小鼠实验表明，微创方法可以准确地给药到大脑

在小鼠实验中，约翰霍普金斯大学的研究人员表示，他们已经开发出一种技术，可以促进癌症药物精确定位于大脑中的预定目标。这种方法将引导导管穿过大脑动脉的技术与正电子发射技术(PET)扫描相结合，以精确地将癌症药物放置在大脑中的预定目标上。如果未来的研究表明这种图像引导的药物输送方法对人类是安全有效的，研究人员表示，它可以改善历史上难以治疗且通常致命的脑癌的结果，如胶质母细胞瘤。

该研究发表于5月1日核医学杂志．

“大脑疾病通常比身体其他部位的疾病更难治疗，这不仅是因为包裹大脑的坚硬扁平的颅骨大脑约翰·霍普金斯大学医学院放射学和放射科学副教授、约翰·霍普金斯细胞工程研究所成员米罗斯瓦夫·雅诺夫斯基医学博士、博士说:“这不仅使手术进入变得复杂，而且还因为血脑屏障，大脑复杂的防御系统，阻止毒素和大多数药物进入。”“抗癌药通常以片剂或静脉注射的方式给药，这对患者来说简单舒适，但只有一小部分药物能到达脑肿瘤。大部分会积聚在其他器官，往往会导致严重的副作用。动脉内入路通过允许我们直接和选择性地向肿瘤提供高度集中的治疗来解决这个问题，”约翰霍普金斯大学医学院放射学和放射科学副教授Piotr Walczak医学博士说，他也是该项目的联合研究员。

在他们的实验中，研究小组测试了一种通常用于治疗中风的技术，即导管从腿部的动脉引导，通过身体进入大脑，是否可以用于提高治疗的准确性和疗效药物交付。

研究人员选择首先用贝伐珠单抗(一种用于治疗多种人类癌症的抗体蛋白)测试这种动脉内技术。类似的抗体也被用于迅速发展的免疫治疗领域。

由于抗体体积大，它们不能轻易穿过血脑屏障。为了解决这个问题，研究人员使用了一种叫做甘露醇的药物，这种药物通常用于降低大脑的压力。甘露醇是一种天然存在于水果和蔬菜中的糖，当它被输送到大脑动脉时，它会导致构成血脑屏障的细胞收缩，在两者之间留下空隙大分子可以通过。

研究人员研究了这种给药方法，比较了有无打开血脑屏障的动脉注射和静脉注射。该小组将这些方法与动态PET成像相结合，使他们能够在输注期间和输注后观察药物的位置。

PET扫描被广泛用于诊断和治疗各种疾病的患者，如癌症和阿尔茨海默病。这些扫描是通过静脉向体内注射通常安全且作用相对较短的放射性示踪剂来进行的，以跟踪各种代谢活动，包括氧气流动或糖分子的分解。

Janowski的团队使用这些示踪剂中的一种锆89来标记贝伐单抗抗体。

在第一个实验中，研究人员麻醉了四只健康的老鼠，并将一根导管引导到大脑。研究人员通过导管注射甘露醇，以打开血脑屏障，大约8.5兆贝克勒尔，这是一种标准的测量方法放射性示踪剂用示踪剂标记的贝伐单抗。然后，研究人员用PET扫描仪对老鼠的大脑进行成像小动物在给药后30分钟，并在治疗后一小时和一天拍摄更多的图像。

另外四只老鼠接受了类似的治疗，但没有打开血脑屏障。同样，在给药后30分钟对动物进行成像，并在治疗后一小时和一天拍摄更多图像。

最后一组4只小鼠静脉注射等量的贝伐单抗。这组小鼠分别在甘露醇给药前15分钟、治疗后30分钟、1小时和1天后在小动物PET扫描仪上成像。

结果表明，打开血脑屏障的动脉内药物输送是最有效的方法，每立方厘米23.58%的剂量到达大脑，并在治疗后24小时内保持在那里。

在不打开血脑屏障的情况下，动脉内药物输送导致每立方厘米9.66%的剂量在治疗的前6分钟内到达大脑的目标区域，24小时后下降到9.16%，“这仍然非常令人印象深刻，但显著降低，强调了血脑屏障开放的重要性。”沃伊泰克·莱斯尼亚克博士说，他是约翰·霍普金斯大学医学院拉塞尔·h·摩根放射学和放射科学系放射代谢实验室的主任，也是这项研究的第一作者。

接受静脉注射贝伐单抗的小鼠没有显示出超过全身背景水平的脑摄取，无论血脑屏障的地位。

“虽然比标准的静脉注射方法在技术上要求更高，但使用动脉内注射方法增强大脑内抗体吸收的程度可能会彻底改变神经肿瘤学中基于抗体的免疫治疗，”马丁·庞珀博士说，他是约翰·霍普金斯大学放射科放射学和放射科学的亨利·n·瓦格纳教授，也是这项研究的共同研究者。

约翰霍普金斯大学的研究小组警告说，还需要更多的研究来确定这一过程的安全性，但Janowski说，使用动脉途径将药物直接输送到大脑可以减少全身暴露于有毒抗癌药物的好处。

未来，研究人员计划在人类身上进行这项技术的临床试验。

根据美国脑瘤协会的数据，超过70万美国人患有脑瘤。120种不同的脑部肿瘤在美国，胶质母细胞瘤是最恶性的，中位生存期为11-15个月。胶质母细胞瘤的治疗方法因患者的需要和肿瘤的特点而异。治疗方案通常包括手术切除肿瘤，药物抑制新血管生长以供肿瘤生长，放疗和化疗。