脑肿瘤治疗“神器”：铺上轨道，让肿瘤细胞滚出身体

▎学术经纬/报道

最近，一款治疗恶性脑瘤的在研设备获得美国FDA“突破性医疗器械”资格认定。过去治疗脑内的肿瘤，思路是设法把药物送进去，而这款被称为“肿瘤单轨”的器械别出心裁，竟然可以把脑中作恶的肿瘤细胞“骗”出来，在脑外将其一举扫除。虽然不直接摧毁肿瘤，但是通过阻止致命的扩散，这种方法有望把胶质母细胞瘤等恶性脑瘤变成一种可控的慢性病。

恶性脑肿瘤，“成”也转移，“败”也转移

如此巧妙的治癌思路，正来自恶性脑瘤最让人头疼的特点：侵袭性。

胶质母细胞瘤是中枢神经系统中最常见的恶性肿瘤，不仅颅内的原发肿瘤切除难度大，而且切除后肿瘤的复发能力还十分强。其中最棘手的原因就在于，肿瘤细胞特别擅长在脑中侵袭性地生长和扩散。

这些恶性细胞附着在神经纤维和血管上后，就像单轨火车一样移动到脑中的其他区域，甚至经常从一侧半脑通过中间的胼胝体移动到另一侧半脑。科学家们就决定利用这种迁移机制，因势利导，用人工材料模拟神经纤维的物理特性，而且铺设的路线让恶性细胞更好走，使之迁移到人为设定的目的地，比如说大脑外面。

最初，佐治亚理工学院和埃默里大学的科学家们在实验动物上检测这种“肿瘤单轨”的原型设备，并取得了令人振奋的实验结果：在纳米纤维的引导下，迁移的恶性细胞步入了设在大脑外部的“陷阱”——含有毒性药物的凝胶。植入这一装置后，大鼠脑中的胶质母细胞瘤扩散速度减慢，肿瘤缩小为原先的十分之一！这项探索性的结果曾在2014年登上了《自然》子刊《Nature Materials》。

杜克大学生物医学工程系的Ravi Bellamkonda教授谈及当初在佐治亚理工学院启动的这项研究时评论：“这是第一次有人证明，可以在体内操控癌细胞的转移，通过人为设计路线，让肿瘤从一个地点跑到另一个地点。”

▲这项研究的负责人Ravi Bellamkonda教授（图片来源：杜克大学生物医学工程系主页）

从实验动物到真正的临床应用

“有很多脑瘤患者难以动手术，有时是因为肿瘤的位置，有时是因为患者身体不适合手术。因此，像这样的医疗器械可以让临床医生采用最小化的外科手段来治疗。”研究团队的另一位成员、亚特兰大儿童医院的Barun Brahma医生说。

不过，概念性的技术要真正用于人体还需要广泛的测试和改进。因此，研究小组不光在大鼠上做了多次重复，以确保实验成功。此后，他们对这项设备做了许多针对人体应用的设计改良。尤其是在安全性方面，大力进行优化，包括换用一种人体更耐受的材料，并且去掉了“陷阱”中的毒性凝胶。

目前的装置类似于一根细长的导管，末端是一个小小的储存器，位于颅骨顶部的头皮下方，吸引肿瘤细胞远离原发肿瘤，向储存器迁移。

▲这项装置的示意图（图片来源：参考资料[2]）

日前FDA对这项设备授予的突破性认定资格认证，则可以帮助研究人员在测试过程中获得有效的反馈，解决临床上最关心的问题。

据研究人员介绍，接下来他们会根据FDA的认定尽快开始下一步研究，争取到2019年底获得人体试验的批准。我们也期待这款“神器”能够安全、有效地对抗棘手的恶性脑瘤，尽早为更多患者带来希望。

题图来源：pixabay

参考资料

[1] Breakthrough device lures aggressive brain tumor cells out of the patient. Retrieved Feb. 6, 2019 from https://medicalxpress.com/news/2019-02-breakthrough-device-llures-aggressive-brain.html

[2] Anjana Jain et al., (2014) Guiding intracortical brain tumour cells to an extracortical cytotoxic hydrogel using aligned polymeric nanofibers. Nature Materials. Doi: 10.1038/nmat3878

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