治疗致命的脑癌胶质母细胞瘤的一个主要障碍是最有效的化疗不能穿透血脑屏障到达侵袭性脑肿瘤。
但是现在西北医学的科学家们报告了第一个人体临床试验的结果，他们使用一种新颖的颅骨植入超声设备来打开血脑屏障，并反复渗透到人脑的大片关键区域，以提供静脉注射的化疗。
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打开血脑屏障的四分钟程序是在患者清醒的情况下进行的，患者在几个小时后回家。结果表明，治疗是安全的，耐受性良好，一些患者接受了长达六个周期的治疗。
这是第一项成功量化基于超声波的血脑屏障开放对人脑化疗浓度影响的研究。结果显示，打开血脑屏障导致人脑中药物浓度增加约四到六倍。
科学家观察到两种不同的强效化疗药物紫杉醇和卡铂的这种增加。这些药物不用于治疗这些患者，因为它们在正常情况下不会穿过血脑屏障。
此外，这是第一项描述超声处理后血脑屏障关闭速度的研究。科学家们发现，大多数血脑屏障恢复发生在超声处理后的前30至60分钟内。作者说，这些发现将允许优化药物输送和超声激活的顺序，以最大限度地提高药物渗透到人脑中。
“这对胶质母细胞瘤患者来说可能是一个巨大的进步，”首席研究员Adam Sonabend博士说，他是西北大学Feinberg医学院神经外科副教授，也是西北医学神经外科医生。
Temozolomide是目前用于胶质母细胞瘤的化疗药物，确实穿过血脑屏障，但是一种弱药物，Sonabend说。
血脑屏障是一种微观结构，可以保护大脑免受绝大多数循环药物的侵害。因此，可用于治疗脑部疾病的药物库非常有限。脑癌患者不能用大多数对身体其他部位的癌症有效的药物治疗，因为这些药物不会穿过血脑屏障。有效地重新利用药物治疗脑病理和癌症需要将它们输送到大脑。
Sonabend说，过去，将紫杉醇直接注射到这些肿瘤患者的大脑中的研究观察到有希望的疗效迹象，但直接注射与脑刺激和脑膜炎等毒性有关。
血脑屏障在一小时后重新关闭
科学家们发现，使用超声波和基于微气泡的血脑屏障开放是短暂的，并且大部分血脑屏障完整性在人类手术后一小时内恢复。
“超声化后有一个关键的时间窗口，当大脑可以渗透到血液中循环的药物时，”Sonabend说。
先前的人体研究表明，血脑屏障在脑超声处理后24小时完全恢复，并且基于一些动物研究，该领域假设血脑屏障在前六个小时左右是开放的。西北大学的研究表明，这个时间窗口可能会更短。
在另一项研究中，该研究报告说，使用由法国生物技术公司Carthera设计的九个超声波发射器组成的新型颅骨植入网格打开了比初始设备(小型单超声波发射器植入物)大九倍的大脑中的血脑屏障。这很重要，因为为了有效，这种方法需要覆盖与去除胶质母细胞瘤肿瘤后留在大脑中的空腔相邻的大片大脑区域。
复发性胶质母细胞瘤患者的临床试验
这项研究的结果是科学家们正在进行的2期临床试验的基础，该试验正在为复发性胶质母细胞瘤患者进行。该试验的目的是调查这种治疗是否延长了这些患者的生存期，其中参与者接受紫杉醇和卡铂的组合，并通过超声技术输送到他们的大脑。这两种药物的组合用于其他癌症，这是在2期试验中组合它们的基础。
在本文报道的1期临床试验中，患者接受了切除肿瘤和植入超声装置的手术。他们在植入后几周内开始治疗。
科学家们每三周增加一次紫杉醇的剂量，并伴随着基于超声波的血脑屏障开放。在亚群患者中，在手术期间进行了研究，以调查该超声设备对药物浓度的影响。使用称为荧光素的荧光模具和超声治疗后获得的MRI在手术室中可视化和映射血脑屏障。
“虽然我们专注于脑癌(美国大约有30，000例胶质瘤)，但这为数百万患有各种脑部疾病的患者研究新型药物治疗方法打开了大门，”Sonabend说。