摘要：莱斯大学研究团队成功开发出一种革命性的癫痫治疗方法，通过结合超声波技术和基因疗法，实现了对大脑特定区域癫痫发作的精准控制，无需开颅手术或永久性植入设备。这一突破性进展为癫痫及其他神经系统疾病的治疗开辟了全新路径。

莱斯大学研究团队成功开发出一种革命性的癫痫治疗方法，通过结合超声波技术和基因疗法，实现了对大脑特定区域癫痫发作的精准控制，无需开颅手术或永久性植入设备。这一突破性进展为癫痫及其他神经系统疾病的治疗开辟了全新路径。

精准打击：声波开启大脑之门

传统癫痫治疗面临着一个根本性挑战：如何在不损伤健康脑组织的前提下，精确干预导致癫痫发作的异常神经元活动。血脑屏障作为大脑的天然保护机制，虽然能阻止有害物质进入大脑，但同时也成为药物治疗的最大障碍。

莱斯大学生物工程助理教授Jerzy Szablowski带领的研究团队开发的声学靶向化学遗传学技术，巧妙地解决了这一难题。该技术首先向患者血液中注入直径仅为微米级的气泡载体，这些载体本身对人体无害，会在短时间内自然降解。

当低强度聚焦超声波精确照射到海马体等癫痫高发区域时，声波能量使血液中的微气泡产生轻微振动，进而对血管壁施加温和而持续的机械压力。这种压力能够在血脑屏障上创造出纳米级的临时通道，为基因治疗载体进入大脑组织提供了"绿色通道"。整个过程持续时间极短，血脑屏障会在数小时内完全恢复正常状态。

医护人员检查脑部CT扫描（具象） 路易斯·阿尔瓦雷斯/盖蒂图片社

研究结果显示，这种方法能够实现毫米级的精准定位，仅对海马体等特定区域产生作用，而对周围健康脑组织没有任何影响。相比传统的全身给药方式，这种靶向递送技术将药物浓度提高了数十倍，同时大幅降低了全身副作用的风险。

分子开关：重新编程神经元行为

成功穿越血脑屏障后，基因治疗载体开始发挥关键作用。这些载体携带着特殊设计的遗传指令，能够指导目标神经元产生一种名为抑制性化学遗传学受体的特殊蛋白质。这种受体就像是安装在神经元上的"分子调光开关"，能够响应特定的口服药物。

当患者服用相应药物后，这些人工受体被激活，导致神经元活动显著降低，从而有效抑制癫痫发作的产生和传播。这种控制机制具有高度的选择性和可调节性，医生可以根据患者病情的变化，通过调整药物剂量来精确控制治疗效果。

更重要的是，这种基因改造是可逆的。如果患者不再需要治疗，或者出现不良反应，医生可以停止给药，改造后的神经元会逐渐恢复到原始状态。这种"软性干预"方式大大提高了治疗的安全性和灵活性。

（左）靶向基因递送至腹侧海马体。（右）两个海马的高分辨率表达。学分 – 莱斯大学

研究团队的动物实验数据表明，经过声学靶向化学遗传学处理的海马体区域，癫痫样放电活动减少了80%以上，而大脑其他区域的正常功能完全未受影响。这种精准性是传统抗癫痫药物无法达到的。

临床转化：从实验室到病床

声学靶向化学遗传学技术的最大优势在于其组成技术已经具备相当成熟的临床应用基础。聚焦超声技术已在多种疾病治疗中得到广泛应用，包括肿瘤消融、血栓溶解等，其安全性和有效性已得到充分验证。基因治疗载体的临床应用也日趋成熟，目前已有多款基因治疗产品获得监管部门批准上市。

这种技术组合为癫痫治疗带来了前所未有的精准性。传统抗癫痫药物需要通过全身循环发挥作用，往往需要较高剂量才能在大脑中达到有效浓度，但同时也会对全身各系统产生副作用。而声学靶向化学遗传学技术可以将治疗效果完全局限在病变区域，大大减少了系统性副作用。

从治疗流程来看，患者首先接受一次门诊超声治疗，整个过程类似于常规的超声检查，无需麻醉或住院。治疗后48-72小时内，基因载体会在目标区域充分表达，此时患者开始服用口服药物。整个治疗周期可能持续数月至数年，期间患者只需定期服药和接受常规随访。

技术展望：构建神经调控新生态

Szablowski团队的研究不仅限于癫痫治疗，他们正在构建一个更加宏大的神经调控技术平台。该团队还开发了另一项名为"通过超声波恢复标记物"的技术，能够将特定大脑区域产生的蛋白质释放到血液中，实现对大脑功能的实时监测。

这两项技术的结合应用，为精准神经医学开辟了新的可能性。医生不仅能够精确干预大脑异常活动，还能够实时监测治疗效果，根据客观的生物标记物数据调整治疗方案。这种"治疗+监测"的闭环系统，将大大提高神经系统疾病治疗的精准度和有效性。

目前，该技术的应用前景已经扩展到多种神经系统疾病，包括帕金森病、阿尔茨海默病、抑郁症等。不同疾病可能需要激活或抑制不同的神经回路，而声学靶向化学遗传学技术的模块化设计，使其能够适应各种治疗需求。

研究团队预计，首个临床试验可能在未来3-5年内启动，主要针对药物难治性癫痫患者。如果临床试验成功，这项技术有望在10年内实现大规模临床应用，为全球约5000万癫痫患者带来新的治疗希望。

随着精准医学理念的深入发展，声波引导的基因治疗技术代表了神经科学领域的一个重要发展方向。它不仅为癫痫治疗提供了新的选择，更重要的是为整个神经系统疾病治疗领域树立了新的标杆，展示了多学科交叉融合在解决复杂医学问题中的巨大潜力。

来源：人工智能学家