腫瘤消融核心技(jì )術研究概況

發布日期：2022-08-18 閱讀次數：11649 來源：中國(guó)醫(yī)藥報

摘要：

在腫瘤治療領域，消融技(jì )術是一種有效的治療手段。該技(jì )術是一種在現代影像技(jì )術（如超聲、CT、MRI等）的引導下，應用(yòng)化學(xué)或物(wù)理(lǐ)方法作(zuò)用(yòng)于單個或多(duō)個局竈性實體(tǐ)腫瘤，直接根除或毀壞腫瘤組織，達到“切除”腫瘤效果的精(jīng)準、微創介入治療手段。相較于手術、放療、化療等方法，腫瘤消融技(jì )術具有更高效、更安(ān)全、适應症更廣、創傷較小(xiǎo)、并發症較少以及可(kě)重複治療等優勢，能(néng)夠有效延長(cháng)患者生存期、提高生命質(zhì)量，同時有助于降低患者的經濟負擔。目前，腫瘤消融技(jì )術主要包括化學(xué)消融術和能(néng)量消融術兩大類。

化學(xué)消融術

化學(xué)消融術是指在超聲或CT設備的引導下，采用(yòng)專用(yòng)針具經皮穿刺，将化學(xué)藥物(wù)、蛋白凝固劑等直接注射到腫瘤内，原位滅活腫瘤細胞，使腫瘤組織自然吸收的治療方法。在該治療過程中，藥物(wù)會直接接觸腫瘤組織細胞，影響其生存環境或幹擾其代謝(xiè)活動，以達到抑制腫瘤發展的目的，甚至還能(néng)通過直接凝固腫瘤細胞蛋白來破壞腫瘤組織。目前，化學(xué)消融術主要用(yòng)于治療實體(tǐ)髒器腫瘤，如發生在肝、肺、腎、盆腔器官以及骨與軟組織等部位的腫瘤。

需要注意的是，對于直徑小(xiǎo)于2厘米的肝腫瘤，化學(xué)消融術和能(néng)量消融術具有相同療效；但對于直徑大于2厘米的腫瘤，能(néng)量消融術對腫瘤的損毀效果更加徹底。有多(duō)項比較能(néng)量消融術和化學(xué)消融術的前瞻性随機對照試驗表明，在腫瘤完全消融率、局部複發率、無進展生存及總體(tǐ)生存等諸多(duō)方面，能(néng)量消融術均優于化學(xué)消融術，且前者所需治療次數更少，同時兩種治療方法引發的并發症并無顯著差異。然而，由于化學(xué)消融術簡便易行，且對于治療鄰近膽囊、主膽管、胃腸道、肝門等部位的腫瘤仍有無法替代的獨特優勢，其可(kě)與能(néng)量消融術配合應用(yòng)，從而在不損傷上述器官組織的前提下，最大限度消融腫瘤。

除了上述僅依靠化學(xué)物(wù)質(zhì)發生反應的化學(xué)消融術外，還有一類需要利用(yòng)光化學(xué)反應的化學(xué)消融術，稱為(wèi)光動力療法。該技(jì )術的作(zuò)用(yòng)原理(lǐ)是光動力效應。在光化學(xué)反應中，有一種分(fēn)子隻吸收光子，并可(kě)将能(néng)量傳遞給那些不能(néng)吸收光子的分(fēn)子，促使後者發生化學(xué)反應，而其本身則不參與化學(xué)反應，并會恢複到原來的狀态，這種分(fēn)子稱為(wèi)光敏劑。由光敏劑引發的光化學(xué)反應稱為(wèi)光敏反應。通常，人們把有氧分(fēn)子參與的伴随生物(wù)效應的光敏反應稱為(wèi)光動力反應，而把可(kě)引發光動力反應破壞細胞結構的藥物(wù)稱為(wèi)光動力藥物(wù)，即光敏藥物(wù)。

光動力療法主要用(yòng)于治療癌前病變、早期癌或不能(néng)進行手術的腫瘤。對于累及口咽部、食管、氣管和支氣管、胃、結腸、直腸、泌尿道和腹腔的淺表性腫瘤，光動力療法具有根治價值；對于深在的、進展型腫瘤（包括肺、膽管、胰腺和壺腹部腫瘤），光動力療法可(kě)有效改善患者症狀，提高生活質(zhì)量；對于腦膠質(zhì)瘤，光動力療法有望成為(wèi)降低術後複發率的重要措施之一。相信随着特異性更強、療效更好、價格更低的光敏劑不斷湧現，以及光引導方法的不斷改進，光動力療法在腫瘤治療領域的優勢将進一步展現。

