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胶质母细胞瘤能治好吗?恶性脑肿瘤的纳米外科切除

编辑:INC|发布时间:2019-10-24 13:49|点击次数:
尽管与肺癌、乳腺癌和前列腺癌等其他癌症相比,脑癌的发病率相对较低,但值得注意的是,脑癌对现代治疗方法的相对耐药性、频繁的复发、以及与其所处位置和侵袭性生长模式相关的发病率和死亡率。在中枢神经系统内最常见的脑癌是多形性胶质母细胞瘤(GBM),它与诊断后12-15个月的存活率有关,尽管有各种形式的治疗,包括神经外科切除、局部放射治疗和常规化疗。在这方面,GBM患者的不良预后与其他最致命的癌症(包括胰腺癌、肝癌和肝细胞癌)患者相同。绿带运动的原因是如此咄咄逼人,难治疗是其基因型和表型的异质性,其微观渗透到正常的大脑区域,其抗局部放射治疗和化疗,血脑屏障(BBB)的存在,这也就排除了访问各种各样的肿瘤治疗药物。可以说有神经外科GBM患者治疗的进步,包括开发改善神经外科操作系统(1),植入的生物可降解聚合物和神经干细胞,增强对流输注(CED),动脉内的化疗,免疫治疗的使用等等。然而,这些进展并没有转化为患者生存的改善。因此,很明显,新的治疗方法和途径是必要的,以帮助改善患者的不良预后与这种最可怕的可怕的癌症。

1所示。神经导航工作站对一名12岁患有右侧枕部脑瘤的男性进行磁共振成像(MRI)的手术截图。肿瘤用橙色标出。绿线表示用于评估切除深度的在线探头。在这种情况下,神经外科医生切除了脑肿瘤与正常大脑的接口。左上角描绘了皮肤概况和指向肿瘤的在线探针。神经影像学、神经导航、术中MRI和持续的神经监测方面的进展促进了神经外科医生切除人类脑瘤,同时最大限度地减少了对邻近正常脑组织的有害影响。

大脑一直被视为手术禁区,特别是儿童颅内手术,颅骨会比成年人更薄,手术难度更大。就算一些经验丰富的神经外科医生都不愿意为儿童进行颅内胶质瘤手术,因为风险极大。不过对于INC国际神经外科医生集团旗下世界神经外科顾问团(WANG)成员加拿大最佳医生荣誉获得者之一、多伦多大学儿童病院亚瑟和索尼亚拉巴特脑瘤研究中心主任、多伦多大学外科学系教授/系主任James T. Rutka教授来说,并不是难事。Rutka教授在神经外科已经具有几十年的丰富经验,而且从医以来,就一直专注于儿童神经外科疾病的诊疗与研究,已经为无数的儿童神经外科肿瘤患者解除了病痛。Rutka教授所在的多伦多大学附属儿童医院,也是一直专注于儿童疾病的诊疗,并且是加拿大最大的集治疗、科研和教学为一体的儿童医院之一,儿童医院排名在北美前三,20092010年间,医院接收14000例住院病人和215000例急诊病人,这是一家世界上最著名的儿童医院之一。

一段时间以来,人们已经认识到纳米材料在规模上与许多生物系统和过程相似,因此,纳米技术在分子水平上诊断和治疗人类疾病的效用具有吸引力。在医学应用方面,纳米材料被用作药物运载工具和医学成像的造影剂,并被纳入诊断设备,以检测人类疾病的程度。

在过去的十年中,纳米医学在外科领域的应用在数量、范围和设计上都在稳步增长。纳米神经外科一词最初是由DunnBlack2003年提出的,用来描述神经外科医生使用分子疗法来补充现有局部疗法的潜力,以治疗包括恶性脑瘤在内的神经外科疾病患者。当飞秒激光系统、纳米针和纳米除草器可能成为从根本上改变神经外科实践的有用技术时,神经外科医生们兴奋不已。

研究人员描述了使用手持式拉曼扫描仪来识别表面增强拉曼散射(SERS)纳米颗粒,这些纳米颗粒被传递到转基因GBM小鼠模型中。在700-800纳米近红外波段激发波长的SERS金纳米粒子探针的光谱映射最近被认为是一种可靠的体内外分子成像方法。研究人员的研究表明,经静脉注射的金硅SERS纳米颗粒可以准确地标定GBM的范围,而且与静态拉曼显微镜相比,使用手持设备可以更完整地切除GBM。虽然有争议,但有证据表明GBM切除的范围与患者的总体生存相关。因此,研究人员所描述的技术具有相当大的吸引力。他们的实验数据表明,在拉曼技术图像引导下切除GBM比使用手术显微镜和使用5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)衍生的肿瘤荧光更好。手持式拉曼扫描仪相对于静态拉曼显微镜的优越性可能与手持式装置的可操作性以及克服悬垂脑组织阻碍静态拉曼显微镜观察的能力有关。根据作者的经验,手持式拉曼扫描仪可以提高数据采集的速度,提供实时的手术指导,可以从任何角度对手术床进行询问。与使用5-ALA等基于荧光的图像引导切除相比,独特的金硅SERS纳米拉曼指纹可以产生更长的光信号,因为有机染料分子可以光漂白。事实上,一些手持拉曼扫描仪已经在临床实践中使用,这也有利于快速将这项技术转移到神经外科手术室。

 

磁共振引导聚焦超声破坏大鼠血脑屏障模型。基线的大脑成像后,动物收到14毫克/公斤50 nm PEGgold纳米粒子通过尾静脉后立即0.02毫升/公斤lipid-encased全氟化碳微气泡直径(1 - 5μm)在生理盐水稀释10:1。当微泡进入大脑微血管系统时,FUS的产生导致其扩张和崩溃,从而短暂地、局部地打开血脑屏障。打开血脑屏障后,金纳米颗粒偶联物可以渗透到脑和脑肿瘤(星形细胞瘤),具体发生在FUS束断裂的部位。这是可以做到的,没有副作用,如脑出血或脑损伤。

手持式拉曼扫描仪的未来发展可能包括在设备中增加一个组件,不仅可以检测出SERS纳米颗粒阳性的GBM细胞,而且还可以同时使用超声吸引器或激光来移除这些肿瘤细胞。可以想象,微创策略,如机器人,可以建立在拉曼扫描仪设备自动化的过程中,肿瘤边缘是检查周和系统,以避免人为错误。

最后,James T. Rutka教授需要继续探索优化SERS纳米颗粒的大小、组成和表面涂层,同时减少对网状内皮系统的吸收,以使这些技术发挥最大的作用并进行临床试验。

James T. Rutka教授即将来华参加2019 INC世界神经外科顾问团年会上海召开,全球14位主席级别教授开放现场咨询及国内手术!

2019119日,由INC国际神经外科医生集团主办的世界神经外科顾问团(WANG)第二届年度峰会将在上海外滩源壹号(原英国驻沪总领事馆)盛大开幕。世界神经外科顾问团(WANG14位世界主席级别专家现场咨询会即将开启。为满足国内神经外科疾病患者日益旺盛的国际教授咨询及诊疗需求,INC国际神经外科医生集团开办此次峰会以外,还将组织旗下全部世界大师级神经外科专家为国内患者同期开放现场咨询及国内手术,脑胶质瘤、脑海绵状血管瘤、脑膜瘤、听神经瘤、垂体瘤、脊髓肿瘤、小儿癫痫、脑积水、帕金森、面肌痉挛以及脑动脉瘤、脑动静脉畸形等神经系统疾病患者均可报名参与,寻求这些国际教授提供的第二诊疗意见,获取世界水平的前沿诊疗策略和手术方案。

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