最近,一款治療惡性腦瘤的在研設備獲得美國FDA“突破性醫療器械”資格認定。過去治療腦內的腫瘤,思路是設法把藥物送進去,而這款被稱為“腫瘤單軌”的器械別出心裁,竟然可以把腦中作惡的腫瘤細胞“騙”出來,在腦外將其一舉掃除。雖然不直接摧毀腫瘤,但是通過阻止致命的擴散,這種方法有望把膠質母細胞瘤等惡性腦瘤變成一種可控的慢性病。
惡性腦腫瘤,“成”也轉移,“敗”也轉移
如此巧妙的治癌思路,正來自惡性腦瘤最讓人頭疼的特點:侵襲性。
膠質母細胞瘤是中樞神經系統中最常見的惡性腫瘤,不僅顱內的原發腫瘤切除難度大,而且切除后腫瘤的復發能力還十分強。其中最棘手的原因就在于,腫瘤細胞特別擅長在腦中侵襲性地生長和擴散。
這些惡性細胞附著在神經纖維和血管上后,就像單軌火車一樣移動到腦中的其他區域,甚至經常從一側半腦通過中間的胼胝體移動到另一側半腦。科學家們就決定利用這種遷移機制,因勢利導,用人工材料模擬神經纖維的物理特性,而且鋪設的路線讓惡性細胞更好走,使之遷移到人為設定的目的地,比如說大腦外面。
最初,佐治亞理工學院和埃默里大學的科學家們在實驗動物上檢測這種“腫瘤單軌”的原型設備,并取得了令人振奮的實驗結果:在納米纖維的引導下,遷移的惡性細胞步入了設在大腦外部的“陷阱”——含有毒性藥物的凝膠。植入這一裝置后,大鼠腦中的膠質母細胞瘤擴散速度減慢,腫瘤縮小為原先的十分之一!這項探索性的結果曾在2014年登上了《自然》子刊《Nature Materials》。
杜克大學生物醫學工程系的Ravi Bellamkonda教授談及當初在佐治亞理工學院啟動的這項研究時評論:“這是第一次有人證明,可以在體內操控癌細胞的轉移,通過人為設計路線,讓腫瘤從一個地點跑到另一個地點。”
從實驗動物到真正的臨床應用“有很多腦瘤患者難以動手術,有時是因為腫瘤的位置,有時是因為患者身體不適合手術。因此,像這樣的醫療器械可以讓臨床醫生采用最小化的外科手段來治療。”研究團隊的另一位成員、亞特蘭大兒童醫院的Barun Brahma醫生說。
不過,概念性的技術要真正用于人體還需要廣泛的測試和改進。因此,研究小組不光在大鼠上做了多次重復,以確保實驗成功。此后,他們對這項設備做了許多針對人體應用的設計改良。尤其是在安全性方面,大力進行優化,包括換用一種人體更耐受的材料,并且去掉了“陷阱”中的毒性凝膠。
目前的裝置類似于一根細長的導管,末端是一個小小的儲存器,位于顱骨頂部的頭皮下方,吸引腫瘤細胞遠離原發腫瘤,向儲存器遷移。
▲這項裝置的示意圖(圖片來源:參考資料[2])
日前FDA對這項設備授予的突破性認定資格認證,則可以幫助研究人員在測試過程中獲得有效的反饋,解決臨床上最關心的問題。
據研究人員介紹,接下來他們會根據FDA的認定盡快開始下一步研究,爭取到2019年底獲得人體試驗的批準。我們也期待這款“神器”能夠安全、有效地對抗棘手的惡性腦瘤,盡早為更多患者帶來希望。
參考資料
Breakthrough device lures aggressive brain tumor cells out of the patient. Retrieved
Guiding intracortical brain tumour cells to an extracortical cytotoxic hydrogel using aligned polymeric nanofibers
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