能(néng)量消融術

與化學(xué)消融術不同，能(néng)量消融術往往需要相關醫(yī)療器械産生能(néng)量以提供輔助，從而對腫瘤組織進行消融。

按照工作(zuò)原理(lǐ)的不同，能(néng)量消融術又可(kě)分(fēn)為(wèi)射頻消融、微波消融、冷凍消融、不可(kě)逆電(diàn)穿孔消融、超聲消融以及激光消融。

射頻消融術

腫瘤射頻消融術主要是通過超聲、CT、MRI等影像設備的引導，将射頻消融針經皮穿刺進入腫瘤組織，再在患者皮膚表面貼上負極闆，然後接通電(diàn)源，由射頻功率源發出頻率信号，通過高頻線(xiàn)纜連接消融電(diàn)極傳輸至工作(zuò)端，從而在電(diàn)極覆蓋區(qū)域組織内形成高頻電(diàn)場，促使組織細胞的導電(diàn)離子和極化分(fēn)子高速運轉、震蕩、摩擦以産生熱量，在消融針前端産生一個球形或橢球形熱區(qū)，其産生的熱量可(kě)使中心局部溫度達到90~120℃，最終導緻腫瘤細胞凝固性壞死。

射頻消融針一般有單極和雙極模式。其中，單極針又有單針和多(duō)爪針兩種形式，單針單次最大可(kě)産生直徑為(wèi)3厘米的球形熱區(qū)，多(duō)爪針單次最大可(kě)産生直徑為(wèi)5厘米的橢球形熱區(qū)。使用(yòng)單極針進行消融時，需要貼負極闆，若負極闆與皮膚之間接觸不良，會使接觸電(diàn)阻過大，高頻電(diàn)流将産生熱效應而使局部溫度升高，過高的溫度可(kě)能(néng)會燙傷該處皮膚。雙極針單次可(kě)産生最大直徑為(wèi)3厘米的熱區(qū)，且使用(yòng)時不需要負極闆。

通常情況下，腫瘤細胞在60℃時會産生不可(kě)逆的凝固性壞死，因此消融針産生的高熱能(néng)在短時間内就能(néng)殺傷腫瘤細胞，如在10分(fēn)鍾左右的時間内就可(kě)以消融直徑為(wèi)3~5厘米的組織區(qū)域，同時殺死腫瘤組織和正常組織，使該區(qū)域組織徹底失去活性。另外，若采用(yòng)可(kě)獨立控制的多(duō)爪消融電(diàn)極，可(kě)以實現對腫瘤的适形治療。臨床上，射頻消融術目前主要用(yòng)于治療肝癌、肺癌、腎癌、乳腺癌、甲狀腺癌等。

微波消融術

腫瘤微波消融術是指在超聲、CT等影像設備的引導下，對患者進行局部麻醉或全麻後，将微波消融針經皮穿刺進入腫瘤組織，組織内的極性分(fēn)子在微波電(diàn)磁場的作(zuò)用(yòng)下進行高速運動，互相摩擦産生熱量，使腫瘤内消融針中心迅速升溫至120~150℃，導緻癌細胞蛋白質(zhì)徹底變性壞死，從而達到治療目的。微波消融單針可(kě)産生一個直徑為(wèi)3~5厘米的球形或橢球形熱區(qū)。

臨床上，微波消融術常用(yòng)頻率為(wèi)915MHz和2450MHz。相對于2450MHz，915MHz頻率較低，傳輸損耗更小(xiǎo)，組織穿透深度更深，在同等功率和時間條件下，可(kě)以獲得更大體(tǐ)積的消融範圍。然而，由于915MHz的消融形态為(wèi)橢球形，不利于對小(xiǎo)尺寸腫瘤進行消融，且對正常組織的損傷較大，該頻率更适用(yòng)于治療大尺寸腫瘤。而2450MHz的消融形态更接近于球形，方便臨床治療範圍的規劃，且對正常組織損傷更小(xiǎo)。

相較于射頻消融術，微波消融術屬于開放系統，不需要體(tǐ)外電(diàn)極闆，且消融頻率高、穿透力更強、受碳化及血流灌注影響更小(xiǎo)，具有消融區(qū)溫度高、消融時間短以及消融範圍大的特點。目前，微波消融術主要應用(yòng)于治療肝髒腫瘤。

