前列腺癌的冷凍治療

陳子逸,郭宏騫

(1.東南大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院,江蘇南京 210009;2.南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬南京鼓樓醫(yī)院泌尿外科,江蘇南京 210008)

前列腺癌是老年男性泌尿生殖系統(tǒng)常見(jiàn)的惡性腫瘤。前列腺癌在西方發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)病率較高,我國(guó)發(fā)病率較低。但我國(guó)近幾年的發(fā)病率有明顯上升。目前治療前列腺癌的方法有作為經(jīng)典的根治性手術(shù)治療,及已經(jīng)在臨床上成熟應(yīng)用的放射線(xiàn)外治療和近距離照射治療,比較成熟的雄激素去勢(shì)治療和近期發(fā)展的調(diào)強(qiáng)放療[1]。近年來(lái)冷凍消融、組織內(nèi)射頻消融、高強(qiáng)度聚焦超聲以有效、安全、微創(chuàng)的特征在治療前列腺癌方面發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。手術(shù)是治療局部前列腺癌的金標(biāo)準(zhǔn),但是大多數(shù)病人年老體弱且合并多種內(nèi)科疾病,無(wú)法耐受手術(shù)。因此對(duì)病人損傷小、療效佳的治療方式成為一種新的需求。冷凍治療有效、安全、微創(chuàng),正逐步取代手術(shù)及放療,成為治療前列腺癌的一個(gè)新選擇。

1 背景資料

前列腺癌冷凍治療是利用迅速獲得的低溫來(lái)冷凍、破壞前列腺癌組織的一種微創(chuàng)腫瘤外科治療術(shù)。早在19世紀(jì)中期英國(guó)James Arnott首先使用粗鹽和冰混合后獲得的低溫治療腫瘤,開(kāi)創(chuàng)了冷凍治療腫瘤的歷史。1961年Cooper等開(kāi)發(fā)了第一套冷凍設(shè)備,液氮通過(guò)密閉金屬管道與靶組織直接接觸,這類(lèi)粗探針可將組織迅速冰凍至-200℃。1968年Reuter等首次使用內(nèi)窺鏡下冷凍術(shù),使前列腺冷凍術(shù)的安全性和有效性得到了提高。當(dāng)時(shí)的手術(shù)方式采用經(jīng)尿道或經(jīng)會(huì)陰開(kāi)放式冷凍,但是由于技術(shù)條件限制,常發(fā)生嚴(yán)重并發(fā)癥,包括完全性尿失禁、直腸尿道瘺、尿道腐肉和尿道狹窄,限制了其應(yīng)用。

近年來(lái)隨著影像技術(shù)、外科儀器、冷凍技術(shù)的發(fā)展,冷凍治療重新得到人們的重視,20世紀(jì)90年代第二代前列腺冷凍技術(shù)采用了經(jīng)直腸超聲造影(TRUS)及尿道加溫器,使得冷凍穿刺針能夠精確放置且能夠有效保護(hù)尿道和直腸壁,有效提高了冷凍效果及降低了并發(fā)癥的發(fā)生,使前列腺癌冷凍治療技術(shù)的應(yīng)用得以較快發(fā)展,但是和第一代冷凍技術(shù)一樣,制冷源仍然是液氮。2000年液氬冷凍、液氦復(fù)溫的冷凍系統(tǒng)裝置和17號(hào)冷凍探針和粒子植入模板在冷凍中的應(yīng)用,標(biāo)志著第三代冷凍技術(shù)的問(wèn)世[2],該技術(shù)使用了針樣熱偶計(jì),能夠?qū)崟r(shí)反映冷凍過(guò)程中溫度變化,保證了在前列腺穿刺冷凍過(guò)程中的精確、微創(chuàng)、安全。

2 冷凍治療的機(jī)制

低溫冷凍組織細(xì)胞,可導(dǎo)致細(xì)胞損傷和血管損傷[3],組織細(xì)胞及其內(nèi)容物產(chǎn)生物理、化學(xué)、電解質(zhì)上的變化,最后導(dǎo)致細(xì)胞壞死或凋亡。冷凍治療包括冷凍與復(fù)溫兩個(gè)過(guò)程。冷凍初期(溫度-4～-21℃)時(shí)細(xì)胞外冰晶形成即“溶液效應(yīng)”是引起細(xì)胞死亡的主要機(jī)制。細(xì)胞外冰晶形成,使細(xì)胞外滲透壓上升,引起細(xì)胞內(nèi)脫水,導(dǎo)致細(xì)胞皺縮,進(jìn)而引起細(xì)胞膜和細(xì)胞器的損傷。溫度進(jìn)一步降低可引起細(xì)胞內(nèi)形成冰晶,導(dǎo)致細(xì)胞器發(fā)生不可逆損傷,繼而細(xì)胞膜受損,最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。復(fù)溫時(shí)細(xì)胞內(nèi)小冰晶再結(jié)晶或者相互融合,形成大的冰晶,大冰晶對(duì)細(xì)胞有更強(qiáng)的破壞作用。另外復(fù)溫時(shí)細(xì)胞冰晶融化,使得細(xì)胞外間隙成為低滲環(huán)境,水分進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),引起細(xì)胞腫脹,導(dǎo)致細(xì)胞膜破壞,從而使得一些冷凍期未損傷的細(xì)胞在復(fù)溫過(guò)程中被破壞[4]。

