临床消融肿瘤中不可逆电穿孔的技术发展

《临床消融肿瘤中不可逆电穿孔的技术发展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、临床消融肿瘤中不可逆电穿孔的技术发展　　近年来，随着各种消融技术的发展，肿瘤的治疗已经从传统的外科手术过渡到微创治疗，特别是近些年来出现的不可逆电穿孔技术，具有创伤小、恢复快、住院周期短等特点，尤其避免了热消融易遇到的“热沉效应”，使得包绕大血管等重要组织的肿瘤不再是消融禁区，非热消融肿瘤技术———不可逆电穿孔(irre-versibleelectroporation，IRE)已经成功在动物实验中验证了其有效性和安全性。在一系列研究工作后，美国AngioDynamic公司推出了首台不可逆电穿孔治疗仪(又称纳米刀)，2009年进入临床，2011年10月美国FDA批准

2、IRE用于临床后，已成功应用于肝、胰腺、前列腺、肾等部位的实体肿瘤治疗，而中国国家食品药品监督管理总局(CFDA)也于2015年6月批准IRE用于肝和胰腺肿瘤的消融，越来越多的研究显示了IRE在肿瘤治疗中的疗效［1-4］。本文通过介绍IRE装置及其主要工作原理，然后从动物实验、临床前期研究对其其安全性和有效性的分析，将IRE与当前消融技术进行了比较，总结其自身技术的局限性以及存在的问题，以期为不可逆电穿孔改进的方向以及未来的发展趋势提供相关参考。　　1、IRE装置及应用　　IRE又称为纳米刀，是一种新的肿瘤消融技术，该技术是通过利用超短的高压直流电(1500～30

3、00V)产生微秒级的电脉冲，作用在细胞膜磷脂双分子层上，导致细胞膜形成多个纳米级的不可逆孔道，破坏细胞内外平衡，从而促使细胞凋亡。该技术的优势就是可以对毗邻重要组织，如神经、血管、胆管等有保留作用，当前临床上使用的IRE装置是美国AngioDynamics公司生产的。装置主要由高能直流发生器、脚踏开关、心电同步仪、电极针组成［5］。电压为50～1000V时对细胞膜产生可逆性电穿孔，通常于180min后闭合。高能直流发生器可产生1500～3000V的直流(25～40A)高压电脉冲，使消融组织内细胞的细胞膜上产生多个纳米级微孔，不可逆转地破坏细胞内外平衡，诱导细胞凋亡

4、并最终死亡，同时激活机体免疫反应，发挥控制肿瘤的作用［6-8］。心电同步监护仪主要用于消融术中对患者生命体征的实时监测。电极针有单极和双极，针的规格长度有15cm和25cm。消融时至少需要多根探针(1根主针及1根以上副针)进行工作，最多可连接6根探针。IRE消融方法主要有腔镜下消融、外科手术直视下消融和图像引导下消融。图像引导下消融可以有CT、超声、MRI引导，也可以同时联合两种以上设备进行。IRE消融需要根据肿瘤的部位、大小、体积和软组织的导电性选择参数，消融范围应包括整个肿瘤及其边缘1cm，消融面积的主要影响因素有电极暴露长度、电极间的距离和电场强度，当脉冲长

5、度越长，造成细胞膜不可逆电穿孔的机会就越大，同时会产生部分热效应，消融区就会出现局部热损伤［6］。因此，消融前制定好术前计划至关重要，利用软件对消融靶区勾画并三维重建，选择布针方式、脉冲长度、个数、电压等参数，从而使得消融区与靶体积最佳匹配，将消融并发症降到最低［6］。　　2、动物实验　　IRE作为一种新兴肿瘤消融方法，已在各种动物模型研究中证实了安全性和有效性，前期实验在猪、兔、鼠等动物的肝、胰腺、前列腺、肾以及四肢等部位进行了消融实验，收集了大量数据，证明了不可逆电穿孔的安全性和有效性［9-12］。　　IRE消融小型猪肝，电极针放置在门静脉、肝动脉、胆囊附近时

6、，动物均存活，消融区的血管、胆管以及邻近组织均被保留，术中术后未发生心律失常、出血、胆汁漏等并发症，术后短时间内肝功能会出现短暂损害和炎症表现，随后逐渐恢复正常［13-15］。IRE消融肝的优点在于:具有组织选择性，保留重要组织，毗邻胆管、血管等附近的肝肿瘤可以被精确消融而不损伤血管和胆管，甚至消融区内有血管，也不会导致血管畸形或破裂，也无“热沉效应”，消融彻底。血管IRE消融大血管附近组织时［16］，不会出现血栓、动脉瘤、动脉破裂等严重并发症，血管形态无明显改变，虽会导致血管平滑肌细胞数目短时间内变少，管径变薄，但血管弹力纤维仍旧存在，可保持血管腔的基本形态不变

7、，因此，不会影响血管所供应的组织和器官功能。但部分实验表明，消融区会有炎症反应和小血管受影响，损伤血管内皮细胞，导致部分血管出现狭窄及组织纤维化［17］。　　IRE直接消融坐骨神经可导致轴索肿胀、破碎和远端轴索变性，造成肌肉弛缓性瘫痪，但神经内膜和束膜结构得以保存，坐骨神经连续性存在，髓鞘结构可以重建，神经纤维再生，功能也能恢复。李伟通过对鼠的坐骨神经行IRE消融，消融后所有小鼠都存活，但出现弛缓性瘫痪，7～10周后功能恢复正常。因此肿瘤包绕神经不是IRE消融的禁忌证，但应进行消融后神经功能的恢复与锻炼。Luo等［18］通过对新西兰白兔坐骨神经行IRE消融，结果也

8、证明消融后