冷凍消融術

冷凍消融術是指通過低溫技(jì )術冷凍病變組織，從而達到原位滅活腫痛組織的方法。該技(jì )術作(zuò)用(yòng)原理(lǐ)是利用(yòng)低溫使病變組織快速降溫，對細胞造成冰晶損傷、溶質(zhì)損傷，引起細胞壞死或凋亡，從而達到治療目的。由于冷凍消融術采用(yòng)能(néng)量交換的物(wù)理(lǐ)方法來實現治療目的，其對人體(tǐ)的創傷及副作(zuò)用(yòng)遠(yuǎn)低于常規的放療和化療方法，因而被譽為(wèi)“綠色療法”。

從基于高壓氣體(tǐ)節流制冷的單一冷凍消融，到基于液氮相變制冷的新(xīn)型複合式冷熱消融，冷凍消融術持續叠代升級。不同于熱消融術，冷凍消融術因不産生大量熱擴散效應，具有消融邊界清晰、創傷較小(xiǎo)、患者疼痛感輕而不需要全麻且并發症較少等優勢。

與手術、放療、熱消融等方式相比，冷凍消融術能(néng)夠最大限度地保留腫瘤竈的抗原活性。其通過破壞細胞膜結構，使腫瘤細胞内抗原得以保留并呈現，從而有效啓動抗腫瘤免疫反應，使人體(tǐ)産生更多(duō)腫瘤抗體(tǐ)并進入血液循環，進一步誘發“遠(yuǎn)隔效應”（即遠(yuǎn)處轉移竈減小(xiǎo)或消失），這對晚期癌症的治療非常重要。

不可(kě)逆電(diàn)穿孔消融術

在不可(kě)逆電(diàn)穿孔消融術過程中，通過經皮穿刺進入腫瘤組織内部的成對消融針會産生短脈沖高壓電(diàn)場，能(néng)夠在腫瘤細胞膜上産生永久性納米尺度電(diàn)穿孔，從而破壞細胞膜内外環境，導緻細胞凋亡或壞死，同時激活人體(tǐ)單核-巨噬細胞免疫系統，吞噬、清除凋亡細胞，并使其他(tā)小(xiǎo)病竈或轉移病竈消失。

需要注意的是，要想實現不可(kě)逆電(diàn)穿孔，施加的電(diàn)場強度必須要高于目标組織的電(diàn)場阈值。當施加的電(diàn)場強度低于目标組織的電(diàn)場阈值時，就會發生可(kě)逆電(diàn)穿孔。由于并非所有組織都具有相同的電(diàn)場阈值，在治療前就應根據目标組織的電(diàn)場阈值計算出需要施加的電(diàn)場強度，以确保實現不可(kě)逆電(diàn)穿孔，從而保證治療的安(ān)全性和有效性。由于心肌組織的電(diàn)場阈值較低，隻需要400V/cm就可(kě)以對其實現不可(kě)逆電(diàn)穿孔，目前，不可(kě)逆電(diàn)穿孔消融技(jì )術在心血管領域應用(yòng)較多(duō)。

由于所有的熱消融技(jì )術均是通過物(wù)理(lǐ)方法，對腫瘤實施極端冷或熱的溫度來破壞腫瘤，當腫瘤靠近胃腸道、膽管、尿道、神經等重要部位時就成了消融禁區(qū)。而不可(kě)逆電(diàn)穿孔消融術利用(yòng)的并非熱效應，而是電(diàn)能(néng)的生物(wù)效應，可(kě)用(yòng)于治療利用(yòng)其他(tā)消融方式無法治療的“消融禁區(qū)”的腫瘤。同時，采用(yòng)不可(kě)逆電(diàn)穿孔消融術避免了因溫度傳遞而導緻的周邊組織器官意外損傷，能(néng)夠有效減少某些特定并發症和不良事件發生。

盡管不可(kě)逆電(diàn)穿孔消融術有助于解決“消融禁區(qū)”等難題，但受目前的技(jì )術限制，該治療手段仍面臨一些挑戰。例如，不可(kě)逆電(diàn)穿孔術不适用(yòng)于心髒起搏器患者、心律失常患者、高血壓不可(kě)控患者、缺血性心髒病或心功能(néng)欠佳患者、大腫瘤患者、手術部位裝(zhuāng)有金屬支架患者等。

