科学通报 | 华中科技大学赵俊教授团队综述脉冲电场消融的生物学效应与治疗增敏策略

近日，华中科技大学同济基础医学院赵俊教授团队在《科学通报》发表题为“脉冲电场消融的生物学效应与胰腺癌治疗中的增敏策略”的综述文章。系统总结了脉冲电场消融（pulsed electric field，PEF）的生物学效应与细胞死亡机制，聚焦临床关键瓶颈，全面梳理胰腺癌治疗中联合化疗、放疗、免疫治疗与靶向治疗的增敏方案，为突破胰腺癌治疗困境、推动介入治疗临床转化提供重要理论支撑与路线指引。

胰腺癌恶性程度高、早期诊断困难、多数患者确诊时已无法手术切除，被称为“癌中之王”。传统热消融易受“热沉效应”影响，损伤周围血管与重要结构，临床应用受限。脉冲电场（PEF）消融作为新兴非热消融技术，通过高压电脉冲造成细胞膜不可逆穿孔实现肿瘤杀伤，同时可激活抗肿瘤免疫，且对血管、胆管、神经等结构损伤小，特别适合解剖结构复杂的胰腺癌，已被诊疗指南纳入胰腺癌推荐治疗方案。但由于肿瘤微环境异质性，PEF消融在临床应用中面临电场分布不均，低场强区域肿瘤残留、术后易复发等瓶颈，严重制约了PEF消融的疗效。如何构建高效、安全的联合增敏策略，成为提升疗效的关键。。本文围绕PEF处理后的细胞响应机制、死亡模式及相应的联合治疗方案展开系统叙述，深入解析了肿瘤细胞接受PEF处理后的关键生物学过程变化，旨在为探索与优化PEF治疗的增敏策略提供新思路与理论依据。

脉冲电场的场强、脉宽、脉冲重复频率和脉冲波形等参数均对其消融效果有重要影响。目前使用的消融方式根据脉宽和脉冲波形不同，一般分为微秒PEF、纳秒PEF、毫秒PEF和双极性PEF（图1）。文章梳理和总结了PEF参数差异对肿瘤细胞与正常细胞的差异性杀伤效应，凭借肿瘤与正常细胞在膜电学特性、结构稳定性、修复能力和自身的固有特征差异，PEF可实现对肿瘤细胞的差异性杀伤；其中nsPEF的细胞选择性更为突出，识别nsPEF易感性差异的机制和细胞标志物，将对nsPEF消融疗法做出关键贡献，为肿瘤精准消融提供了可靠的理论基础。

图1 PEF消融常见参数

文章重点梳理了PEF的核心生物学特征，其可通过场强、脉宽、波形等参数调控，诱导凋亡、坏死、焦亡、坏死性凋亡等多种细胞死亡方式；同时引发钙离子超载、活性氧上升、ATP耗竭及自噬通路改变，实现对肿瘤细胞的选择性杀伤。并进一步明确了PEF可释放损伤相关分子模式，激活抗原呈递细胞，将免疫“冷肿瘤”转化为“热肿瘤”，为联合免疫治疗奠定基础。

临床实践中，部分肿瘤组织由于微环境异质性、纤维化或耐药性等因素，对PEF消融治疗的响应不佳，导致消融范围受限、肿瘤残留和术后肿瘤复发，严重制约了该技术的应用推广。为突破该瓶颈，PEF消融增敏策略的研发与优化逐渐成为近年来肿瘤介入治疗领域内的新热点。通过联合化疗药物、免疫佐剂或物理干预等不同策略，可有效降低肿瘤细胞对PEF消融的耐受阈值，在强化消融效应的同时重塑肿瘤免疫微环境，进而实现局部精准消融与全身抗肿瘤免疫应答激活的协同增效。针对临床复发瓶颈，该综述围绕PEF消融在胰腺癌中的应用，梳理了PEF消融在胰腺癌治疗中增敏策略实例（图2）。

联合化疗可提升药物穿透效率、逆转耐药；联合放疗增强局部控制并激活免疫记忆；联合免疫治疗通过PD‑1抑制剂、DC疫苗、训练免疫等策略，显著增强全身抗肿瘤应答；联合靶向治疗则通过抑制DNA损伤修复、阻断自噬通路、调控肿瘤相关巨噬细胞与中性粒细胞，有效降低复发与转移风险。多项临床与基础研究证实，联合策略可显著延长患者生存期，提升局部疾病控制率，为PEF消融治疗胰腺癌的临床应用和优化提供理论参考。

图2胰腺癌PEF消融联合治疗的策略与机制

该综述不仅厘清了PEF作用机制与科学问题，更为胰腺癌多模态精准治疗提供系统化框架。未来通过电场参数优化、联合治疗方案完善与患者免疫状态的深入解析个体化设计，PEF有望成为胰腺癌介入治疗与综合治疗的关键技术，为改善患者预后带来新希望。

华中科技大学同济医学院基础医学院赵俊教授为本文的通讯作者，2023级博士生李林容为本文的第一作者。本研究得到了国家自然科学基金（82272838，CXCR2介导胰腺癌在不可逆电穿孔治疗术后复发的机制研究与应用探索）的资助。

文章信息

李林容，赵俊. 脉冲电场消融的生物学效应与胰腺癌治疗中的增敏策略. 科学通报, 2026.

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