治療致命的腦癌膠質母細胞瘤的一個主要障礙是最有效的化療不能穿透血腦屏障到達侵襲性腦腫瘤。

但是現在西北醫學的科學家們報告了第一個人體臨床試驗的結果，他們使用一種新穎的顱骨植入超聲設備來打開血腦屏障，并反復滲透到人腦的大片關鍵區域，以提供靜脈注射的化療。

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打開血腦屏障的四分鐘程序是在患者清醒的情況下進行的，患者在幾個小時后回家。結果表明，治療是安全的，耐受性良好，一些患者接受了長達六個周期的治療。

這是第一項成功量化基于超聲波的血腦屏障開放對人腦化療濃度影響的研究。結果顯示，打開血腦屏障導致人腦中藥物濃度增加約四到六倍。

科學家觀察到兩種不同的強效化療藥物紫杉醇和卡鉑的這種增加。這些藥物不用于治療這些患者，因為它們在正常情況下不會穿過血腦屏障。

此外，這是第一項描述超聲處理后血腦屏障關閉速度的研究。科學家們發現，大多數血腦屏障恢復發生在超聲處理后的前30至60分鐘內。作者說，這些發現將允許優化藥物輸送和超聲激活的順序，以最大限度地提高藥物滲透到人腦中。

“這對膠質母細胞瘤患者來說可能是一個巨大的進步，”首席研究員Adam Sonabend博士說，他是西北大學Feinberg醫學院神經外科副教授，也是西北醫學神經外科醫生。

Temozolomide是目前用于膠質母細胞瘤的化療藥物，確實穿過血腦屏障，但是一種弱藥物，Sonabend說。

血腦屏障是一種微觀結構，可以保護大腦免受絕大多數循環藥物的侵害。因此，可用于治療腦部疾病的藥物庫非常有限。腦癌患者不能用大多數對身體其他部位的癌癥有效的藥物治療，因為這些藥物不會穿過血腦屏障。有效地重新利用藥物治療腦病理和癌癥需要將它們輸送到大腦。

Sonabend說，過去，將紫杉醇直接注射到這些腫瘤患者的大腦中的研究觀察到有希望的療效跡象，但直接注射與腦刺激和腦膜炎等毒性有關。

血腦屏障在一小時后重新關閉

科學家們發現，使用超聲波和基于微氣泡的血腦屏障開放是短暫的，并且大部分血腦屏障完整性在人類手術后一小時內恢復。

“超聲化后有一個關鍵的時間窗口，當大腦可以滲透到血液中循環的藥物時，”Sonabend說。

先前的人體研究表明，血腦屏障在腦超聲處理后24小時完全恢復，并且基于一些動物研究，該領域假設血腦屏障在前六個小時左右是開放的。西北大學的研究表明，這個時間窗口可能會更短。

在另一項研究中，該研究報告說，使用由法國生物技術公司Carthera設計的九個超聲波發射器組成的新型顱骨植入網格打開了比初始設備(小型單超聲波發射器植入物)大九倍的大腦中的血腦屏障。這很重要，因為為了有效，這種方法需要覆蓋與去除膠質母細胞瘤腫瘤后留在大腦中的空腔相鄰的大片大腦區域。

復發性膠質母細胞瘤患者的臨床試驗

這項研究的結果是科學家們正在進行的2期臨床試驗的基礎，該試驗正在為復發性膠質母細胞瘤患者進行。該試驗的目的是調查這種治療是否延長了這些患者的生存期，其中參與者接受紫杉醇和卡鉑的組合，并通過超聲技術輸送到他們的大腦。這兩種藥物的組合用于其他癌癥，這是在2期試驗中組合它們的基礎。

在本文報道的1期臨床試驗中，患者接受了切除腫瘤和植入超聲裝置的手術。他們在植入后幾周內開始治療。

科學家們每三周增加一次紫杉醇的劑量，并伴隨著基于超聲波的血腦屏障開放。在亞群患者中，在手術期間進行了研究，以調查該超聲設備對藥物濃度的影響。使用稱為熒光素的熒光模具和超聲治療后獲得的MRI在手術室中可視化和映射血腦屏障。

“雖然我們專注于腦癌(美國大約有30，000例膠質瘤)，但這為數百萬患有各種腦部疾病的患者研究新型藥物治療方法打開了大門，”Sonabend說。