音波生検は脳腫瘍診断への非侵襲的ルートを提供します – Physics World

脳腫瘍の診断には、通常、CT および MRI による神経画像検査が必要となり、その後、外科的切除または組織生検が行われます。 非侵襲的で安価な代替手段は、血液ベースのリキッドバイオプシーです。これは、血液中の循環バイオマーカーを分析して、腫瘍に関する分子情報および遺伝情報を取得し、治療決定の指針となります。 残念ながら、脳腫瘍由来のバイオマーカーは血液脳関門（BBB）によって末梢循環への移行が妨げられるため、検出される量はごくわずかです。

この問題に対処するために、研究者らは、 セントルイスのワシントン大学 彼らは、集束超音波 (FUS) とマイクロバブルを使用して BBB を一時的に破壊し、分析のために大量のバイオマーカーを血流に放出しています。 彼らは、ファースト・イン・ヒューマンの前向き臨床試験で、FUSによる血流へのバイオマーカーの放出（彼らが音波生検と呼んでいる方法）が実現可能であり、安全に使用できることを発見した。

「この技術を使用すると、脳の病変部位の遺伝子発現と分子の特徴を反映する血液サンプルを取得できます。 それは、脳手術の危険性なしに脳生検を行うようなものです」と共同上級著者は説明します エリック・ロイハルト プレス文で

経頭蓋低強度 FUS は、静脈内注射されたマイクロバブルと組み合わせて使用​​され、BBB を一時的かつ可逆的に開き、ミリメートルの精度で脳内の病変を標的にすることができます。 伝統的に超音波造影剤として使用されているマイクロバブルは、FUS にさらされるとキャビテーションを起こし、その機械的効果を増幅します。

ロイトハルトと共同上級著者によって開拓された技術である音波生検を実行するため ホン・チェン、チームは、臨床ニューロナビゲーション プローブに直接接続できるコンパクトな FUS デバイスを開発し、FUS トランスデューサーの正確な位置決めを可能にしました。 この設計により、神経外科医が追加のトレーニングを受けることなく、音波生検を既存の臨床ワークフローに簡単に統合できます。

ニューロナビゲーション誘導型 FUS トランスデューサーを用いた音波生検の実現可能性と安全性を評価するために、ロイハルト氏、チェン氏らは、高悪性度神経膠腫患者 XNUMX 名を対象としたパイロット単群試験を実施しました（XNUMX 名は神経膠芽腫、XNUMX 名はびまん性高悪性度神経膠腫を患っていました） ）。

研究者らは、脳腫瘍の外科的切除を計画する前に、麻酔をかけた患者に対して超音波生検を実施した。 事前に取得した MRI および CT 画像を使用して患者の頭の位置を登録し、FUS トランスデューサーの焦点を腫瘍の位置に合わせるように配置しました。 マイクロバブルを静脈内注射した後、FUS 超音波処理を 3 分間適用しました。

超音波処理前および超音波処理後 5、10、30 分に採取された血液サンプルの分析により、超音波生検により循環腫瘍 DNA (ctDNA) の濃度が増加することが明らかになりました。 これには、モノヌクレオソーム無細胞 DNA (cfDNA) フラグメントの最大 1.6 倍、患者固有の腫瘍バリアント ctDNA の最大 1.9 倍、および TERT 変異（神経膠芽腫患者の半数以上に存在する）を持つ ctDNA の最大 5.6 倍の増加が含まれます。不良な治療結果と関連しています）。

この研究では、この処置が安全であり、脳組織に損傷を与えないことも検証されました。 FUS超音波処理中、患者はバイタルサインに大きな変動を示さず、有害事象もありませんでした。 手術中に採取された腫瘍サンプルでは、​​微小出血や超音波処理領域と非超音波処理領域間の構造変化は見られませんでした。

超音波インプラントは脳腫瘍に対する強力な化学療法の提供に役立ちます

研究者らは、自分たちの研究は「高悪性度神経膠腫患者における超音波生検の実現可能性と安全性を実証する上で、重要な最初のマイルストーンとなる」と結論づけている。 彼らは、この研究は手術前に手術室で行われたが、手術環境や麻酔は必須ではなく、超音波生検は診療所や患者の病院のベッドサイドでも使用できる可能性があると指摘している。

「脳のあらゆる部分に非侵襲的かつ非破壊的にアクセスできるこの機能により、腫瘍の診断から治療のモニタリング、再発の検出に至るまで、患者ケアのあらゆる段階で腫瘍から遺伝情報を取得できるようになりました」とチェン氏は述べています。 「神経発達疾患、神経変性疾患、精神疾患など、従来は外科的生検が行われていなかった疾患の調査を開始できるようになりました。」

研究はで説明されています npjプレシジョンオンコロジー.

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• 情報源： https://physicsworld.com/a/sonobiopsy-provides-a-non-invasive-route-to-brain-tumour-diagnosis/