本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
有些疾病很難治療，而阿爾茨海默病更是難上加難。經過多年的研究、數十億美元的投入和數百項臨床試驗，目前有五種獲得 FDA 批准的阿爾茨海默病藥物，但沒有一種能夠可持續地治療或逆轉患者不可避免的衰退。這使得阿爾茨海默病研究人員不斷嘗試一種又一種候選藥物，並且幾乎是在渴望好訊息。
找到更有效的藥物仍然是當務之急。嘗試新方法和利用新的技術創新也至關重要。上週，在西弗吉尼亞大學的洛克菲勒神經科學研究所，我們開始測試一種有希望的實驗性療法——一種不涉及藥物和手術的療法。
我們對這種療法寄予厚望，它使用一種稱為磁共振引導聚焦超聲 (MRgFUS) 的技術，有一天將有助於治療阿爾茨海默病。我們還認為，這項技術將有助於抗體和藥物穿透血腦屏障，這種生物屏障限制了潛在的有效療法到達其靶組織。
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全球有 4400 萬人患有阿爾茨海默病，其中包括 550 萬美國人，並且三分之一 65 歲以上的人會患上某種程度的記憶力喪失。這意味著隨著我們人口老齡化，這種疾病變得越來越普遍，威脅著長期護理成本不斷上漲的浪潮，這可能會壓垮家庭並淹沒醫療保健系統。
感謝敬業的阿爾茨海默病研究人員的辛勤工作，我們在理解該疾病的生物學和改進阿爾茨海默病的診斷方面取得了重大進展，但我們在治療這種可怕疾病方面尚未看到相應的進展。迫切需要找到解決方案。幸運的是，生物工程和醫療技術發展正以閃電般的速度發展，為治療曾經棘手的腦部疾病創造了令人興奮的新機會。
在過去的二十年中，我們的團隊和合作者進行了研究，使用腦起搏器等新技術來治療帕金森病、強迫症和創傷性腦損傷。MRgFUS 是我在職業生涯中遇到的最有希望的新進展之一。它已獲得 FDA 批准用於治療震顫，並且正在積極地在患有包括強迫症、抑鬱症、帕金森病、癲癇和腦腫瘤在內的一系列其他神經系統疾病的患者身上進行測試。
開啟血腦屏障是 MRgFUS 最令人鼓舞的應用之一。血腦屏障 (BBB) 允許小分子進入大腦，其自然功能是阻止有害物質進入大腦，同時允許營養物質透過並清除廢物。不幸的是，BBB 的這種保護功能也阻止了構成或涉及藥物、抗體、免疫系統和幹細胞的較大分子的透過。到目前為止，安全且可逆地破解開啟 BBB 的密碼一直是神經科學研究人員最難以捉摸的任務之一。
越來越多的研究表明，MRgFUS 可以成為一種安全、可逆且非侵入性的開啟血腦屏障的方法。這項技術使用 1000 多個超聲探頭將其聲束聚焦在一個點上。超聲波束穿透皮膚、顱骨和大腦，就像在檢查孕婦子宮中成長的嬰兒或評估心臟功能時一樣。透過使用磁共振成像進行引導，同時將患者的頭部固定在超聲頭盔中，我們可以將會聚的超聲波精確地聚焦到大腦的特定部分。調整超聲強度還可以調節其生物效應。
在早期對患有阿爾茨海默病樣病症的小鼠模型的研究中，MRgFUS 清除了澱粉樣斑塊並改善了它們的記憶力。去年夏天，多倫多新寧布魯克健康科學中心的研究人員在自然通訊上報告了一項針對人類的 I 期安全性研究。該試驗側重於大腦的額葉，結果表明 MRgFUS 在六名阿爾茨海默病患者中是安全的，並且可逆地打開了血腦屏障。
我們在 WVU 於 10 月 16 日和 10 月 30 日進行的程式開始了 MRgFUS 第一階段 II 期試驗的初始輪次，該試驗旨在測試該療法的有效性和安全性。我們的患者 Judi，61 歲，曾擔任新生兒重症監護病房的護士和教育工作者，直到早期阿爾茨海默病引起的記憶力喪失迫使她辭去護理工作。她是阿爾茨海默病治療的先驅，她勇敢地自願成為世界上第一個在海馬體接受聚焦超聲治療的患者。她接受了 MRI 掃描，以靶向海馬體，即大腦的記憶中心，阿爾茨海默病斑塊已在那裡積聚。
我們向她的血液中注射了一種微泡溶液，然後將聚焦的超聲波導向她的海馬體。當聚焦的超聲波擊中微泡時，它們會振盪，暫時開啟構成血腦屏障的緊密連線的內皮細胞。在 Judi 的案例中，我們表明她的 BBB 在手術後實際上已經開啟；第二天，她回家了。
儘管很明顯 MRgFUS 可以改善患有阿爾茨海默病樣病症的小鼠的記憶力並減少它們的斑塊，但其發揮作用的確切機制仍然未知。開啟 BBB 可能會啟用大腦的內在免疫系統，或者可能允許抗體或細胞穿過屏障，或者提高從大腦中清除的效率。無論機制如何，我們都希望這項技術將被證明對阿爾茨海默病患者有效，儘管有理由保持謹慎，因為在小鼠身上有效的治療方法並不總是在人身上有效。
對於阿爾茨海默病等尚無有效治療方法或治癒方法的疾病，應用 MRgFUS 等技術創新來探索新的治療選擇非常重要。在現代醫療保健和最新技術交叉領域的工作應該快速而負責任地完成。這是一項複雜的工作，需要由多學科專家團隊完成。為上週在洛克菲勒神經科學研究所進行的手術做準備，動用了 50 多位專家的技能和集體努力，包括工程師、神經放射科醫生、MRI 物理學家、精神科醫生、神經科學家等。將此程式發展成為阿爾茨海默病的標準治療方法還需要更多的研究。將其發展成為其他神經系統疾病的標準治療方法還需要更多。
如果該程式按我們希望的那樣工作，醫生將能夠安全且非侵入性地開啟大腦目標區域的血腦屏障。這可能會迎來各種各樣的新療法，將超聲與靶向遞送藥物、抗體和/或幹細胞相結合，從而顯著擴大我們可用於治療腦部疾病的武器庫。MRgFUS 提供了一個令人興奮的機會，具有巨大的潛力；然而，要充分實現開啟血腦屏障的功效，還需要取得更多進展。