科学技术的进步大大促进了肿瘤微创介入治疗的发展,特别是影像学引导下的经皮穿刺治疗技术 已经成为临床肿瘤治疗不可或缺的治疗方法。目前 常用的技术包括物理消融(射频、冷冻、微波、激光 等)、化学消融、放射性粒子植入等,这些技术总的来 说创伤小、疗效好,但其最大缺点是对组织的破坏无 选择性,在治疗肿瘤的同时可能造成邻近组织器官 的损伤,对于位于邻近重要组织结构的肿瘤,上述治 疗可能造成严重并发症,大大地限制了此技术的应 用。纳米刀 (NanoKnife)作为一项最新的肿瘤消融治疗技术,因其具有“选择性消融”的独特优势,对特殊 部位肿瘤治疗过程中,在保证肿瘤组织灭活的同时保护了血管、胆管、肠管及神经等重要结构,在肿瘤微创治疗领域广受关注。
1、肿瘤微创介入技术治疗特殊部位肿瘤的瓶颈
基于冷或热的能量消融技术虽已广泛应用于临床,但因对局部组织无选择性的物理性破坏限制了其 发展,其中最为共性的不足之处即在消融范围内除了 对肿瘤组织灭活外,邻近的正常组织结构如血管、神 经、肠管、胰胆管等均受到破坏。放射性粒子植入也会对肠管、胆囊、血管及脊髓等脏器造成不可逆的损伤。因此临床治疗过程中为保证手术安全性,术者将根据 肿瘤位置及毗邻结构设定治疗安全边界,以防损伤重 要组织结构,但是这也将造成对邻近重要组织结构的肿瘤细胞无法彻底灭活。如何最大限度灭活肿瘤、以减少肿瘤复发,并最大程度保证手术安全性,成为困扰每个介入医师的难题,也是肿瘤微创治疗发展的瓶颈,新的技术手段纳米刀设备的出现为提高特殊部位肿瘤微创治疗带来了希望。
2、纳米刀基本原理及在肿瘤治疗中的优势
纳米刀消融术又称为非热不可逆电穿孔术(nonthermal ireversible electroporation,NTIRE)是 一 种新型的在纳米水平上对肿瘤进行消融的微创技术,不 引起局部组织的温度变化,在极短时间内通过对靶组 织施加多个短频高压直流电脉冲,造成细胞膜的不可 逆透化作用,使细胞凋亡。消融区域的某些重要结构,如血管、神经、支气管、胆管等得以完整保留。近年来 国内外学者就肿瘤纳米刀消融进行了大量的动物实验 及临床应用研究,以证实该项技术的有效性及安全性。在动物实验过程中,多个研究中心分别对肝脏、肾脏、胰腺、肺、颅脑及甲状腺等小器官分别进行了消融,并 通过影像学和病理学进行研究分析。结果证实纳米刀 消融效果确切,超声及 CT 影像均可清晰显示消融范 围,通过常规病理学及特殊染色亦证实组织细胞为凋 亡性死亡,且消融边界清晰,能够与影像学图像相互对 应。在实验过程中,研究人员选取特殊部位区域(如毗邻血管、胆管、胆囊、肠管等)进行消融,证实纳米刀消融对以结缔组织和胶原蛋白为主的大血管、胆管、胆 囊、胰管、肠管等脉管类结构几乎无损伤。
在临床应用中,美国 、德国 、澳大利亚、香港等国家和地区的多个研究团队分别对肝癌、肾癌、肺癌、胰腺 癌等全身各部位常见肿瘤进行了治疗,并取得了预期肯定疗效,其具有以下优势:首先,纳米刀消融能够在短时间内对肿瘤组织进行选择性消融,其治疗时间远 远低于采取其他微创技术所需时间,这样能够大大降低手术风险,减少患者痛苦。其次,纳米刀消融保留了消融病灶内或邻近的正常脉管结构,最大程度保留了原有组织结构形态,肿瘤细胞凋亡后被正常细胞所取代,有利于器官组织功能的恢复。再者,对邻近胆囊、肠道、胆管等结构的病灶进行消融时,纳米刀消融不会 对管壁造成严重损伤,避免了相关并发症。最后,在影像引导过程中,利用超声、CT监测均可清晰显示消融 范围,术后MR功能成像更有望进行一站式评价病灶 消融情况和局部组织恢复情况。
3、纳米刀肿瘤消融技术应用中的一些问题和挑战
虽然纳米刀技术具有其独特优势,并取得了较好 的临床疗效,但在纳米刀技术动物实验及临床应用过程中,也存在一些问题:纳米刀消融可诱发动作电位,肌张力增高导致肌肉周期性剧烈收缩,这在应用中可 造 成 消 融 电 极 针 穿 刺 位 置 改 变 ,不 但 影 响 消 融 效 果 ,且存在机械性伤及邻近组织的可能,因此,在该项技术应用过程中均采用全身麻醉并使用肌松药物,可避免肌张力过高,但又不可避免地增加了麻醉风险和意外;在 邻近心脏病变消融过程中或患者佩戴心电起搏器时,有可能造成或加剧心律失常,因此需在消融过程中配 备心脏同步装置以最大限度减少对心脏功能的影响;纳米刀消融范围较为有限,对于体积较大的肿瘤治疗 时需考虑联合其他微创技术、如冷冻、射频等,做到取 长补短。
4、展 望
肿瘤纳米刀消融技术作为一种新技术在治疗特殊部位病灶时具有独特优势,其有效性、安全性已得到充 分验证,虽然在临床操作中仍存在一些问题,但随着设 备的更新换代,其安全性保障逐步得到解决。可以预见 纳米刀消融技术在肿瘤微创治疗过程中的作用将体现的越来越明显,并且能够联合全身治疗,如化疗、免疫治疗等,推 动肿瘤治疗向 “微创化、个体化”发展。
肖越勇
中国医药教育协会介入微创专委会