MRI和超声波可以将抗癌药物送入大脑

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This SPECT color brain scan image confirms that an antibody therapy reached the targeted tumors that spread to the brain from breast cancer. KEVIN VAN PAASSEN/SUNNYBROOK HEALTH SCIENCES CENTRE

癌症治疗已经走过了漫长的道路。在过去的几十年里，单克隆抗体治疗已经变得越来越普遍，利用人体自身的免疫系统攻击癌细胞。但是有一个地方，这种疗法不能有效地到达 —— 大脑。

这一切正在发生改变。在一项新的研究中，研究人员暂时提高了血脑屏障的通透性，使一种单克隆抗体能够针对已经扩散到大脑的癌症。科学家们利用磁共振成像（MRI）引导的聚焦超声束，使药物能够穿过屏障—— 这是一种保护膜，用来防止大多数大分子进入大脑。尽管这项技术已经进行了很有前途的研究，但它从未被用于向大脑输送药物。科学家们还使用了放射性标记系统来显示更多的药物是否已经到达了肿瘤位置。目前没有患者出现明显的治疗副作用。虽然这项研究是初步的，但它或将能够为治疗影响大脑的一系列疾病打开大门。

加拿大多伦多森尼布鲁克健康科学中心的神经外科医生、科学家、该研究的资深作者Nir Lipsman说，这种治疗方法“前景广阔”。

在这项研究中，四名Her2阳性的转移性乳腺癌患者首先接受曲妥珠单抗治疗，曲妥珠单抗是一种常见的单克隆抗体治疗，也称为赫赛汀。这些患者总共接受了20次治疗。超声治疗是在一个高分辨率的核磁共振扫描仪内进行的，使用该扫描仪进行治疗。研究人员使用一个半球形头盔和1024个超声换能器来传递超声波，通过移动头盔和调整各个换能器之间的电压来瞄准它，从而使超声波相位略有差异，进而可以校正颅骨厚度的变化。

森尼布鲁克健康科学中心负责研究和创新的副总裁兼该研究的另一位作者Kullervo Hynynen说：“人类的头骨就像一个离焦镜头。”Hynynen说，为了给患者的头骨定制每一束超声波，研究人员使用计算机断层扫描（CT）来计划他们将提前应用的超声波。

在进行超声检查的同时，患者还接受了脂质微泡的输注。与靶向超声相结合，微泡产生血脑屏障的暂时通透性。

20世纪50年代，研究人员开始注意到超声波似乎能打破血脑屏障。Hynynen在进行癌症研究时遇到了这些早期研究，并开始尝试该技术，使屏障更具渗透性。但在动物实验中，仅使用超声波并不能始终避免损伤。只有当研究人员尝试使用微气泡时，他们才避免造成伤害。

A black and white brain scan before the blood-brain barrier is open. KEVIN VAN PAASSEN/SUNNYBROOK HEALTH SCIENCES CENTRE

Hynynen说：“我意识到……很明显，这就是解决问题的方法。”尽管其机理尚不清楚，但研究人员认为，气泡会挤压血管，从而在超声波脉冲的作用下形成血脑屏障。本质上，这种机械力似乎暂时保持屏障打开。脉冲结束后，气泡停止施加该力，屏障恢复“关闭”。

这项技术以前曾在人类身上进行过研究，用于治疗胶质母细胞瘤（一种脑癌）和肌萎缩侧索硬化症（ALS），尽管这些研究不包括药物。这也是研究人员第一次证明一种药物确实到达了它所针对的肿瘤。他们使用了含有放射性标签的曲妥珠单抗，使他们能够使用单光子发射计算机断层扫描（SPECT）来观察到底有多少药物使患者的肿瘤发生了变化。成像显示，受超声波影响的肿瘤占据了更多的药物，而正常和未受影响的大脑区域则没有。同时，病人的肿瘤也缩小了。

“虽然这项研究的结果令人鼓舞，但目前其成果还非常小，而且还有其他局限性，”医学物理学家、布里格姆妇女医院和哈佛医学院教授Nathan McDannold如此表示，他没有参与这项研究。

他说：“我们不知道我们是否能利用足够的（药物）来产生强大的治疗效果。”作者自己警告不要过度解释肿瘤大小的减少问题。McDannold还表示，SPECT成像的分辨率相当低，因此很难说研究人员对肿瘤中药物含量的测量有多精确。

尽管如此，医学成像技术仍在迅速发展，从使这项研究成为可能的高分辨率MRI到检测癌症的新技术，如微波乳腺成像。Lipsman说，新的进展将使磁共振引导超声成为一种更有希望的治疗方法，不仅是治疗癌症，或将包括治疗影响大脑的各种其他疾病。

“这一程序的各个方面都在进步，”他说，“我认为这是该领域令人兴奋的方面之一。”