力医学（mechanomedicine）是指通过理解分子、细胞、组织、器官和个体对力学刺激的响应机制，采用力学测量、力学加载或干预力学转导等方法解决医学问题，从而产生新的诊断和治疗技术，包括力诊断（mechanodiagnosis）、力治疗（mechanotherapy）及力免疫（mechanoimmunity）等。

随着肿瘤研究的深入，对癌症的认识和治疗取得了巨大进步。然而，现有癌症治疗方法，副作用大、治愈率低，彻底攻克癌症对人类来说仍然具有挑战性。这是由于治疗癌症时，杀死癌细胞的同时，正常细胞也收到很大的损伤。除了常规治疗方法（化疗、放疗、免疫疗法和手术等），力疗法被提出作为癌症治疗的潜在选择。肿瘤力疗法的发展部分归功于对细胞核及周缘机构力学性能和力转导的理解。例如，相较于正常细胞，癌细胞核平均直径增大~77.8%，质量密度减小~98.9%，杨氏模量减小~60.3%，固有频率增大~86.0%；癌细胞质杨氏模量减小~45.8%，扩散系数减小~66.6%。

利用癌细胞和正常细胞之间不匹配的力学表型（如杨氏模量、固有频率、力转导敏感性等），已经提出了一些细胞核力学介导地肿瘤力疗法（如高频低强脉冲超声疗法，冲击波疗法），或力转导介导地肿瘤力疗法（如拉伸疗法，低频低强脉冲超声疗法）。例如，2016年加州理工学院Michael Ortiz（力学家，铁木辛柯奖获得者）等提出利用癌细胞与健康细胞的频谱间隙选择性干预癌细胞的肿瘤裂解术（Oncotripsy）。随后，他们联合希望之城癌症中心（City of Hope），分别对癌细胞（K562和U937）和健康细胞（T细胞）进行超声干预，发现在0.5MHz频率脉冲作用下，癌细胞的死亡率可达接近100%，远远高于健康细胞死亡率（50%）。新加坡国立大学Michael Sheetz（“诺贝尔奖风向标”之称的拉斯克奖获得者）等采用低频低强度脉冲超声（33 kHz，7.5 W）干预乳腺癌症细胞（MDA-MB-231），癌细胞死亡率可达45%，而健康细胞死亡率仅为9%。在体内，相同的超声辐照可导致鸡胚移植瘤癌细胞死亡高达40%，而未经超声的肿瘤继续生长。

尽管肿瘤力疗法存在一些转化障碍，目前体外细胞实验和动物实验初步研究表明其在肿瘤治疗方面的潜在可行性。为了推动肿瘤力疗法的发展，亟需发展高精度原位力学测量技术（如高分辨率超声显微镜、高速显微成像技术）来表征癌细胞和正常细胞的细胞核及周缘活性机构的力学性能（如杨氏模量、阻尼或固有频率等），进而有效区分和利用他们之间力学性能差异，达到选择性杀死或抑制癌细胞的目的。

近日，题为“Mechanotherapy in Oncology: Targeting Nuclear Mechanics and Mechanotransduction”发表在医药学领域国际著名期刊Advanced Drug Delivery Reviews（影响因子17.873）上。论文的第一作者为南京航空航天大学刘少宝副研究员，共同第一作者为西安交通大学李源博士，通讯作者为南京航空航天大学卢天健教授，共同通讯作者为武汉大学黄国友副教授。其他作者包括南京航空航天大学硕士生张浩、西安交通大学博士生洪源、王明，西安交通大学第一附属医院放疗科马瑾璐大夫、肝胆外科曲凯大夫，专业领域涵盖力学、力学生物学、生物医学工程等。该工作得到了国家自然科学基金等的支持。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.addr.2023.114722