基因转录来降低c-FOS水平-转录层面上,TEFT甚至引发了FOS mRNA的代偿性一过性升高。真正的机制在于翻译后修饰:TEFT特异性地激活了泛素-蛋白酶体降解系统,当施加蛋白酶体抑制剂后,TEFT诱导的c-FOS蛋白跌落被有效逆转。这一发现填补了TEFT在翻译后调控机制领域的理论空白。
体内多模态双重验证:临床样本与原位成瘤模型的一致性
为提升研究的临床转化价值,团队对接受TEFT治疗的GBM患者临床标本及大鼠内源性动物模型进行了多重验证。免疫组化(IHC)一致显示,TEFT治疗后组织内c-FOS及CXCL14表达断崖式下降。在裸鼠颅内原位移植瘤模型中,活体成像与组织学切片进一步证实:敲低FOS极大限制了肿瘤生长与实质浸润;反之,FOS的高表达则会导致大量破坏性的“微小肿瘤卫星灶”生成。这在体内水平确认了c-FOS/CXCL14轴对GBM体内侵袭的决定性作用。
述评与展望
解放军总医院陈凌教授,是我国高端肿瘤医疗器械领域国产化——国产肿瘤电场治疗仪(ASCLU)系统从理论创新到成功研发转化上市、从跟跑到部分领跑的开创性领军人物,是核心发起者、技术引领者与临床转化推动者,引领国产肿瘤电场治疗仪从0到1、从理论到实践、从实验室到临床的全链条突破和全周期创新转化历程。他基于深厚的科学洞察,并不期盼于引进或模仿国外已有的肿瘤电场治疗技术,牵头指导和带领跨学科医工产学研协同团队,搭建“临床需求-科研探索-理论创新-技术研发-临床验证”闭环,以临床痛点和需求驱动技术迭代,在从实验室到临床的全过程中发挥了核心引领和推动作用,以临床科学家精神,前瞻性地提出了一系列原创理论,推动设备进入国家创新医疗器械特别审查通道,技术上突破进口瓶颈,研发出拥有自主知识产权的创新设备。其贡献贯穿“基础研究-技术发明-临床转化-平台构建”完整创新链条,包括创新理论构建、技术攻关、临床验证等每一个关键环节,既是理论创新的开拓者、技术攻关的引领者,也是临床验证的见证人、成果转化的关键推动者。
首都医科大学附属北京天坛医院邱晓光教授,近年来在中国脑胶质瘤临床试验工作领域做出了卓越贡献,他带领国内该领域权威三甲医院团队,担任总PI牵头临床多中心Ⅲ期临床试验,以科学的实验设计、严格试验标准和临床研究质控,完成了国家1.1类新药伯瑞替尼作为全球首个胶质瘤靶向治疗创新药临床试验(于2024年4月获批上市);完成了国产创新医疗器械-湖南安泰康成肿瘤电场治疗仪ASCLU前瞻性、开放标签、优效、多中心、随机对照、三期临床试验(ASVir-G3),取得显著疗效,于2025年12月获得创新医疗器械上市批件。江涛院士作为中国乃至国际脑胶质瘤领域领军人物,在项目的多个环节,给予了大力指导和支持,他的悉心指导和对团队攻坚克难的鼓励与激励,成为团队勇毅前行的巨大动力。
他们用近十年的坚守与突破,实现了我国肿瘤电场治疗领域的自主创新,推动国产化产品成为全球第二款、亚洲首款获批的脑胶质瘤电场治疗设备,打破了进口垄断,大幅降低治疗成本,让更多国内肿瘤患者受益于前沿治疗技术,为我国高端医疗装备国产化、肿瘤治疗技术创新发展作出了卓越贡献。团队始终秉承“以临床驱动科研,以科研促进创新,以创新铸造产品,以产品普惠人民”的初心使命,做出了具有重要里程碑意义的工作,成为医工交叉转化、临床科研赋能产业发展的典范。
在肿瘤电场治疗相关作用机制探索领域,目前国际范围内揭示了六大方面的机制,陈凌教授领导的国内肿瘤电场治疗研究团队在其中三个方面均做出了重要理论贡献。从最初个体化敏感频率理论、优化TEFT的物理参数,创新性地提出“随机序列输出(TEFT-R)”模式显著提升杀伤效率,到揭示电场如何重塑肿瘤细胞外基质的物理屏障,下调COL6A1介导的粘附通路;再到如今从生化双轴发力,深入阐明电场如何通过抑制TGF-β/C1R通路以及诱导c-FOS/CXCL14信号链降解来双重阻断“EMT”进程。发表的主要研究成果包括:
