全球首次证实!用超声波打开血脑屏障,杀灭脑部癌细胞

2021-10-16 08:58:33 学术经纬

▎药明康德内容团队编辑

当你阅读这篇文章时,一场抵御外敌的战争正悄无声息地在大脑中上演。在我们的大脑中,由内皮细胞构成的血管壁如同一道城墙,阻断了病毒、细菌和其他有毒物质进入大脑的路径。但当我们希望向大脑输送药物时,这条被称作“血脑屏障”的防线依旧履行着它抵御外来物的职责——只不过这一次,它挡住的是药物治疗脑部疾病的机会。

相比于直接将药物注射进大脑存在的风险,一直以来,研究人员更希望找到能在无损伤的情况下短暂打开血脑屏障,从而给大脑送药的手段。在新一期《科学-转化医学》(Science Translational Medicine)杂志上,由加拿大Sunnybrook健康科学中心的科学家领导的一项研究,用一种巧妙的方法跨越血脑屏障,向癌症患者大脑中的癌细胞发起了攻击

这项1期临床试验的受试是4位年龄在31~56岁之间的HER2阳性乳腺癌患者。 这些患者的癌细胞已经转移到了骨骼、肝脏等其他器官中——当然,大脑也不能幸免。 在开始临床试验之前,她们正在接受名为曲妥珠单抗(trastuzumab)的单克隆抗体治疗。 之前的研究已经证实,这种抗体疗法与放射性疗法或化学疗法结合使用,对HER2阳性乳腺癌取得了良好的治疗效果。 但正如开头提到的那样,这些抗体可以在其他器官中起效,但唯独难以进入大脑。

为了解决这个问题,研究团队用到的方案是磁共振引导聚焦超声(MRgFUS)。简单地说,就是首先将微型脂质气泡注射进血管,当超声波光束照射到特定区域时,这里血管中的气泡就会轻微摇晃,让血管壁变得没那么牢固。对于研究团队来说,他们的目标区域自然是血脑屏障——一旦MRgFUS使得血脑屏障的渗透性短暂提升,静脉中的单克隆抗体就有机会进入,抵达脑部肿瘤的聚集地

之前的临床前研究已经发现,将这一思路应用于血脑屏障,能够让单克隆抗体进入大脑;但是,这种全新疗法在大脑中的疗效如何,却始终没有受到检验。而Sunnybrook健康科学中心开展的这项工作,则是首次在临床试验中检验了这一疗法的有效性

研究人员为4位患者提供了正常剂量的曲妥珠单抗,只不过其中混入了少量的放射性元素,用于标记抗体在大脑中的含量。结果,在使用了MRgFUS之后,大脑中的放射性标记含量平均提升了一倍,这证明有更多的曲妥珠单抗进入大脑。随后几天的磁共振成像也确认,血脑屏障此后重新闭合了

使用MRgFUS 4小时(左)和48小时(右)后,血脑屏障的变化情况(图片来源:参考资料)

此后,对脑部肿瘤体积变化的检测,则初步说明了治疗的有效性:4位患者在接受治疗后,脑部肿瘤体积均有所减小,平均缩小幅度为22%——其中效果最明显的一位患者,肿瘤减小了31%。

4位患者接受治疗后,脑部肿瘤体积的变化(图片来源:参考资料[1])

当然,受制于这项临床试验的规模,目前研究者对于研究本身仍保持着较为谨慎的态度。但他们相信,这一思路对于未来的研究有着深远的意义。

领导这项研究的Nir Lipsman博士认为,这项研究虽然很初步,但它展示了诱人的前景。毕竟,血脑屏障的存在对于任何靶向脑部的药物疗法来说,都是巨大的障碍。“后续研究不仅有望对脑部肿瘤的治疗产生影响,还能为帕金森病、阿尔茨海默病等其他神经系统疾病的治疗带来曙光。”

参考资料:

[1] (2021) MR-guided focused ultrasound enhances delivery of trastuzumab to Her2-positive brain metastases. Science Tranlational Medicine DOI: 10.1126/scitranslmed.abj4011

[2] World-first clinical trial demonstrates focused ultrasound can deliver antibody therapy to breast cancer metastases in the brain. Retrieved Oct. 14, 2021 from https://www.eurekalert.org/news-re leases/931490

[3] Sound Waves Aid Brain Tumor Treatment. Retrieved Oct. 14, 2021 from https://www.the-scientist.com/news-opinion/sound-waves-aid-brain-tumor-treatment-69308

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