超聲波療法成醫(yī)學(xué)領(lǐng)域“多面手”

用超聲波治療帕金森癥的試驗。圖片來源：加拿大日溪健康科學(xué)中心

超聲波掃描檢查是人們最熟悉的一種妊娠期使用的非侵入性成像技術(shù)。據(jù)英國《新科學(xué)家》雜志網(wǎng)站報道，科學(xué)家們正在開展多項臨床試驗，將超聲波作為治療各種疾病的強(qiáng)大新工具，從摧毀癌癥腫瘤到消除身體脂肪，從緩解背痛到對抗抑郁等。

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多才多藝

20世紀(jì)40年代和50年代，美國伊利諾伊大學(xué)的威廉·弗萊和弗蘭西斯·弗萊就發(fā)現(xiàn)超聲波也可作為手術(shù)工具。兄弟倆開發(fā)了一種設(shè)備，可將超聲波從多個方向聚焦到組織內(nèi)某個點上，由此產(chǎn)生的局部熱量破壞了目標(biāo)部位的細(xì)胞，同時使周圍組織免受傷害。

20世紀(jì)60年代初，弗萊兄弟等人開始使用高強(qiáng)度聚焦超聲(HIFU)來靶向并破壞人腦中不健康的組織，以治療帕金森病相關(guān)癥狀，并取得了一些成功。20世紀(jì)后期，研究人員開始探索HIFU能否摧毀動物和人的腫瘤，并開始在眼科手術(shù)中使用它。

如今，除了用于治療前列腺癌等各種癌癥，還有證據(jù)表明HIFU可用于治療背痛以及肥胖癥。

治療抑郁

HIFU是非侵入性的，可精確地?fù)糁心繕?biāo)，這種精確性使它能在大腦研究中“大顯身手”。例如，靶向大腦邊緣系統(tǒng)(在處理情緒中發(fā)揮作用)的HIFU可幫助治療強(qiáng)迫癥。

20世紀(jì)50年代末，弗萊兄弟發(fā)現(xiàn)，調(diào)低超聲波強(qiáng)度時，可在不破壞細(xì)胞的情況下改變細(xì)胞的行為方式。如將低強(qiáng)度聚焦超聲(LIFU)應(yīng)用于貓的大腦中與視覺有關(guān)的區(qū)域，會暫時降低其對光的反應(yīng)能力。2010年，美國亞利桑那州立大學(xué)威廉姆·泰勒團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)LIFU可在不植入電極的情況下精準(zhǔn)刺激大腦區(qū)域的神經(jīng)元。

研究人員還利用LIFU調(diào)整腦細(xì)胞的行為，開展了治療抑郁、焦慮、癲癇等一系列疾病的臨床試驗。

對抗腦癌

超聲波不僅可用來操縱細(xì)胞，還可用來打開血腦屏障。

血腦屏障會防止血液中的病原體進(jìn)入神經(jīng)組織，也會將約98%的藥物擋在大腦之外，因此影響了癌癥和阿爾茨海默病的治療。

為此，研究人員將0.5到1微米寬的充滿空氣(或其他氣體)的氣泡注入血液，在氣泡通過大腦血管時使用LIFU使其破裂，產(chǎn)生的沖擊波會暫時破壞血腦屏障，使藥物等進(jìn)入腦組織。

2015年，加拿大多倫多桑尼·布魯克研究所尼爾·利普斯曼團(tuán)隊首次使用該技術(shù)打開了人體血腦屏障;美國亞利桑那州立大學(xué)杰夫瑞·科道爾團(tuán)隊正致力于使用LIFU和微氣泡將基因療法引入大腦，以治療帕金森病。科學(xué)家表示，一旦讓基因療法穿過血腦屏障，就有可能一勞永逸地治療很多神經(jīng)退行性疾病。

逆轉(zhuǎn)衰老

科學(xué)家們認(rèn)為，LIFU可恢復(fù)腦細(xì)胞的活力，并逆轉(zhuǎn)身體其他部位的衰老跡象。高茲團(tuán)隊借助LIFU打開小鼠的血腦屏障，發(fā)現(xiàn)了預(yù)期的效果，他們正在考慮在老年人身上試用這項技術(shù)。

美國得克薩斯大學(xué)醫(yī)學(xué)分院米歇爾·希茨團(tuán)隊也作出了同樣有趣的發(fā)現(xiàn)：將衰老老鼠暴露在低頻超聲波下，其會表現(xiàn)得更像年輕老鼠，一只駝背、行動不便的老鼠甚至開始正?；顒印?/p>

希茨指出，超聲波似乎正在逆轉(zhuǎn)這些動物的衰老，能否在人類身上起同樣作用還有待觀察。他計劃開展一項涉及骨關(guān)節(jié)炎或糖尿病患者的試驗，這兩種疾病都可能與衰老的細(xì)胞有關(guān)。

仍待觀察

即便如此，研究人員仍然對LIFU以及更普遍的低頻超聲究竟如何產(chǎn)生如此顯著的結(jié)果感到困惑。

希茨認(rèn)為機(jī)械力很重要。當(dāng)?shù)蛷?qiáng)度超聲波“沖刷”細(xì)胞時，會在組織內(nèi)引起微小的壓力變化，這會影響腦細(xì)胞上的一些受體通道，改變細(xì)胞的行為和相互交流方式。其他人則認(rèn)為，衰老的一個主要因素是自噬被阻斷，超聲波似乎以某種方式激活了衰老細(xì)胞的自噬途徑，使細(xì)胞能清除碎片，恢復(fù)正常行為。

研究人員指出，超聲波的治療效果能持續(xù)多久也是一個問題。目前的許多研究表明，這種影響會持續(xù)一到兩個小時，但要想應(yīng)用于臨床，需要更持久的效果。

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