电场介导的circMMD减少可通过抑制Wnt/β-链蛋白通路从而抑制GBM增殖并增加TTF介导的凋亡(Xu, et al. J Exp Clin Cancer Res. 2023. PMID: 36932454)【诱导自噬类机制方面】;
电场可以通过下调COL6A1的表达和抑制focal adhesion通路来重塑GBM细胞的细胞外基质(ECM),鉴定并验证了COL6A1作为电场治疗胶质母细胞瘤的创新靶点,揭示了电场通过调控细胞外基质重塑发挥抗肿瘤作用的分子机制(Chen, et al. CNS Neurosci Ther. 2024. PMID: 38887185)(推荐阅读:《【中国声音】CNSNT︱解放军总医院刘嘉霖/陈凌团队鉴定并验证COL6A1为肿瘤电场治疗胶质母细胞瘤创新靶点》);电场通过抑制TGF-β/C1R信号轴来抑制GBM的进展,从而削弱上皮间质转化(EMT)过程并降低肿瘤侵袭性(Chen, et al. CNS Neurosci Ther. 2026. PMID: 41489302),(Sun, et al. CNS Neurosci Ther. 2026. PMID: 42153722)【调节细胞外基质机制与肿瘤上皮间质转化方面】;
电场通过抑制CDK2-AS1表达进而调节CDK2 mRNA稳定性介导细胞周期停滞(Xu, et al. Cell Death Dis. 2022. PMID: 35982032)【阻滞细胞周期方面】。
自2018年起,团队累计获得国家级课题基金项目8项,省部级课题基金项目10项,真正实现了以研究促创新、以创新促研发的良性循环。未来,团队将继续探索电场治疗与免疫、靶向、化疗联用的协同效应,以及电信号-肿瘤细胞信号调控作用机制,为胶质母细胞瘤的多模态个体化治疗提供科学依据。
第一作者简介
孙成 硕士研究生在读
解放军医学院
刘羽阳 主治医师
联勤保障部队第九二〇医院
神经外科主治医师,医学博士,昆明医科大学兼职讲师,硕士研究生导师
主持国家自然科学基金等科研项目3项
陈俊燚 博士研究生在读
重庆医科大学
通讯作者简介
陈凌 主任医师
解放军总医院第一医学中心
主任医师,教授,中国人民解放军总医院神经外科医学部神经肿瘤外科主任
曾任亚洲神经外科医师协会(ACNS)副主席
世界神经外科联合会(WFNS)神经外科技术委员会委员
现任中国生命关怀协会常务理事
中国生命关怀协会精准医疗与细胞治疗专业委员会主任委员
上海合作组织精准医学委员会专家委员会副主任
中国抗癌协会脑胶质瘤专业委员会常务委员
北京医学会神经外科学会神经外科转化医学学组副组长
教育部“新世纪优秀人才”、军队优秀专业技术人才岗位津贴
荣立个人三等功。北京市科技新星、北京市高层次卫生技术人才、北京市“十百千”卫生人才
入选“科技部脑胶质瘤研究重点领域创新团队”、研究型医院学会“研究型人才”
承担国家、军队等省部级以上课题40项
获国家科技进步二等奖等省部级以上奖项4项,在国际国内期刊发表文章140余篇。主编、主译、参编著作9部,担任CNS Neuroscience&Therapeutics 杂志副主编
获人民日报社“国之名医•卓越建树“奖(2025),获人民好医生“学术成就奖”、“神经肿瘤特别贡献奖”,入选“胡润-平安中国好医生榜”
擅长颅脑肿瘤的外科手术治疗,脑胶质瘤的创新综合治疗(免疫治疗、电场等物理治疗)
在国内率先引领肿瘤电场治疗技术创新转化研究
李泽 主治医师
解放军总医院第一医学中心
神经外科主治医师,医学博士
临床上以神经肿瘤为主攻方向,参与神经肿瘤相关器械、药物临床试验各1项,主持省部级(国家卫健委纵向)课题1项,以主持解放军总医院课题1项,以第一作者发表SCI论文4篇
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