阻断94%病灶生长！超声波联合微泡为脑海绵状血管瘤带来新希望

对于许多被诊断出患有脑海绵状血管瘤（CCM）的患者来说，生活往往变成了一场充满焦虑的等待游戏。这种疾病虽然名字里带着“瘤”，但它其实并不是癌症，而是一团像桑葚或爆米花一样畸形扩张的脑血管团。它们脆弱、易出血，一旦“引爆”，可能引发癫痫、中风，甚至导致严重的神经功能缺损。

然而，目前的治疗手段却让患者陷入了“进退两难”的困境：

开颅手术：这是目前唯一的根治手段，但风险极高。特别是当病灶位于脑干等“功能禁区”时，手术稍有不慎就会造成不可逆的损伤。
保守观察：对于暂时没有出血或位于深部脑区的病灶，医生通常建议“观察”。但这仅仅是无奈之举，患者必须时刻生活在“它会不会明天就破裂”的恐惧阴影中。

如果不动刀、不打孔，仅仅通过体外照射超声波就能治好这种病，听起来是不是像科幻小说？

近期，发表在顶刊《Nature Biomedical Engineering》上的一项重磅研究，为打破这一困局带来了曙光。来自弗吉尼亚大学的研究团队发现，利用低强度聚焦超声（FUS）联合微泡（MB）技术，不仅能安全地打开脑血管屏障，更令人惊喜的是，它在不使用任何药物的情况下，就能直接阻断94%的病灶生长，甚至能预防新病灶的形成。

1. 意外的发现：本身就是“良药”

聚焦超声（FUS）联合微泡技术，在神经科学领域其实并不是新鲜事。通常情况下，科学家们利用这项技术来“通过”血脑屏障——通过向血液中注射微小的气体泡（微泡），再用超声波照射特定脑区，让微泡在血管内产生振动，从而暂时性地撑开血管壁的间隙，帮助化疗药物进入大脑。

但在这次针对脑海绵状血管瘤的研究中，科学家们有了一个颠覆性的发现：也许我们根本不需要药物，超声波和微泡产生的机械力本身，就是治疗疾病的“良药”。

为了验证这一设想，研究人员使用了基因编辑的小鼠模型，这些小鼠携带了与人类家族性脑海绵状血管瘤相同的基因突变（Krit1缺失），它们的大脑中会自发形成多个血管畸形病灶。

如图[1]所示，研究人员通过磁共振成像（MRI）引导，精准锁定了小鼠脑内的病灶。

图[1] | FUS-MB治疗打开了CCM微环境内的血脑屏障。图中可以看到，通过MRI的高精度定位（b行），研究人员可以对特定的病灶（圆圈所示）进行超声波打击。治疗后（c行），造影剂明显进入了病灶周围，意味着血脑屏障被成功打开，且这种打开程度与超声波的强度（压力）呈正相关。

从图[1]中我们可以直观地看到，这项技术能够精准地作用于病变区域。当微泡在超声波的作用下在血管内膨胀和收缩时，它们会对血管壁产生推拉作用。对于本身就结构紊乱的畸形血管来说，这种物理作用似乎触发了某种“修复”机制。

2. 安全性大考：它会引爆“炸弹”吗？

在对脑血管病灶进行物理干预时，最大的担忧莫过于：会不会“用力过猛”，反而导致血管破裂出血？ 毕竟，脑海绵状血管瘤本身就是一团这就容易出血的血管。

为了解答这个关乎生死的安全问题，研究团队进行了严苛的测试。他们使用不同强度的超声波对小鼠进行治疗，并在治疗后24小时通过高敏感度的MRI扫描来观察是否有新的出血或病灶体积增大。

结果令人非常安心。如图[2]所示，治疗并没有“激怒”这些病灶。

图[2] | FUS-MB治疗后的急性安全性评估。图b和图d分别展示了治疗前后病灶体积的变化（基于T2加权像和磁敏感加权像SWI）。数据表明，无论是体积大小还是出血情况（SWI图像上的黑影代表含铁血黄素，即出血痕迹），在治疗前后都没有显著差异（NS表示无统计学差异）。

从图[2]中可以清晰地看到，经过超声波“轰炸”后，这些脆弱的血管团并没有发生破裂或急性扩张。即便是使用较高强度的声波，病灶依然保持稳定。这一结果为后续的疗效研究奠定了坚实的安全基础，证明了这项“隔山打牛”的各种操作在物理上是可行的，不会给本来就脆弱的大脑雪上加霜。

3. 惊人的疗效：按下病灶生长的“暂停键”

确认了安全性后，研究团队开始了一项为期一个月的长期疗效观察。他们选择在小鼠2到3个月大时进行治疗，因为在这个阶段，小鼠脑内的血管瘤通常会像青春期的孩子一样“疯长”。

实验结果的对比之强烈，连研究人员都感到惊讶。

在没有接受治疗的对照组中，病灶的体积在短短一个月内平均膨胀了约7倍。这种失控的生长正是该疾病最可怕的地方。

然而，接受了超声波联合微泡（FUS-MB）治疗的病灶，仿佛被按下了“暂停键”。如图[3]所示，治疗组与未治疗组形成了鲜明的对比。

图[3] | FUS-MB治疗阻断了CCM的生长。从图中可以清楚地看到，黑色圆圈标记的是未治疗的病灶，它们在第1天（D1）到第30天（D30）之间明显变大；而彩色圆圈标记的是接受了治疗的病灶，无论是在第7天还是第30天，它们的体积几乎保持不变。统计数据显示，在所有治疗方案中，高达94%的受治病灶停止了生长。

