芝麻開門!中研院找到開啟血腦障壁治療腦癌的特殊因子

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腦癌在治療上會遇到血腦障壁(blood brain barrier,BBB)的問題,而中央研究院生物醫學科學研究所謝清河博士的研究團隊,發現用靜脈注射極低劑量的血管生長因子(VEGF),可以打開血腦障壁。謝清河說,血管生長因子對血腦障壁,就像芝麻開門、芝麻關門的密語一樣,可以突破血腦脹壁的防護罩,把治療腦癌或其他腦部疾病的藥物送進大腦。

腦癌為什麼難治療?

謝清河表示,膠質母細胞瘤(glioblastomamultiforme)是一種常見也是最致命的腦癌,在確診之後,患者往往只剩下12~15個月左右的壽命。主要是因為惡性腦瘤生長快速且極具擴散侵犯性,開刀無法拿掉全部的腫瘤,即使合併化療或電療,仍只有不到5%的病人可以活超過5年。而且使用靜脈注射化療藥物的方式,會因為腦部特有的「血腦障壁」阻隔,造成90%以上的藥物物無法進入腦部的腫瘤病灶處產生療效。

意外發現「血管生長因子」(VEGF) 增加血腦脹壁的粒子通透力

謝清河率領的研究團隊,意外發現在心臟注射「血管生長因子」(VEGF),可短暫但明顯地增加奈米粒子通過血腦障壁的程度,因此發想這個發現或許可應用於促進腦部核磁共振顯影與化療藥物輸送。研究團隊指出,即使找到開啟血腦障壁的方法,也得「隨手關門」。因為血腦障壁在維持大腦生理平衡與神經系統保護功能上扮演關鍵角色,若打開防護罩太久,可能引進危險物質進入大腦,傷害人體,必須謹慎拿捏血管生長因子劑量的選擇與後續藥物靜脈的注射時間。

血腦脹壁可運送化療藥物進腦部 動物實驗已經成功

謝清河團隊先利用老鼠實驗,證明靜脈注射極低劑量的血管生長因子(每克體重注射1.5 ng VEGF),可在45分鐘後短暫地打開血腦障壁,增加血液循環中奈米粒子、造影劑、抗體與微脂體化療藥物進入大腦的程度約3.5倍;而血腦障壁會在約2小時內自動關閉,以免產生副作用。然後在蘭嶼迷你豬的大型動物實驗中,也證實血管生長因子,可提高腦部核磁共振顯影與化療藥物輸送至豬腦的劑量各約2.5倍。

在小鼠靜脈注射極低劑量的血管生長因子(VEGF),能夠使奈米化療藥物-微脂體小紅莓(LipoDox)安全且有效地輸送至腦瘤部位,成功找到這把開啟血腦障壁防護罩的鑰匙可以提高化療藥物進入腫瘤的劑量達13.6倍,同時延長老鼠平均壽命至65天。之後,研究團隊發展出血管生長因子多次注射的多段式治療(每3小時芝麻開門一次),不僅沒有產生明顯副作用、不用增加化療藥物用量、腫瘤迅速縮小,甚至可以將老鼠平均壽命延長至80天。

目前研究團隊,正向美國和台灣兩地同時申請人體臨床實驗,希望實驗能夠成功後,進入藥物開發階段,實際幫助腦瘤患者提升存活率。

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文/黃聖筑 圖/何宜庭