《Brain Stimulation》:Transcranial Ultrasound Neuromodulation: A Registry-Based Analysis of Global Clinical Trials
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为了解新兴非侵入性脑刺激技术的应用现状,研究人员对全球9大临床注册库截至2025年9月的经颅超声刺激(TUS)试验进行了系统性分析。研究共纳入177项独特的临床试验,揭示了该领域在近年来(尤其是近5年注册150项)呈爆发式增长,美国和中国是研究主力。结果表明,精神疾病是TUS最主要的适应症(32%),超过一半指定靶点的试验(51%)瞄准皮层下区域,但研究设计、靶点和设备平台异质性较高,参数报告透明度有待加强,仅37%的已完成试验有同行评审发表。该研究首次全景式勾勒了TUS临床研究版图,为这一快速发展的领域指明了规范化与聚焦未来的方向。
人类对大脑的探索与控制从未停止,从古老的开颅手术到现代的脑深部电刺激(DBS),每一步都伴随着对更高精度、更低创伤的追求。DBS虽然有效,但需要在大脑中植入电极,是侵入性手术,伴随感染、出血等风险。而经颅磁刺激(TMS)、经颅直流电刺激(tDCS)等非侵入性技术,则难以精确触及大脑深部结构。在此背景下,经颅超声刺激(TUS)——一种利用低强度聚焦超声波,可以无创、精准地调节皮层和皮层下脑区活动的技术,近年来崭露头角,被视为连接有创和无创神经调控技术的桥梁。然而,在技术快速发展的同时,一个根本性问题浮出水面:全球范围内,科学家和医生们究竟在如何使用TUS?这项技术的研究版图是怎样的?聚焦于哪些疾病、瞄准大脑的哪些区域、使用了哪些设备、研究质量又如何?为了回答这些问题,一支由Aaron Loh等人领导的国际研究团队,首次对全球TUS人体临床试验的注册情况进行了系统性分析,相关研究成果发表在《Brain Stimulation》期刊上。
为描绘TUS临床研究的全球图景,研究人员采用了系统性的注册库检索与数据分析方法。核心方法包括:1. 系统性检索:检索了包括ClinicalTrials.gov、WHO ICTRP、EUCTR、中国临床试验注册中心(ChiCTR)在内的9个主要国际临床试验注册库,时间截至2025年9月30日。2. 纳入与排除标准:纳入所有使用低强度超声进行脑神经调控的人体干预性研究,排除了用于消融、血脑屏障开放、诊断或非脑部应用的研究。样本队列来源于这些注册库中公开的试验条目。3. 数据提取与分类:从每个符合条件的试验条目中提取并分类了包括起始日期、适应症、靶点脑区、设备信息、研究设计、计划入组人数、资金来源、国家以及是否有已发表论文链接在内的多维度数据。4. 分析与验证:分析以描述性为主,由两位研究者独立进行数据提取与 eligibility判断,分歧由第三位研究者裁决,确保了数据的可靠性。
全球TUS试验概览
通过检索与筛选,研究最终纳入了177项独特的TUS临床试验。结果显示,该领域呈现指数级增长:2014-2019年间仅注册了27项试验,而最近5年(截至2025年9月)注册了150项,占总数的85%。这表明TUS正从一个新兴概念迅速进入密集的临床探索阶段。
临床试验的地理与疾病分布
研究活动高度集中在少数国家。美国以96项试验(占52%)领先,其次是中国(33项,18%),两国贡献了超过三分之二的研究。其他国家如韩国、加拿大、澳大利亚等占比较小。在疾病适应症方面,精神疾病是绝对主流,占所有试验的32%,其中抑郁症相关试验最多(22项)。其次是健康受试者研究(16%),以及疼痛(11%)、认知障碍(如轻度认知障碍和阿尔茨海默病,共11%)和运动障碍(如帕金森病,共9%)等研究。值得注意的是,与DBS在运动障碍中的主导地位相比,TUS在该领域的研究相对较少。