血管損傷主要發(fā)生在冷凍的復(fù)溫期,為延遲性損傷。表現(xiàn)為微血管破壞;血小板活化致微血栓形成,血流淤滯和閉塞,組織細(xì)胞缺氧及營(yíng)養(yǎng)從而導(dǎo)致細(xì)胞壞死;直接內(nèi)皮細(xì)胞的損傷。這些損傷可導(dǎo)致血管閉塞和激烈的炎癥反應(yīng)(伴隨淋巴細(xì)胞活化和自由基釋放),產(chǎn)生缺血區(qū)直至細(xì)胞壞死[3-5]。

3 冷凍治療與腫瘤免疫

2001年Joosten等在對(duì)鼠實(shí)驗(yàn)性移植瘤模型進(jìn)行冷凍實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)冷凍一處腫瘤,可抑制另一處腫瘤生長(zhǎng)[6]。Ablin等[7]報(bào)道前列腺癌冷凍治療后可觀察到轉(zhuǎn)移性病灶的消散。也有臨床報(bào)道其他部位腫瘤冷凍治療后出現(xiàn)腫瘤免疫,遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移灶變小或消失。冷凍治療引起腫瘤免疫的機(jī)制可能如下。冷凍后腫瘤細(xì)胞損傷,細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)及成分改變,導(dǎo)致細(xì)胞膜上的腫瘤抗原暴露,啟動(dòng)腫瘤的特異性和非特異性免疫。特異性免疫包括體液免疫和細(xì)胞免疫?？乖┞逗?抗體與之特異性結(jié)合,激活補(bǔ)體依賴(lài)的細(xì)胞毒作用(CDC)和抗體依賴(lài)細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用(ADCC)?？乖岢始?xì)胞(APC)在吞噬腫瘤細(xì)胞壞死碎片時(shí),腫瘤抗原肽可被MHCⅠ類(lèi)分子或MHCⅡ類(lèi)分子提呈,并分別激活CD8+T細(xì)胞、CD4+T細(xì)胞。CD8+T細(xì)胞可通過(guò)分泌型和非分泌型殺傷作用殺傷腫瘤細(xì)胞。CD4+T細(xì)胞激活后可通過(guò):(1)釋放多種細(xì)胞因子如白細(xì)胞介素-2(IL-2)等激活CD8+T細(xì)胞、NK細(xì)胞和單核巨嗜細(xì)胞等,增強(qiáng)細(xì)胞殺傷能力;(2)釋放干擾素-γ(INF-γ)、腫瘤壞死因子(TNF)等作用于腫瘤細(xì)胞促進(jìn)MHCⅠ類(lèi)分子表達(dá),提高靶細(xì)胞對(duì)CD8+T細(xì)胞的敏感性,TNF還具有直接破壞腫瘤細(xì)胞的功能;(3)促進(jìn)B細(xì)胞增殖、分化和產(chǎn)生抗體,通過(guò)體液免疫途徑殺傷腫瘤細(xì)胞。

Sabel等[8]檢測(cè)了實(shí)驗(yàn)性乳癌鼠冷凍治療后血清Th1和Th2細(xì)胞因子水平,發(fā)現(xiàn)24 h后白細(xì)胞介素-12(IL-12)和TNF-γ明顯高于手術(shù)切除鼠。目前已知INF-γ、TNF、IL-2、IL-12等細(xì)胞因子可有效促進(jìn)NK細(xì)胞低親和力Fc受體(FcγRⅢ)的表達(dá),可增強(qiáng)其細(xì)胞毒作用。單核巨噬細(xì)胞激活后可以通過(guò)表達(dá)Fcγ受體發(fā)揮ADCC作用以及分泌某些細(xì)胞因子(如INF等)直接進(jìn)行細(xì)胞殺傷。

4 冷凍治療與細(xì)胞凋亡

冷凍治療除通過(guò)機(jī)械性殺傷、生化改變、缺血、腫瘤免疫等方面殺死前列腺癌細(xì)胞外,還可以通過(guò)啟動(dòng)細(xì)胞程序性死亡通路使癌細(xì)胞凋亡。Daniel等[7]研究發(fā)現(xiàn),體外冷凍可激活前列腺癌細(xì)胞的半胱氨酸蛋白酶(caspase)活化,增強(qiáng)冷凍治療的療效。Caspase家族中caspase 2、caspase 8、caspase 9和caspase 10在細(xì)胞凋亡的開(kāi)始起作用;caspase 3、caspase 6和caspase 7參與細(xì)胞凋亡的執(zhí)行,其中caspase 3和7降解DNA修復(fù)酶(PARP)、DNA片段化因子-45,導(dǎo)致DNA修復(fù)的抑制并啟動(dòng)DNA的降解。而caspase-6的底物是核纖層A和角蛋白18,它們的降解導(dǎo)致核纖層和細(xì)胞骨架的崩解。也有報(bào)道稱(chēng)細(xì)胞毒性藥物與冷凍聯(lián)合治療前列腺癌優(yōu)于兩者的單獨(dú)應(yīng)用[9-10],其機(jī)制與冷凍及化療藥物激活細(xì)胞bax凋亡基因及caspase有關(guān)。

