治疗脑癌很复杂，但突破性的新研究可以为抗癌武器库增添另一种工具。

佐治亚理工学院和弗吉尼亚理工学院的研究小组于 5 月在APL 生物工程杂志上发表了一篇论文，探讨了一种未来可用于治疗胶质母细胞瘤(一种致命且快速生长的脑瘤)的新方法。

这项工作得到了美国国立卫生研究院的资助，源自过去对高频不可逆电穿孔(更广为人知的名称是 H-FIRE)的研究。H-FIRE 是一种微创过程，使用非热电脉冲来分解癌细胞。

治疗任何类型的癌症都不容易，但对于脑癌来说，血脑屏障又增加了额外的挑战。血脑屏障保护大脑免受有毒物质的侵害——但这并不总是一件好事。

“大自然设计它是为了防止我们毒害自己，但不幸的是，这种机制也阻止了大约 99% 的小分子药物进入大脑并达到足够的浓度以阐明其治疗效果。对于化疗药物、生物制剂或免疫疗法尤其如此，” 弗吉尼亚-马里兰兽医学院学和神经外科 Dorsey Taylor Mahin 博士和夫人教授John Rossmeisl说。Rossmeisl 是该论文的合著者之一。

通常用于 H-FIRE 的方形波具有双重作用：它破坏肿瘤部位周围的血脑屏障，同时摧毁癌细胞。然而，这是首次使用正弦波破坏血脑屏障的研究。这种新方式称为突发正弦波电穿孔 (B-SWE)。

研究人员使用啮齿动物模型研究了正弦波与更传统的方波的效果。他们发现，B-SWE 对细胞和组织的损伤较小，但对血脑屏障的破坏较大。

在某些临床病例中，消融和血脑屏障破坏都是理想的选择，但在其他情况下，血脑屏障破坏可能比破坏细胞更重要。例如，如果神经外科医生切除了可见的肿瘤块，正弦波形可能被用来破坏该部位周围的血脑屏障，让药物进入大脑并消灭最后的癌细胞。B-SWE 可以对健康脑组织造成最小的损害。

研究表明，传统的方波可以很好地破坏血脑屏障，但这项研究发现 B-SWE 可以更好地破坏血脑屏障。这可以让更多的抗癌药物进入大脑。

“我们以为我们已经解决了这个问题，但这表明，只要有前瞻性思维，就有可能找到更好的解决方案，”同时担任小动物临床科学系副主任的罗斯梅斯尔说道。

在研究过程中，研究人员遇到了一个难题：除了更多的血脑屏障破坏外，他们发现正弦波还会引起更多的神经肌肉收缩。这些肌肉收缩有损害器官的风险。然而，通过调整 B-SWE 的剂量，他们能够减少收缩，同时提供与高剂量相似的血脑屏障破坏水平。

该研究的下一步是使用脑癌动物模型研究 B-SWE 的效果，看看正弦波形与传统 H-FIRE 技术相比如何。

该项目由第一作者 Sabrina Campelo 牵头，她在弗吉尼亚理工学院-维克森林大学生物医学工程与科学学院攻读博士学位。Campelo 现在是佐治亚理工学院和埃默里大学华莱士 H. 库尔特生物医学工程系的博士后研究员。