血脑屏障是大脑的保护层,阻止了有害物质和细菌进入大脑,在保护人类中枢神经系统的同时,也阻碍了不少脑部疾病的有效治疗。如何安全打开血脑屏障实现更为有效的治疗,而后顺利闭合血脑屏障,是医学界致力攻克的难题。
1月29日,在国家重点研发计划项目《面向脑肿瘤诊疗一体化的超声脑机植入系统技术研究及样机研制》启动会上,复旦大学联合华山医院神经外科共同发布了一项最新研究成果:利用中国自主研制的超声诊疗一体化装置UltraBrainPad,成功打开胶质母细胞瘤患者的血脑屏障,提高药物入脑浓度的临床试验数据,这一新治疗技术被称为“超声脑机接口”,这也是国内首次采用这种技术取得明确效果的临床实例,未来有望惠及广大胶质母细胞瘤患者。
华山医院神经外科专家史之峰教授告诉记者,此次复旦大学和华山医院科研团队,通过前期体外和动物实验摸索,制定了最优化的超声打开血脑屏障技术参数,仅需3分钟就能够迅速打开血脑屏障,与血脑屏障未开放的脑组织相比,药物浓度可以平均提高8倍。在治疗后6小时,医生又顺利关闭血脑屏障,提升疗效的同时,保证了安全性。这意味着,未来,脑部恶性肿瘤患者在脑部药物浓度大幅提升的同时,用药剂量将减少,治疗费用也将降低。
研究团队指出,既往,超声神经调控技术主要被用在功能性脑部疾病的治疗中。此次团队探索将其用在脑部恶性程度最高的胶质母细胞瘤的治疗中。“胶质母细胞瘤的恶性程度非常高,在脑部恶性肿瘤中占比约三成,总体而言,患者生存时间在16个月左右。我们这次尝试以超声作为技术媒介,打开血脑屏障进而提高药物入脑的浓度。”史之峰解释说。
史之峰将超声脑机接口技术形象地比作武侠小说中的“狮吼功”,他认为,一方面是可利用超声波打开大脑的血脑屏障,使得更多药物进入大脑,另一方面利用超声波穿透大脑,从宏观上获取大脑的信息,从而逐点逐面地精准调节脑功能区的治疗用药。
如何让超声波透过人的颅骨?上述专家解释,医生可以给患者先植入自主研发的透声脑补片,这样整个大脑就能暴露在超声波的探测范围中。“除了将超声神经调控技术用于治疗胶质母细胞瘤患者,未来,我们会在多种脑疾病当中开展临床实验,比如治疗阿尔兹海默病、帕金森,用于治疗多种功能性神经疾病,比如头痛失眠等。”史之峰说。
超声脑机系统国家重点研发计划项目负责人、复旦大学生物医学工程与技术创新学院教授余锦华同时透露, 从临床需求出发,研究团队汇集超声工程、人工智能、药学病理学等领域专家学者,形成高效的医工交叉的研究模式,共同解决临床痛点、难题。超声系统参数、药物的参数以及人体的参数要实现交叉融合,仅靠医生或者工程师单枪匹马是无法实现的。她直言,在超声脑机接口新技术中,AI发挥了重要作用,大大助力解决了复杂系统的融合。
华山医院院长毛颖教授则表示,采用超声打开血脑屏障是一种非常新颖的方法,为各种药物进入脑内打开了一扇窗。“脑机接口体现了产业链的发展,治疗脑部疾病、恢复脑功能是脑机接口的一个应用部分,希望今后产研医共同努力,搭建新的技术平台,打造更多新的临床应用场景。”
下一步,研究团队将启动“ROAR-BBBO”临床研究,治疗复发胶质母细胞瘤患者 。“这项技术的实施是项目组迈出的第一步,未来,我们将着力打造超声脑机接口新赛道,不光应用于脑肿瘤的药物治疗,会在神经调控、脑机融合等方面实现科研成果的应用转化,为阿尔兹海默病、头痛、失眠等多种脑疾病患者带来福音。”余锦华教授表示。
澎湃新闻首席记者 陈斯斯





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