声活检为脑肿瘤诊断提供了一种非侵入性途径

由柏拉图重新发布

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**非侵入性大脑通路** 研究生陆旭佩戴了一种设备，可以将聚焦超声波瞄准大脑中的精确点。这种靶向是声活检的第一步，声活检是一种非侵入性技术，利用超声波和微泡将生物分子从脑肿瘤释放到血流中。（由陈红/华盛顿大学提供）

诊断脑肿瘤通常需要使用 CT 和 MRI 进行神经影像学检查，然后进行手术切除或组织活检。一种非侵入性且廉价的替代方案是基于血液的液体活检，它分析血液中的循环生物标志物，以获得有关肿瘤的分子和遗传信息并指导治疗决策。不幸的是，脑肿瘤衍生的生物标志物检测到的量很少，因为血脑屏障（BBB）阻止此类生物标志物转移到外周循环中。

为了解决这个问题，研究人员华盛顿大学在圣路易斯正在使用聚焦超声 (FUS) 和微泡暂时破坏血脑屏障，并将大量生物标记物释放到血流中进行分析。在一项首次人体前瞻性试验中，他们发现 FUS 诱导生物标志物释放到血液中（他们称之为声活检的方法）是可行且安全的。

“通过这项技术，我们可以获得反映大脑病变部位基因表达和分子特征的血液样本。这就像在没有脑部手术危险的情况下进行脑部活检一样，”共同资深作者解释道埃里克·洛特哈特在一份新闻声明中。

经颅低强度 FUS 与静脉注射微泡结合使用，可暂时且可逆地打开 BBB，并能以毫米级精度瞄准大脑病变。传统上用作超声造影剂的微泡在暴露于 FUS 时会发生空化并放大其机械效应。

进行声活检，这是 Leuthardt 和共同资深作者首创的技术陈宏，该团队开发了一种紧凑的 FUS 设备，可以直接连接到临床神经导航探头，从而实现 FUS 传感器的精确定位。这种设计可以轻松地将声活检集成到现有的临床工作流程中，而无需神经外科医生接受额外的培训。

为了评估使用神经导航引导的 FUS 传感器进行声活检的可行性和安全性，Leuthardt、Chen 及其同事对 XNUMX 名高级神经胶质瘤患者（其中 XNUMX 名患有胶质母细胞瘤，XNUMX 名患有弥漫性高级神经胶质瘤）进行了单臂试验。）。

研究人员在计划进行脑肿瘤切除手术之前对麻醉患者进行了声活检。他们使用预先获取的 MRI 和 CT 图像来记录患者的头部位置，然后定位 FUS 传感器，使其焦点对准肿瘤位置。静脉注射微泡后，他们应用 FUS 超声处理 3 分钟。

对超声处理前以及超声处理后 5、10 和 30 分钟收集的血液样本进行分析表明，超声活检增加了循环肿瘤 DNA (ctDNA) 的浓度。其中包括单核小体无细胞 DNA (cfDNA) 片段最大增加 1.6 倍，患者特异性肿瘤变异 ctDNA 最大增加 1.9 倍，带有 TERT 突变的 ctDNA（存在于一半以上的胶质母细胞瘤患者中）最大增加 5.6 倍并与不良治疗结果相关）。

研究还证实该手术是安全的，不会损伤脑组织。在 FUS 超声处理期间，患者的生命体征没有表现出任何明显的波动，也没有出现不良事件。手术期间收集的肿瘤样本显示超声处理和非超声处理区域之间没有微出血或结构变化。