对脑肿瘤进行活检是一个复杂且侵入性的外科手术过程，但是圣路易斯华盛顿大学的一组研究人员正在开发一种方法，使他们能够通过简单的血液测试来检测肿瘤生物标志物。

生物医学工程师Hong Chen和神经外科医师Eric C. Leuthardt医学博士领导了一个由工程师，医师和研究人员组成的团队，他们开发了突破性的概念验证技术，该技术可以使脑肿瘤中的生物标记物通过使用非侵入性聚焦超声和一些微小的气泡，可以在患者血液中形成坚硬的血脑屏障，从而可能无需进行手术活检。

工程与应用科学学院生物医学工程助理教授和医学院放射肿瘤学副教授陈说，虽然研究人员已经学会了如何通过血脑屏障将药物通过血液进入大脑，但是直到现在，一个人已经找到了一种从大脑释放到血液中释放肿瘤特异性生物标志物(在这种情况下，是信使RNA(mRNA))的方法。

超声技术专家Chen说：“我看到了这项技术的临床翻译的明确途径。”基于血的液体活检已用于其他癌症，但未在脑部使用。我们提出的技术可能使对脑癌患者进行血液检查成为可能。”

验血将揭示血液中的mRNA含量，从而为医生提供有关肿瘤的特定信息，有助于诊断和治疗选择。

该研究的结果融合了影像学，力学生物学，基因组学，免疫学，生物信息学，肿瘤学，放射学和神经外科技术，于2018年4月26日发表在《科学报告》上。

陈洛伊特哈特(Leuthardt)，医学院神经外科教授;工程与应用科学学院和医学院的研究人员使用两种不同类型的致命胶质母细胞瘤脑肿瘤在小鼠模型中测试了他们的理论。他们使用聚焦超声波靶向肿瘤，该技术利用超声波能量靶向体内深处的组织，而没有切口或放射线。类似于可以将太阳光聚焦到一个小点的放大镜，聚焦超声将超声能量聚集到大脑深处的一个小点。

一旦确定了目标(在本例中为脑肿瘤)，研究人员便注射了微泡，这些微泡像红细胞一样通过血液传播。当微泡到达目标时，它们会突然弹出，导致血脑屏障细微破裂，从而使脑肿瘤中的生物标记物穿过屏障并释放到血液中。血液样本可以确定肿瘤中的生物标志物。

该技术可能导致个性化医学。

洛伊特哈特说：“在许多方面，这一直是脑肿瘤治疗的圣杯。”“具有不断监控肿瘤分子事件变化的能力，我们不仅可以更好地诊断大脑中的肿瘤，还可以追踪其对不同类型治疗的反应。”

Chen说：“一旦血脑屏障打开，医生就可以将药物运送到脑瘤。”医师还可以收集血液并检测患者体内生物标志物的表达水平。它使他们能够通过抽血对脑肿瘤进行分子表征，并指导个别患者的治疗选择。”

此外，神经外科助理教授，癌症免疫生物学的共同作者兼负责人加文•邓恩(Gavin Dunn)医师计划将该技术与免疫疗法配合使用，可以提供针对大脑中特定生物标记物的精确治疗。

Chen说：“这种无创的聚焦超声液体活检技术可用于长期监测脑癌治疗反应，而重复进行手术活检可能不可行。”“与此同时，肿瘤内的变异对癌症生物标志物研究提出了重大挑战。聚焦超声可以精确地靶向肿瘤的不同位置，从而使生物标志物以空间定位的方式释放出来，使我们能够更好地了解肿瘤的空间变化并开发更好的治疗方法。”