《Breast Cancer: Targets and Therapy》：Development and Preliminary Validation of a Wearable Tumor Treating Fields Device for Breast Cancer Therapy
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本研究开发了一种名为TTF-Backpack的可穿戴肿瘤电场治疗（TTFields）设备，通过动物实验验证其可有效抑制乳腺癌进展（Ki67 mRNA↑、Bax mRNA/蛋白↑、Bcl2蛋白↓），为乳腺癌非侵入性治疗提供了新策略。
开发背景与目标
乳腺癌是全球女性最常见的恶性肿瘤之一，传统治疗方式（如手术、化疗）常伴随显著身心负担。肿瘤电场治疗（TTFields）是一种新型非侵入性物理疗法，通过中频（100–300 kHz）、低强度（1–3 V/cm）交变电场干扰肿瘤细胞有丝分裂，已获FDA批准用于胶质母细胞瘤（GBM）、恶性胸膜间皮瘤（MPM）及转移性非小细胞肺癌（NSCLC）的治疗。然而，现有TTFields设备（如Optune?）体积庞大，限制患者活动性与治疗依从性，且其设计主要针对颅脑应用。本研究旨在开发一款轻量化、可穿戴的TTFields设备（TTF-Backpack），并评估其在乳腺癌治疗中的可行性及疗效。
设备设计与性能验证
TTF-Backpack由刺激器、电极背心、蓝牙通信模块及可充电电池构成，重约198克，输出频率带宽0–250 kHz，最大输出电压±55 V，电流40 mA，功率仅0.4 W。设备通过柔性背心固定于大鼠背部与腹部，电极采用碳纤维导电凝胶，结合医用胶带增强附着力，确保动物自由活动时设备稳定工作（）。性能测试显示，设备在250 Ω负载下电流输出稳定（标准差<0.5），参数控制响应精确（预设与实测电流/频率拟合曲线接近基线）。
电场分布模拟与动物实验设计
通过Sim4Life软件模拟大鼠体内电场分布，确定治疗参数为频率250 kHz、电流6 mA（对应电场强度1–1.5 V/cm）。建立SD大鼠乳腺癌同种移植模型（MADB-106细胞皮下注射），随机分为对照组与TTFields组（n=5），治疗组连续7天、每天24小时佩戴设备。基线肿瘤体积无显著差异（对照组8.6±3.2 mm3vs. 治疗组8.0±2.3 mm3，p> 0.05）。
治疗效果与机制分析
治疗7天后，TTFields组肿瘤体积与重量均显著低于对照组（p< 0.05）。分子机制分析显示，治疗组肿瘤组织中增殖标志物Ki67的mRNA水平上调，促凋亡基因Bax的mRNA与蛋白表达均升高，而抗凋亡蛋白Bcl2表达下降（p< 0.05），表明TTFields通过抑制细胞增殖并诱导凋亡抑制肿瘤进展。
讨论与展望
TTF-Backpack成功实现轻量化（较传统设备体积减少90%以上）与无线操控，为乳腺癌及其他体表肿瘤（如皮肤癌）提供非侵入性治疗新选择。未来需进一步探索电场波形（正弦波、矩形波等）的优化、长期安全性及与其他疗法（如免疫治疗）的协同效应。本研究为TTFields技术在乳腺肿瘤领域的转化应用奠定基础。
伦理声明
动物实验经Dr.Can biotechnology（浙江）有限公司动物伦理委员会批准（DRK-2024112000），遵循ARRIVE指南及国际动物实验规范。
