張 豐，蔣潤(rùn)民

(空軍軍醫(yī)大學(xué)： 1腫瘤生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西京醫(yī)院病理科暨基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院病理學(xué)教研室，陜西 西安 710032； 2唐都醫(yī)院胸外科，陜西 西安 710038)

近年來(lái)，腫瘤相關(guān)研究進(jìn)展迅速，大約68%的腫瘤患者通過(guò)手術(shù)、化療和放療等方法可以治愈，但其余32%有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的臨床Ⅲ期或Ⅳ期的惡性腫瘤患者，治愈率與50年前沒(méi)有明顯區(qū)別[1]。因此，新的治療方法仍然是惡性腫瘤患者的迫切需求。

1 惡性腫瘤細(xì)胞控制其細(xì)胞內(nèi)滲透壓的能力下降

細(xì)胞膜為半透膜的脂質(zhì)雙分子層，水分子而不是離子或有機(jī)大分子可以自由通過(guò)[2]。雖然一般認(rèn)為哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)外滲透壓相等，但是，短時(shí)間缺血缺氧，細(xì)胞會(huì)水腫脹大；稍長(zhǎng)時(shí)間缺血缺氧，細(xì)胞會(huì)腫脹壞死，因此，習(xí)慣性認(rèn)為細(xì)胞內(nèi)外滲透壓相等其實(shí)是細(xì)胞對(duì)其內(nèi)外滲透壓調(diào)節(jié)的結(jié)果。大量的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，惡性腫瘤的細(xì)胞骨架和鈉鉀泵異常，例如，免疫組化等方法發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞的微絲組裝明顯異常，而且其異常程度與腫瘤惡性程度成正比[3-9]。膜片鉗等方法發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞的靜息膜電位低于正常細(xì)胞[10-13]，腫瘤細(xì)胞內(nèi)的鈉濃度高于正常細(xì)胞2～5倍[13-15]。由于細(xì)胞骨架和鈉鉀泵對(duì)于哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)滲透壓的調(diào)節(jié)起主要作用，其異常必然導(dǎo)致惡性腫瘤細(xì)胞控制其細(xì)胞內(nèi)滲透壓的能力下降，結(jié)果過(guò)多的水分會(huì)進(jìn)入腫瘤細(xì)胞內(nèi)。事實(shí)上，干濕質(zhì)量檢測(cè)、磁共振和拉曼光譜儀等方法證實(shí)腫瘤細(xì)胞比正常細(xì)胞含水百分比明顯增加，而且越惡性的腫瘤，含水百分比越高[16-22]。除此之外，低滲脆性實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)白血病細(xì)胞比正常白細(xì)胞脆性更大[23-24]。腹腔注射蒸餾水比注射生理鹽水更能顯著提高腹腔接種胃癌細(xì)胞小鼠的生存時(shí)間[25]。上述事實(shí)均表明，惡性腫瘤細(xì)胞控制其細(xì)胞內(nèi)滲透壓的能力顯著減弱。因此，我們最近提出了調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)滲透壓可能成為治療惡性腫瘤的一種方法[26-30]。

2 負(fù)壓可能成為一種治療癌癥的新方法

從力學(xué)角度分析，細(xì)胞受兩組平衡力的作用：①重力與支持力；②滲透壓向外對(duì)細(xì)胞膜的腫脹推力與細(xì)胞骨架向內(nèi)牽拉細(xì)胞膜的牽拉力。重力和支持力很微弱，忽略不計(jì)。滲透壓的腫脹力與細(xì)胞骨架的牽拉力的平衡是細(xì)胞存活的基礎(chǔ)。滲透壓的腫脹力大于細(xì)胞骨架的牽拉力會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞水腫甚至脹破死亡。由于人類生活在大氣環(huán)境中，大氣的成分主要是氮?dú)夂脱鯕?。在大氣壓?7 ℃氣溫條件下，氮?dú)庠? mL血液中的飽和溶解量為0.013 mL，而氧氣的溶解度大約是氮?dú)獾?倍。對(duì)于細(xì)胞來(lái)說(shuō)，其內(nèi)外的大氣濃度相差大約25倍，因此，細(xì)胞內(nèi)外承受的大氣壓嚴(yán)重不平衡(圖1)。在正常情況下，細(xì)胞主要依靠細(xì)胞內(nèi)的滲透壓對(duì)抗大氣壓力。對(duì)于機(jī)體來(lái)說(shuō)，除了外層皮膚細(xì)胞直接承受大氣壓力外，內(nèi)臟細(xì)胞也承受大氣的壓力，因?yàn)槿梭w大部分是液體，大氣壓通過(guò)皮膚表面可以將壓力傳導(dǎo)到體內(nèi)任何軟組織和細(xì)胞，因此，理論上每個(gè)細(xì)胞都承受大氣的壓力。由于惡性腫瘤細(xì)胞的滲透壓調(diào)節(jié)功能受損，如果在一定范圍內(nèi)降低大氣壓，可能導(dǎo)致惡性腫瘤細(xì)胞先于正常細(xì)胞破裂和死亡，從而可以利用負(fù)壓治療惡性腫瘤。與該推測(cè)一致，國(guó)外統(tǒng)計(jì)學(xué)研究表明高海拔地區(qū)相比低海拔地區(qū)，很多惡性腫瘤(如乳腺癌、肺癌、淋巴瘤、口腔腫瘤等)發(fā)病率和死亡率顯著降低[31]。國(guó)內(nèi)統(tǒng)計(jì)學(xué)研究表明西藏地區(qū)腫瘤發(fā)病率只有內(nèi)地的1/5～1/4[32]。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)在真空中不到200 s，細(xì)胞就會(huì)脹破死亡[33]。在低壓情況下腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移能力顯著減弱[34]。同系小鼠皮下接種腫瘤實(shí)驗(yàn)表明，低壓下腫瘤生長(zhǎng)的體積只有正常大氣壓下腫瘤生長(zhǎng)體積的15%[35]。以上事實(shí)均說(shuō)明低壓可以顯著抑制惡性腫瘤的生長(zhǎng)。

圖1 細(xì)胞受力分析(重力和支持力忽略不計(jì))

3 結(jié)語(yǔ)

惡性腫瘤細(xì)胞調(diào)節(jié)其細(xì)胞內(nèi)滲透壓的能力受損，相比正常細(xì)胞更不耐受細(xì)胞內(nèi)滲透壓的應(yīng)激。對(duì)抗細(xì)胞內(nèi)滲透壓除了細(xì)胞骨架和鈉鉀泵之外，大氣壓力可能也是一個(gè)重要因素。因此，一定范圍內(nèi)的負(fù)壓可能殺死惡性腫瘤細(xì)胞而對(duì)正常細(xì)胞沒(méi)有顯著影響，因而，負(fù)壓可能成為一種治療癌癥的新方法。