互动科普

骨肉瘤，是发生在肱骨、股骨或骨盆等部位的癌症，恶性度极高。患者大多为十几岁，发病率约为每百万人中4～6人。由于病因不明，所以也没什么预防措施。

从切断四肢到保存术

在过去，对骨肉瘤的治疗方法只有切除患部，也就是截掉臂部或者腿部。但是现在，人们已经开发出了各种“患肢保存术”，也就是留下患者四肢的手术方法。在这些患肢保存术中，“使用-196℃的‘液氮’将肿瘤组织冻死”的方法尤为令人瞩目。

患肢液氮保存术的操作如下：首先，将患部所在的骨头（肿瘤骨）剥去肌肉，使骨头露出来；然后，将露出的骨头浸泡在液氮中约20分钟，使癌细胞完全“冻死”；最后，将骨头放回体内原位，再通过金属板和螺钉等予以固定。

图：在与自己的身体相连接的状态下露出骨头，使用液氮杀死癌组织

露出骨头上长出骨肉瘤的部位，将其浸泡在-196℃的液氮中进行治疗，这就是“患肢液氮保存术”（1，2）。插图以肱骨为例进行说明，同样也可以对股骨（大腿的骨头）或胫骨（小腿的骨头）进行治疗。

即使沾上液氮，骨头也可以“复活”

骨头沾上液氮的话，骨头的强度或机能不会产生问题吗？开发了“患肢液氮保存术”的日本金泽大学土屋弘行教授做了如下介绍：“胃或肝脏等几乎所有的组织，沾上液氮就会死亡，无法复原。但是，骨头却可以‘复活’”。

虽然骨头给人以一种无机物的印象，其实它经常会在骨内细胞的作用下被重新建构。首先，骨头会被“破骨细胞”所溶化，然后由“成骨细胞”来促进骨组织的再形成。

用液氮冷冻骨头的话，成骨细胞、破骨细胞都会和癌细胞一起死去。但是，存在于骨头内部的蛋白质（包括可以促进骨内生发血管的蛋白质和可以促使成骨细胞聚集的蛋白质），即使用液氮冷冻，也不会失去活性。

此外如图所示，在不完全剥离骨头，另一端仍然连接着的状态下进行手术，另一端的血管就不必被切断。这样，在骨头解冻后，血管会立刻向骨头供给营养等物质。因此在术后，成骨细胞和破骨细胞会立刻从周围活着的骨头上聚集到患部，开始修复骨头。其结果就是，术后的恢复要比完全切开骨头的方法快很多。腿部骨头手术的话，据说有的病人在持续一年左右的康复训练后，就可以全力疾走了。

患肢保存手术除了使用液氮外，还可以用热处理或放射线照射杀死癌细胞的方法。但是使用这些方法的话，有助于骨头再形成的蛋白质就会失去活性，因此存在术后恢复慢、发生骨折或骨内细菌感染的风险高等问题。

术后，效果影响全身的“冻结免疫”

骨肉瘤的恶性程度特别高，非常容易转移到肺等其他组织。因此，当病人因骨肉瘤变大而感到疼痛，再到骨外科就诊时，癌细胞往往早已转移到了其他组织。

而使用液氮的手术不仅仅是术后恢复快，据说对癌症的转移也有正面的影响。比如就有这样的例子，术后，已经转移到其他器官的癌组织的增殖停滞了，体积也缩小了。这种现象被称为“冻结免疫”。

对于冻结免疫的原理，人们进行了如下猜测：癌细胞在其存活期间巧妙地隐藏着它的踪迹，直到它后来开始攻击免疫系统时才会被发现。但是，癌组织被冻结坏死后，其中的癌细胞会释放出很多蛋白质（癌抗原）。这些作为抗原的蛋白质，可以帮助免疫细胞识别出被转移扩散组织的癌细胞，把它们作为敌人进行攻击，由此产生了抗癌作用。

对于冻结免疫的机制，目前还有很多不明了的地方。现在，有人在试图阐明冻结免疫的作用原理，并进行研究，提高其免疫效果。

有助于骨头再形成的各种努力

关于今后的骨肉瘤治疗，土屋教授说：“现在人们正在进行的研究不仅仅停留在如何改良手术方法，还在研究如果让死亡的骨头尽快复活。比如说，向骨细胞移植由脂肪提取的可以分化的干细胞，或者注入骨头的生长因子等，以促进骨头的再生。”

这种手术，在日本以外的国家也渐渐开始推行起来。将来，在骨肉瘤患者众多的欧美各国，它也许会变得更加普及。

（本文发表于《科学世界》2015年第4期）