从图[3]中我们可以直观地感受到这种“冻结”效果。无论是单次治疗还是多次重复治疗，只要超声波精准打击到位，那些原本张牙舞爪准备扩张的畸形血管团就“老实”了。这种无需开颅、无需药物就能实现的病灶控制效果，在目前的临床治疗中是前所未有的。

3.1 意外之喜：还能预防“新炸弹”

对于家族性脑海绵状血管瘤患者来说，除了担心已有的病灶变大，最大的阴影莫过于“不知道什么时候又会长出新的来”。

在这项研究中，科学家们不仅控制了旧病灶，还发现了一个意想不到的“副作用”：预防新病灶的形成。

研究人员统计了治疗区域内新长出的病灶数量，发现接受了多次固定强度超声治疗的小鼠，其治疗区域内新病灶的形成率显著下降。如图[4]所示，这种预防效果是肉眼可见的。

图[4] | FUS-MB治疗可以预防新病灶的形成。对比b图（单次治疗）和d图（多次重复治疗），我们可以看到，在接受了多次固定强度的超声治疗后（d图），治疗侧脑区（彩色点）的新病灶数量显著少于未治疗的对侧脑区（黑色点）。数据显示，新发病灶减少了81%。

图[4]的结果极具临床意义。这意味着，对于那些携带致病基因、注定会不断长出新血管瘤的患者，定期的超声波治疗不仅能“守住”现有的防线，还能主动出击，将未来的隐患扼杀在摇篮里。

4. 探寻幕后机制：被“震”回正轨的血管细胞

为什么简单的物理振动能产生如此神奇的疗效？为了揭开这个黑匣子，研究人员将目光投向了微观世界，观察了血管瘤内部细胞在治疗前后的变化。

在脑海绵状血管瘤中，致病的关键在于内皮细胞——也就是血管内壁的那层“衬里”细胞。由于基因突变，这些本该排列整齐、形状扁平的细胞变得“甚至有些疯狂”：它们体积肥大、形状圆胖且排列混乱，导致血管壁结构松散，极易出血。

然而，在显微镜下，研究人员看到了令人惊叹的一幕：经过超声波治疗30天后，这些“病态”的内皮细胞似乎被“震”醒了。

如图[5]所示，治疗让这些细胞“改邪归正”。

图[5] | FUS-MB治疗恢复了突变血管内皮的形态并重塑了免疫微环境。对比a图中上排（未治疗）和下排（治疗后）的图像，黄色标记的是突变的内皮细胞。未治疗时，它们肿胀、杂乱；而治疗30天后，它们变得细长、平滑，形态上更接近正常的血管内皮细胞。此外，c图显示治疗初期（1天和7天）病灶周围的免疫细胞（绿色标记）发生了动态变化。

从图[5]中我们可以解读出，物理性的声波振动似乎向细胞传递了某种信号，促使它们从病理状态向正常状态转化。这种形态上的“整形”修复，很可能就是血管壁重新变得稳固、病灶停止生长的根本原因。此外，研究还发现治疗改变了病灶周围的免疫环境，虽然具体的分子机制还有待进一步破解，但这无疑为我们理解物理治疗如何调控生物学过程提供了绝佳的窗口。

5. 从实验室到临床：未来已来？

这项研究最令人振奋之处，不仅在于它在小鼠身上展现出的完美疗效，更在于它极高的临床转化潜力。

相比于目前让患者闻之色变的开颅手术，以及可能带来辐射损伤的伽玛刀治疗，聚焦超声联合微泡疗法（FUS-MB）展现出了巨大的优势：

无创：不需要切开头皮，不需要在头骨上钻孔，甚至不需要麻醉，患者可能只需像做一次MRI检查一样躺在机器里就能完成治疗。
无辐射：完全利用机械能，避免了放射性坏死或诱发新肿瘤的风险，尤其适合儿童和需要重复治疗的患者。
可及性：目前的临床聚焦超声设备（如NaviFUS系统）已经在尝试用于治疗阿尔茨海默病等神经疾病，理论上完全具备治疗脑海绵状血管瘤的能力。

研究团队甚至已经利用真实患者的数据进行了模拟治疗计划，证明现有的临床设备完全可以覆盖那些位于脑干等深部脑区的“难治性”病灶。

当然，从实验室的小鼠到医院的病床，还有一段路要走。未来还需要进一步验证其在人体中的长期安全性和最佳治疗参数。但毫无疑问，这项研究为全球数以百万计的脑海绵状血管瘤患者点亮了一盏明灯。也许在不久的将来，治疗这种脑内“定时炸弹”将不再需要惊心动魄的手术，而变成一场在超声波轻抚下的“静谧修复”。

这项“隔山打牛”的黑科技，能否彻底改变神经外科的治疗格局？我们拭目以待。

论文信息

标题：Focused ultrasound-microbubble treatment arrests the growth and formation of cerebral cavernous malformations.
论文链接：https://doi.org/10.1038/s41551-025-01390-z
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发表时间：2025-9
期刊/会议：Nature biomedical engineering
作者：Delaney G Fisher, Tanya Cruz, Matthew R Hoch, ..., Richard J Price

本文由超能文献“资讯AI智能体”基于4000万篇Pubmed文献自主选题与撰写，并经AI核查及编辑团队二次人工审校。内容仅供学术交流参考，不代表任何医学建议。