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保护大脑的屏障使得治疗这个重要器官变得更加困难

人脑被人手触摸的插图
为了保护大脑,身体已经形成了一系列的防御系统来保护大脑免受内部和外部威胁的伤害。

T大脑是身体的交警、电脑处理器、电源和情感仲裁者,所有这些都集中在一个神奇的器官里。借用一首著名的歌曲,我们的每一次呼吸,我们的每一个动作都是大脑的功能。为了保护这个重要的器官,人体已经形成了一系列的防御机制来保护大脑免受来自内部和外部威胁的伤害。在外面,大脑被一层6到7毫米的骨头保护着,这层骨头通常被称为颅骨,而几层被称为脑膜的液体从内部保护着大脑。大脑还受到一堵叫做血脑屏障的物理和生化墙的保护,它可以阻止毒素到达脑细胞。这些防御,尤其是血脑屏障,也使得治疗包括癌症在内的脑部疾病更加困难。但科学家们正在努力寻找穿透、绕过或打开这一屏障的方法,以便对脑部疾病进行更有效的治疗。

在对已知或疑似的大脑或脊髓癌症进行全身治疗时,血脑屏障已被认为是一个主要问题。”- Maurie Markman,医学博士,美国癌症治疗中心医学与科学总裁®(CTCA)

血脑屏障主要由内皮细胞组成,它们分布在全身的腺体、器官和血管上。在大多数情况下,内皮细胞的细胞膜上有间隙,允许药物等必需物质流入和流出血液。然而,在大脑中,这些缝隙被蛋白质封住,限制了可以通过的物质。屏障还包含星形胶质细胞,星形细胞充当屏障的守门人,决定什么可以进入,什么不能进入。允许的:像氧气和葡萄糖这样的必需品,让大脑正常运转。阻挡在屏障上的是:可能伤害大脑或引起感染的毒素和细菌。

血脑屏障有什么作用?

但这一屏障也将许多有助于大脑的物质拒之门外,包括治疗脑癌的药物。例如,化疗药物,旨在杀死快速生长的细胞,如癌细胞,也可能杀死身体其他地方快速生长的细胞。血脑屏障的细胞可能认为这些药物毒性太大,无法进入大脑,从而阻止它们到达癌症。屏障中的细胞也有大量的ap -糖蛋白(P-gp),它有助于将毒素排出细胞。

因此,即使化疗药物穿透了脑细胞,P-gp也能迅速将其清除。“无论你全身使用什么药物,都有一个血脑屏障,”Shayma Master Kazmi说,他是我们费城医院的血液肿瘤学家和医学肿瘤学家。“所以很多化疗药物或免疫治疗药物不能接近100%渗透到中枢神经系统。如果药物没有到达它需要到达的地方,这就是第一个问题。”

穿透血脑屏障

研究人员和科学家一直在寻找更直接的方法来穿透屏障并到达大脑,包括:

直接注入:医生将病毒直接注射到脑肿瘤中,以帮助刺激免疫反应。这种疗法被称为溶瘤病毒疗法,其特点是CBS 60分钟报告详细说明杜克大学临床试验这是一种治疗恶性胶质瘤的方法,恶性胶质瘤是脑癌中最严重的一种。2017年,美国食品和药物管理局(FDA)称这种治疗方法是一种“突破性的治疗,从而加快了基于该疗法开发新疗法的进程。尽管如此,FDA还没有批准这种疗法,人们对这种疗法潜在的缺点和局限性提出了担忧。例如,它不能到达一些肿瘤,它经常导致一些严重的副作用.马克曼博士说:“目前还不确定在没有血液输送的情况下,这些疗法在整个肿瘤中的分布情况如何。”“而且直接穿透某些肿瘤肿块的能力是非常值得怀疑的。”

无线电波:瑞士的研究人员声称已经延长了一些胶质母细胞瘤患者的寿命电磁波治疗与化疗相结合。电磁波被认为可以破坏癌细胞,阻止癌细胞生长。患者被要求每天至少18个小时戴一顶布满电极的帽子。“这不是世界上最简单的事情,”卡兹米博士说。“这很难说服别人。”

临床试验正在寻找穿透血脑屏障的方法,不仅可以治疗癌症,还可以治疗其他大脑疾病,如阿尔茨海默氏症和多发性硬化症,以及创伤性脑损伤。研究人员继续发现的是,这道屏障就像大脑一样,很复杂,不容易被穿透。卡兹米博士说:“这是大脑创造的一种保护屏障,因为人体很聪明。”“身体最重要的部分是大脑。大脑总是会保护自己,这样大多数有害化学物质就不会渗透进去。”