在小鼠实验中，约翰霍普金斯大学的研究人员表示，他们开发了一种技术，可以促进癌症药物在大脑预定目标中的精确放置。这种方法结合了一种技术，通过正电子发射技术(PET)扫描引导导管通过大脑的动脉，将癌症药物精确地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在人类中是安全有效的，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，例如胶质母细胞瘤的结果。

该研究于5月1日发表在“核医学杂志”上。

“脑部疾病通常比身体其他部位的疾病更难治疗，不仅因为包住大脑的硬扁平骷髅头使手术进入复杂化，而且还因为血脑屏障，大脑复杂的防御系统，拒绝进入对于毒素和大多数药物，“Miroslaw Janowski博士说，他是约翰霍普金斯大学医学院放射学和放射科学副教授，也是约翰霍普金斯大学细胞工程研究所的成员。“癌症药物通常作为药丸或静脉注射给药，对患者来说容易和舒适，但这些药物中只有一小部分到达脑肿瘤。大多数药物积聚在其他器官中，往往导致严重的副作用。

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，其中导管从腿部的动脉，通过身体进入大脑，可用于提高药物输送的精确度和功效。

研究人员选择首先用贝伐单抗测试这种动脉内技术，贝伐单抗是一种用于治疗多种人类癌症的抗体蛋白。类似的抗体也用于快速开花的免疫疗法领域。

由于它们的大尺寸，抗体不容易穿过血脑屏障。为了解决这个问题，研究人员使用了一种名为甘露醇的药物，它通常用于降低大脑压力。甘露醇是一种天然存在于水果和蔬菜中的糖，当被输送到大脑的动脉时，它会使构成血脑屏障的细胞收缩，在大分子可以通过的区域之间留下空间。

研究人员研究了这种药物输送方法，比较了动脉内注射与静脉注射，有无血脑屏障开放。该组将这些方法与动态PET成像配对，使其能够在输注期间和输注后观察药物的位置。

PET扫描广泛用于诊断和治疗患有各种疾病(例如癌症和阿尔茨海默病)的患者。这些扫描是通过将一般安全且相对短效的放射性示踪剂通过静脉注入体内来进行的，以跟踪各种代谢活动，包括氧气流或糖分子的分解。

Janowski的团队使用其中一种示踪剂Zirconium 89来标记贝伐单抗抗体。

在第一个实验中，研究人员将四只健康小鼠麻醉并将导管引导至大脑。研究人员通过导管给予甘露醇打开血脑屏障，用示踪剂标记贝伐珠单抗的大约8.5兆贝克(放射性示踪剂的标准量度)。然后研究人员在给药后30分钟内在小型动物PET扫描仪上对小鼠的大脑进行成像，并在治疗后1小时和1天拍摄更多图像。

另外四只小鼠接受了类似的治疗，但没有打开血脑屏障。再次，在施用药物后对动物成像30分钟，并且在治疗后1小时和1天拍摄更多图像。

最后一组四只小鼠静脉内接受相同量的贝伐单抗。在施用甘露醇前15分钟，在处理后30分钟，1小时和1天，将这组小鼠在小动物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，每立方厘米剂量的23.58%到达大脑并保持在那里，直到治疗后24小时的最后一次观察。

无需打开血脑屏障的动脉内药物输送导致每立方厘米剂量的9.66%在治疗的前6分钟内达到大脑的目标区域，在24小时时降至9.16%，“这仍然相当令人印象深刻，但显着降低，强调了血脑屏障开放的重要性，“约翰霍普金斯大学放射学和放射科学系Russell H. Morgan放射代谢物实验室主任Wojtek Lesniak博士说。医学和第一作者的研究。

无论血脑屏障状态如何，接受静脉注射贝伐单抗的小鼠均未显示出超过身体背景水平的大脑摄取量。

“虽然技术要求比标准静脉注射方法要求更高，但使用动脉内方法增强大脑内抗体摄取的程度可能会彻底改变基于抗体的神经内分泌免疫治疗，”医学博士，博士Martin Pomper表示。 Henry N. Wagner，Jr。约翰霍普金斯大学放射科的放射学和放射科学教授，以及该研究的共同研究员。

约翰霍普金斯大学小组警告说，需要更多的研究来确定这种手术的安全性，但Janowski说，使用动脉途径将药物直接输送到大脑中可以提供限制全身暴露于有毒抗癌剂的好处。

在未来，研究人员计划在人类中进行该技术的临床试验。

据美国脑肿瘤协会称，脑肿瘤影响了70多万美国人。在120种不同类型的脑肿瘤中，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根据个体患者的需要和肿瘤的特征而变化。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给肿瘤，放射和化疗。

参与这项研究的其他研究人员包括约翰霍普金斯大学医学院的Chengyan Chu，Anna Jablonska和Yong Du。