Jiefang Daily · Shangguan News：中国で初めて—FudanとHuashanが超音波ブレイン・コンピュータ・インターフェースで血液脳関門を三分で開き、神経膠腫への薬剤送達を目指す

超音波は病気の診断に用いるだけでなく、ブレイン・コンピュータ・インターフェースに組み込むことで、さらに多くの可能性を実現できます。

「脳腫瘍の診断と治療を一体化する超音波ブレイン・コンピュータ植込みシステムの技術研究と試作開発」の開始発表会で、Jiefang Daily · Shangguan Newsの記者は、Fudan UniversityとHuashan Hospitalによる臨床試験のデータを知りました。中国で独自に開発された超音波の診断・治療一体型デバイスUltraBrainPadを用いて、チームは膠芽腫の患者さんの血液脳関門を開いて治療薬を送達し、脳内の薬剤濃度を高めました。これは、この技術によって明確な効果が示された中国で初めての臨床応用であり、今後さらに多くの膠芽腫の患者さんが利益を得られる見込みであると報じられています。

膠芽腫は中枢神経系で最も多い原発性悪性腫瘍であり、治療が最も難しいがんの1つとされています。臨床上の課題は、血液脳関門という特殊な構造があるために、ほとんどの薬剤が腫瘍内に入って腫瘍細胞を殺せないことです。そのため、全体的な治療効果は、肺がんや乳がんなど体の他の部位の腫瘍に大きく劣っています。

Huashan Hospitalの院長であるMao Ying教授は次のように説明しました。低周波集束超音波は特殊な超音波治療法です。米国とカナダの科学者が世界で初めてこの技術を用いて膠芽腫の患者さんの血液脳関門を開き、脳内に入る化学療法薬の濃度を大幅に高め、患者さんの生存期間を大きく延長しました。

いわゆる血液脳関門は、ヒトの脳において血液と脳組織の間に形成された選択的な関門です。主な役割は、脳内環境の安定を保ちながら、有害物質の侵入から脳を守ることです。Mao Ying教授は記者に対し、ヒトの脳の血液脳関門は保護的な役割を果たしますが、脳の病気が起こると、血液脳関門が薬剤の脳内移行を妨げる障害になると説明しました。血液脳関門を開いて薬剤をスムーズに移行させ、その直後に血液脳関門を閉じることができれば、多くの脳の病気を治療できます。この新しいアプローチは基礎研究と臨床研究でも示されています。

専門家はさらに、低周波集束超音波は現在、重篤な脳の病気の治療における最先端の基盤技術であると説明しました。血液脳関門の開口、神経の調節、ブレイン・コンピュータ融合など、多くの領域で幅広い応用の見込みがあります。とくに血液脳関門の開口については、血液脳関門を通過できない多くの脳疾患治療薬を「無効」から「有効」へと変える、いわば「廃物を宝に変える」応用になると期待されています。

今回、Fudan UniversityとHuashan Hospitalの研究チームは、事前のin vitro実験と動物実験を通じて、超音波による血液脳関門の開口に最適な技術パラメータを設定し、わずか3分で血液脳関門を素早く開くことができました。血液脳関門を開かない脳組織と比べ、薬剤濃度は平均で8倍高まり、治療後6時間で血液脳関門を閉じることができます。有効性と安全性は、関連する海外の報告よりも良好です。

Huashan Hospital脳神経外科のShi Zhifeng教授は、低周波集束超音波技術を用いて血液脳関門を開く方法には、現在2つの技術的な道筋があると述べました。第一は、位相を整合させたアレイ型超音波プローブを脳内に埋め込む方法です。この技術は制御性が低く、感染のリスクがあります。第二は、磁気共鳴画像の誘導下で体外から集束超音波を照射する方法です。これは非侵襲的な技術ですが、精度が不十分で、費用が高く、操作が煩雑という問題があります。第三は、超音波による半侵襲的な技術に全面的に基づく「中国のソリューション」です。小型の手持ち式超音波プローブで患者さんの脳内の状態を観察します。超音波画像はUltraBrainPadの画面にリアルタイムで表示されます。医師は画面上で複数の治療標的に触れ、超音波を作動させてすべての標的領域の血液脳関門を同時に開くことができます。操作が容易で、費用を抑えられ、精度も高い方法です。AI画像認識技術により、血液脳関門の開口の程度を目視で確認でき、安全で信頼性があります。この操作であれば、基層の病院でも関連する治療プロセスを完了できます。

報じられるところでは、次にHuashan Hospital脳神経外科のMao Ying院長とShi Zhifeng教授は、再発膠芽腫の患者さんを対象とする「ROAR-BBBO」の臨床研究も開始します。ROARは中国語で「吼える」と訳されます。中国の伝統武術「獅子吼功」に由来し、超音波で血液脳関門を開いて化学療法薬の脳内移行を助け、脳腫瘍を最大限に破壊します。

この技術の実施は、プロジェクトチームが踏み出した第一歩です。プロジェクトリーダーのFudan UniversityのYu Jinhua教授は次のように述べました。「今後のプロジェクトでは、超音波ブレイン・コンピュータ・インターフェースという新しい領域の創出に力を注ぎます。これは脳腫瘍の薬物治療だけでなく、神経の調節やブレイン・コンピュータ融合などの面でも科学研究の成果の応用と実用化を実現し、アルツハイマー病、頭痛、不眠症などの脳の病気の患者さんに良い知らせをもたらすものです。」