PNAS：更有效杀死脑转移瘤的新方法

最近，麻省理工学院（MIT）、布里格姆妇女医院和约翰霍普金斯大学的一项最新研究表明，将化疗药物直接传递到脑腔，可提供一种更好的方法，来治疗已经转移到脑部的肿瘤。相关研究结果发表在本周的《PNAS》杂志。

　　

生物通报道：每年大约有100,000美国人被诊断为从身体其他部位转移到脑部的脑肿瘤，通常被称为转移瘤。这些肿瘤一般通过手术治疗，然后化疗，但是常常会复发。

最近，麻省理工学院（MIT）、布里格姆妇女医院和约翰霍普金斯大学的一项最新研究表明，将化疗药物直接传递到脑腔，可提供一种更好的方法，来治疗已经转移到脑部的肿瘤。

通过在小鼠中检测这种新方法，研究人员发现，当通过植入颅骨内的微小胶囊传递化疗药物替莫唑胺（TMZ）时，治疗更加有效。相关研究结果发表在本周的《PNAS》杂志，本文资深作者、MIT工程学教授Michael Cima说，这表明，类似的方法在人类患者中可能更有效。

Cima也是MIT科赫综合癌症研究所成员，他指出：“转移性疾病应该对化疗敏感，但是还没有研究证明全身化疗是有效的，因为它不能以足够长的时间、足够高的剂量进入大脑。我们表明，当我们局部传递药物时，能获得更高程度的肿瘤细胞死亡。”

靶向传递
化疗药物通常是通过静脉注射传递的。为了确保足以到达肿瘤，必须考虑非常大的量，这往往会产生副作用。

对于一些类型的癌症来说，医生们已经开发出更有针对性的方法。如卵巢癌患者，当药物被直接传递到腹膜腔时，能获得最好的疗效。然而，这并没有广泛使用，因为需要在患者体内植入一根导管，长达12周的时间，这对于病人来说是很痛苦的。

Cima说：“已经有确定的方法用于改善患者护理。只是有没有更好的方法去做。”为了克服这些传递问题，Cima的实验室正在研究小的植入装置，为卵巢癌和膀胱疾病以及脑瘤患者传递药物。

在这项新的大脑研究中，研究人员通过植入微胶囊（由生物相容性材料液晶聚合物制成）传递化疗药物。该胶囊是一个小的圆柱体，大约1.5毫升的药物容量；药物通过一个小洞进行扩散。研究人员选择这些实验装置，来检测局部药物传递的概念是否成立，在这项研究中，它们非常有效，因此有可能最终成为人体临床试验的最有前途的载体。

研究人员测试了两种化疗药物：TMZ，是脑转移瘤和胶质瘤的一线治疗药物；阿霉素，是乳腺癌的一种常用药物，而乳腺癌通常会转移到大脑。

影响区域
利用植入类似人脑转移瘤的小鼠，研究人员发现，与注射方式相比，直接传递到脑部的TMZ，使生存期延长了几天。他们还发现，在靠近胶囊的肿瘤细胞内，有更高的细胞凋亡率，或程序性细胞死亡。然而，传递到脑部的阿霉素并没有表现得像全身注射一样好。

作为对这种差异的解释，研究人员发现，TMZ在释放后，能够传播到离胶囊更远的地方，使其能够到达更多的组织。Cima说，阿霉素在其能杀死许多细胞之前，似乎被破坏或清除。对于未来将这种疗法用于脑瘤或其他癌症来说，这是非常有价值的信息。

Cima说：“在设计有效的局部疗法时，必须考虑药物分子的特性。在每一个装置周围都有一个区域，可以根据不同的分子起作用。”

约翰霍普金斯大学神经外科副教授Michael Lim说，新方法似乎是扩大脑瘤疗法范围的一种很有前途的方法，脑瘤疗法现在很有限，因为它很难将化疗药物穿越血脑屏障。

Lim没有参与这项研究，但是他说：“这可能会对患者生命产生积极的影响。在经过手术取出他们的脑转移瘤之后，你可以放入这些微胶囊，它们将当时当地杀死任何剩余的癌细胞。”

尽管开发这种方法用来治疗人类癌症，还有许多的障碍，Cima说，他相信这值得我们去追求，因为很多癌症，特别是乳腺癌和肺癌会蔓延到大脑。研究人员也在使用这种方法，来准确地将药物传递到大脑更小的区域，有望为精神和神经退行性疾病开发更好的治疗方法。

（生物通：王英）

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生物通推荐原文摘要：
Intracranial microcapsule chemotherapy delivery for the localized treatment of rodent metastatic breast adenocarcinoma in the brain
Abstract: Metastases represent the most common brain tumors in adults. Surgical resection alone results in 45% recurrence and is usually accompanied by radiation and chemotherapy. Adequate chemotherapy delivery to the CNS is hindered by the blood–brain barrier. Efforts at delivering chemotherapy locally to gliomas have shown modest increases in survival, likely limited by the infiltrative nature of the tumor. Temozolomide (TMZ) is first-line treatment for gliomas and recurrent brain metastases. Doxorubicin (DOX) is used in treating many types of breast cancer, although its use is limited by severe cardiac toxicity. Intracranially implanted DOX and TMZ microcapsules are compared with systemic administration of the same treatments in a rodent model of breast adenocarcinoma brain metastases. Outcomes were animal survival, quantified drug exposure, and distribution of cleaved caspase 3. Intracranial delivery of TMZ and systemic DOX administration prolong survival more than intracranial DOX or systemic TMZ. Intracranial TMZ generates the more robust induction of apoptotic pathways. We postulate that these differences may be explained by distribution profiles of each drug when administered intracranially: TMZ displays a broader distribution profile than DOX. These microcapsule devices provide a safe, reliable vehicle for intracranial chemotherapy delivery and have the capacity to be efficacious and superior to systemic delivery of chemotherapy. Future work should include strategies to improve the distribution profile. These findings also have broader implications in localized drug delivery to all tissue, because the efficacy of a drug will always be limited by its ability to diffuse into surrounding tissue past its delivery source.