Brain tumors are particularly challenging malignancies, due to their location in a structurally and functionally distinct part of the human body – the central nervous system (CNS). The CNS is separated and protected by a unique system of brain and blood vessel cells which together prevent most bloodborne therapeutics from entering the brain tumor microenvironment (TME). Recently, great strides have been made through microbubble (MB) ultrasound contrast agents in conjunction with ultrasound energy to locally increase the permeability of brain vessels and modulate the brain TME. As we elaborate in this review, this physical method can effectively deliver a wide range of anticancer agents, including chemotherapeutics, antibodies, and nanoparticle drug conjugates across a range of preclinical brain tumors, including high grade glioma (glioblastoma), diffuse intrinsic pontine gliomas, and brain metastasis. Moreover, recent evidence suggests that this technology can promote the effective delivery of novel immunotherapeutic agents, including immune check-point inhibitors and chimeric antigen receptor T cells, among others. With early clinical studies demonstrating safety, and several Phase I/II trials testing the preclinical findings underway, this technology is making firm steps towards shaping the future treatments of primary and metastatic brain cancer. By elaborating on its key components, including ultrasound systems and MB technology, along with methods for closed-loop spatial and temporal control of MB activity, we highlight how this technology can be tuned to enable new, personalized treatment strategies for primary brain malignancies and brain metastases.

脑肿瘤是特别具有挑战性的恶性肿瘤，因为它们位于人体结构和功能上不同的部分——中枢神经系统 (CNS)。CNS 被一个独特的大脑和血管细胞系统分隔和保护，这些系统共同防止大多数血源性治疗药物进入脑肿瘤微环境 (TME)。最近，通过微泡 (MB) 超声造影剂结合超声能量局部增加脑血管的通透性和调节脑 TME 取得了长足的进步。正如我们在这篇综述中详述的那样，这种物理方法可以有效地提供多种抗癌药物，包括化疗药物、抗体和纳米颗粒药物偶联物，用于一系列临床前脑肿瘤，包括高级别胶质瘤（胶质母细胞瘤）、弥漫性脑桥胶质瘤和脑转移。此外，最近的证据表明，该技术可以促进新型免疫治疗药物的有效递送，包括免疫检查点抑制剂和嵌合抗原受体 T 细胞等。随着早期临床研究证明其安全性，以及几项 I/II 期临床试验正在进行中，该技术正在朝着塑造原发性和转移性脑癌未来治疗的方向迈出坚实的一步。通过详细阐述其关键组件，包括超声系统和 MB 技术，以及 MB 活动的闭环空间和时间控制方法，我们强调了如何调整该技术以实现针对原发性脑恶性肿瘤和大脑的新的个性化治疗策略转移。和脑转移。此外，最近的证据表明，该技术可以促进新型免疫治疗药物的有效递送，包括免疫检查点抑制剂和嵌合抗原受体 T 细胞等。随着早期临床研究证明其安全性，以及几项 I/II 期临床试验正在进行中，该技术正在朝着塑造原发性和转移性脑癌的未来治疗方向迈出坚实的一步。通过详细阐述其关键组件，包括超声系统和 MB 技术，以及 MB 活动的闭环空间和时间控制方法，我们强调了如何调整该技术以实现针对原发性脑恶性肿瘤和大脑的新的个性化治疗策略转移。和脑转移。此外，最近的证据表明，该技术可以促进新型免疫治疗药物的有效递送，包括免疫检查点抑制剂和嵌合抗原受体 T 细胞等。随着早期临床研究证明其安全性，以及几项 I/II 期临床试验正在进行中，该技术正在朝着塑造原发性和转移性脑癌未来治疗的方向迈出坚实的一步。通过详细阐述其关键组件，包括超声系统和 MB 技术，以及 MB 活动的闭环空间和时间控制方法，我们强调了如何调整该技术以实现针对原发性脑恶性肿瘤和大脑的新的个性化治疗策略转移。最近的证据表明，这项技术可以促进新型免疫治疗药物的有效递送，包括免疫检查点抑制剂和嵌合抗原受体 T 细胞等。随着早期临床研究证明其安全性，以及几项 I/II 期临床试验正在进行中，该技术正在朝着塑造原发性和转移性脑癌未来治疗的方向迈出坚实的一步。通过详细阐述其关键组件，包括超声系统和 MB 技术，以及 MB 活动的闭环空间和时间控制方法，我们强调了如何调整该技术以实现针对原发性脑恶性肿瘤和大脑的新的个性化治疗策略转移。最近的证据表明，这项技术可以促进新型免疫治疗药物的有效递送，包括免疫检查点抑制剂和嵌合抗原受体 T 细胞等。随着早期临床研究证明其安全性，以及几项 I/II 期临床试验正在进行中，该技术正在朝着塑造原发性和转移性脑癌未来治疗的方向迈出坚实的一步。通过详细阐述其关键组件，包括超声系统和 MB 技术，以及 MB 活动的闭环空间和时间控制方法，我们强调了如何调整该技术以实现针对原发性脑恶性肿瘤和大脑的新的个性化治疗策略转移。包括免疫检查点抑制剂和嵌合抗原受体 T 细胞等。随着早期临床研究证明其安全性，以及几项 I/II 期临床试验正在进行中，该技术正在朝着塑造原发性和转移性脑癌的未来治疗方向迈出坚实的一步。通过详细阐述其关键组件，包括超声系统和 MB 技术，以及 MB 活动的闭环空间和时间控制方法，我们强调了如何调整该技术以实现针对原发性脑恶性肿瘤和大脑的新的个性化治疗策略转移。包括免疫检查点抑制剂和嵌合抗原受体 T 细胞等。随着早期临床研究证明其安全性，以及几项 I/II 期临床试验正在进行中，该技术正在朝着塑造原发性和转移性脑癌未来治疗的方向迈出坚实的一步。通过详细阐述其关键组件，包括超声系统和 MB 技术，以及 MB 活动的闭环空间和时间控制方法，我们强调了如何调整该技术以实现针对原发性脑恶性肿瘤和大脑的新的个性化治疗策略转移。这项技术正在朝着塑造原发性和转移性脑癌未来治疗的方向迈出坚实的一步。通过详细阐述其关键组件，包括超声系统和 MB 技术，以及 MB 活动的闭环空间和时间控制方法，我们强调了如何调整该技术以实现针对原发性脑恶性肿瘤和大脑的新的个性化治疗策略转移。这项技术正在朝着塑造原发性和转移性脑癌未来治疗的方向迈出坚实的一步。通过详细阐述其关键组件，包括超声系统和 MB 技术，以及 MB 活动的闭环空间和时间控制方法，我们强调了如何调整该技术以实现针对原发性脑恶性肿瘤和大脑的新的个性化治疗策略转移。