開展不可(kě)逆電(diàn)穿孔消融術時，往往需要至少兩個消融針，且需要保證針和針之間保持平行，否則會影響手術效果。由于在穿刺過程中必須避開其他(tā)器官、血管、神經、骨骼等，布針難度很(hěn)大。此外，由于雙針的治療範圍較小(xiǎo)，對尺寸稍大的腫瘤就需要布置更多(duō)探針，這進一步加大了布針難度，從而大大限制了該技(jì )術的适用(yòng)範圍。

由于高壓電(diàn)擊會對心律産生影響，在開展不可(kě)逆電(diàn)穿孔消融術時，電(diàn)脈沖必須在患者腦波處于α波時發出，否則會改變心律甚至導緻心髒停止跳動。因此，不可(kě)逆電(diàn)穿孔消融設備必須配有準确的心律同步儀器，使電(diàn)脈沖與患者心律保持高度同步。此外，高壓電(diàn)擊會造成全身肌肉顫動，因此必須對患者進行全身麻醉，否則探針會随着肌肉發生跳動，這将帶來很(hěn)大的手術風險。

目前，不可(kě)逆電(diàn)穿孔消融術研究的主要方向之一就是如何解決肌顫問題。肌顫是神經纖維發生興奮，并以動作(zuò)電(diàn)位的形式傳遞至神經-肌肉接頭處，從而引起的肌肉收縮。神經纖維的每一次興奮都由動作(zuò)電(diàn)位和不應期組成。針對該問題，很(hěn)多(duō)研究者在電(diàn)壓強度、脈沖頻率以及脈沖寬度等方面進行有益探索。在此背景下，納秒(miǎo)脈沖消融術應運而生。該技(jì )術在提高電(diàn)場強度的同時能(néng)夠縮短脈沖寬度，從而縮短電(diàn)場作(zuò)用(yòng)時間，使細胞電(diàn)荷不能(néng)滿足動作(zuò)電(diàn)位，避免發生肌顫。

需要注意的是，盡管同樣屬于不可(kě)逆電(diàn)穿孔消融術，但納秒(miǎo)脈沖消融術與納秒(miǎo)刀(dāo)有着本質(zhì)區(qū)别。納米刀(dāo)是對細胞膜産生不可(kě)逆穿孔，而納秒(miǎo)脈沖消融術不僅對細胞膜産生不可(kě)逆電(diàn)穿孔，還會讓細胞核和線(xiàn)粒體(tǐ)出現一些功能(néng)性改變，并且誘導細胞發生凋亡。

此外，還有研究者通過提高脈沖頻率，使其高于肌肉強直收縮頻率，使後一個脈沖處于上一個脈沖的不應期内，從而減少肌肉收縮次數。目前已有研究表明，當脈沖頻率高于動作(zuò)電(diàn)位的最高頻率時，肌肉收縮隻會發生一次；而當繼續提高至更高頻率時，則可(kě)有效消除肌顫。

超聲消融術

超聲消融術又稱為(wèi)高強度聚焦超聲術。其利用(yòng)超聲波可(kě)通過人體(tǐ)組織并聚焦在特定靶區(qū)的特性，能(néng)夠将能(néng)量積聚到足夠強度，使焦點區(qū)域實現瞬間高溫，同時産生空化效應使腫瘤細胞發生機械性破壞，從而達到破壞病變區(qū)域的目的，且病變區(qū)域外的組織不會受到損傷。

超聲消融術因具有非侵入性、可(kě)進行手術實時圖像監控等特點，能(néng)夠在很(hěn)大程度上避免患者在術後出現出血、穿刺腫瘤轉移等情況。目前，超聲消融術主要用(yòng)于治療子宮肌瘤。

激光消融術

激光消融術又稱為(wèi)激光間質(zhì)熱療。當激光被導入腫瘤組織後，光子在被組織生色基團吸收後的瞬間即可(kě)産生高熱、高壓等生物(wù)效應，使腫瘤組織發生變性、凝固、汽化甚至炭化，從而達到消滅腫瘤的目的。

激光消融術具有以下特點：消融範圍較小(xiǎo)（1.0cm×1.5cm），對周圍組織損傷較小(xiǎo)；由于激光能(néng)量可(kě)以瞬間釋放，消融時間較短；穿刺損傷較小(xiǎo)，且導緻的并發症（如出血、感染）較少。

目前，激光消融術主要應用(yòng)于治療甲狀腺腫瘤、腎上腺腫瘤、小(xiǎo)肝細胞癌和腦部腫瘤等。同時，該治療手段在其他(tā)系統器官腫瘤治療方面的應用(yòng)仍在研究中。 （思宇MedTech供稿）