靶向大脑区域
在109项报告了刺激靶点的试验中,超过一半(51%)针对皮层下区域,40%针对皮层表面区域。这凸显了TUS能够无创触及深部脑区的独特优势。具体到脑区,丘脑是最常被瞄准的目标(占报告靶点试验的24%),其次是内侧颞叶(20%)、背外侧前额叶皮层(DLPFC,15%)、初级运动皮层(PMC,14%)以及伏隔核/腹侧囊-腹侧纹状体(NAc/VCVS, 10%)。这些靶点与情绪、认知、成瘾和运动调节等核心功能环路密切相关。
研究设计与方法学质量
研究设计呈现多样化。65%的试验采用多臂设计(平行或交叉),其中92%进行了随机分组,93%采用了盲法。特别是有40%的试验同时满足多臂、随机和双盲(或更高级别盲法)这三个高标准,显示了该领域在方法学上正趋于严谨。然而,试验规模普遍较小,70%的计划入组人数少于50人。
设备平台与技术参数
设备信息是报告最不透明的部分之一,仅有32%的试验报告了所使用的设备。研究共识别出11种不同的商业或原型TUS系统,技术架构差异巨大,从BrainSonix Pulsar 1002等单晶片换能器,到Insightec ExAblate、Spire Therapeutics Diadem等多晶片相控阵头盔,再到Attune Neurosciences ATTN201等可穿戴设备,不一而足。这种技术上的“碎片化”是TMS或DBS领域早期未曾出现的现象。更令人担忧的是,超声参数的报告极不完整,58%的试验未在注册信息中报告任何声波参数(如频率、强度、时间结构),这严重阻碍了研究的可重复性和结果的对比分析。
成果传播与透明度
在成果传播方面,仅有24项(14%)已注册试验链接到了同行评审的出版物。在已完成的27项试验中,这一比例升至37%,与历史临床试验发表率基本一致,但考虑到大部分试验是近五年注册的,未来会有更多成果发表。然而,透明度问题依然存在,在已完成的试验中,44%既未在注册库中发布结果,也没有关联的出版物,意味着大量研究数据未被公开分享。
本研究通过对全球临床试验注册库的系统性分析,首次全景式描绘了经颅超声神经调控领域的现状、趋势与挑战。结论指出,TUS临床研究正在迅猛扩张,尤其在过去五年呈现爆发式增长,显示出巨大的发展潜力。美国和中国是该领域的主要推动力,精神疾病是目前最主要的探索方向,TUS能够无创精准靶向深部脑区(如丘脑、伏隔核)的特性得到了充分应用。研究设计正朝着更严谨(多臂、随机、双盲)的方向发展。
然而,研究也揭示了当前领域存在的显著异质性与透明度不足的核心问题。这主要体现在:1. 技术碎片化:多种架构迥异的设备平台并存,缺乏标准化;2. 报告不透明:超过半数的试验未报告关键的超声刺激参数,严重影响了可重复性和跨研究比较;3. 靶点与适应症分散:即使在同一种疾病中,也缺乏公认的最佳靶点和方案,仍处于广泛探索阶段;4. 成果共享滞后:大量已完成试验的数据和结果未公开。
这些发现对领域未来发展具有重要意义。它呼吁研究界、产业界和监管机构共同努力,优先推进以下几方面工作:采纳并执行国际公认的报告标准(如ITRUSST共识),以增强参数报告和安全性监测的透明度;鼓励多中心合作与标准化方案,以积累高质量、可推广的临床证据;在已建立成熟神经环路模型和量化评估工具的领域(如运动障碍)加大研究力度,可能加速TUS的临床转化。总之,这项研究不仅是一份“体检报告”,更是一张“导航图”,为快速发展的经颅超声神经调控领域指明了迈向规范化、聚焦化和临床实效化的关键路径。