5 前列腺癌冷凍治療的途徑和方法

前列腺癌冷凍治療方法包括經(jīng)尿道冷凍術(shù)、內(nèi)窺鏡直視下冷凍術(shù)及經(jīng)會(huì)陰穿刺冷凍術(shù),因經(jīng)尿道冷凍術(shù)并發(fā)癥較多,已被放棄,目前最常用的是經(jīng)會(huì)陰穿刺冷凍術(shù)。此技術(shù)結(jié)合經(jīng)直腸超聲(TRUS)、經(jīng)皮穿刺介入放射技術(shù)及現(xiàn)代冷凍治療技術(shù),冷凍探針細(xì)小,無(wú)需通道擴(kuò)張,可直接經(jīng)會(huì)陰穿刺進(jìn)入前列腺,能最大限度地破壞癌組織和減少并發(fā)癥。術(shù)后恥骨上插管至少72 h保持開(kāi)放狀態(tài),導(dǎo)尿管應(yīng)保留至少3周,以防止組織脫落及尿潴留。術(shù)后適當(dāng)讓尿道加熱器多留置數(shù)個(gè)小時(shí),可在一定程度上減少對(duì)尿道的損傷。術(shù)后6周,3、6、9及12個(gè)月檢測(cè)血清前列腺特異性抗原PSA水平,以后每6個(gè)月檢測(cè)1次PSA水平。術(shù)后1年及5年行前列腺穿刺,如果PSA水平升高,則及早行前列腺穿刺,對(duì)陽(yáng)性者行冷凍治療或其他輔助治療。

6 前列腺癌冷凍治療病人的納入標(biāo)準(zhǔn)

目前還沒(méi)有統(tǒng)一的前列腺癌冷凍治療病人納入標(biāo)準(zhǔn)。冷凍治療可以作為基礎(chǔ)治療,同樣也被用來(lái)作為手術(shù)、放療、激素治療后復(fù)發(fā)的一種補(bǔ)救性治療[11]。前列腺體積≥50 ml者先給予內(nèi)分泌治療,使腫瘤縮小在50 ml以?xún)?nèi)[12]。最適宜做原發(fā)性治療的患者的標(biāo)準(zhǔn)為:(1)血清PSA≤10 ng?ml-1;(2)診斷性活檢Gleason積分≤6;(3)臨床分期T1c或T2a,有高分期、腫瘤范圍大等局部蔓延和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移高風(fēng)險(xiǎn)的病人也可選擇冷凍治療。同時(shí)冷凍治療也被用于已有全身轉(zhuǎn)移的患者,作為一種姑息治療,目的是控制局部癥狀[13]。適宜做補(bǔ)救性冷凍治療的是持續(xù)性或復(fù)發(fā)性局部病變,無(wú)隱匿性轉(zhuǎn)移者。主要適應(yīng)證為:放療后血清PSA持續(xù)處于較高水平,PSA＞20 ng?ml-1,前列腺活檢顯示Gleason積分達(dá)8～10,或放療后PSA水平迅速升高者[13]。因冷凍治療經(jīng)會(huì)陰皮膚穿刺完成,損傷小,故無(wú)絕對(duì)禁忌證。相對(duì)禁忌證有:(1)之前做過(guò)經(jīng)尿道前列腺切除術(shù),尤其是存在大的前列腺組織缺損,因?yàn)檫@類(lèi)病人前列腺組織腐爛、脫落及尿潴留的風(fēng)險(xiǎn)增加[14];(2)前列腺體積 ＞50 ml者,冷凍治療難以徹底,常予以?xún)?nèi)分泌治療,縮小體積,使用內(nèi)分泌治療后前列腺體積可下降30%～50%[15];(3)有嚴(yán)重尿路梗阻癥狀者;(4)有經(jīng)腹經(jīng)會(huì)陰直腸癌切除史、直腸狹窄或其他直腸病變者。

7 前列腺癌冷凍治療的療效報(bào)道

目前主要以PSA水平的改變和局部癌組織殘留來(lái)判斷療效。分析1993年至2006年17組臨床報(bào)道[13],共2 979例患者,14組報(bào)道隨訪(fǎng)時(shí)間3個(gè)月 ～5年零5個(gè)月,中位隨訪(fǎng)時(shí)間11.5個(gè)月;局部腫瘤殘留率3%～25%,平均16%;生化無(wú)病存活率(bDFS)(按13組報(bào)道病例)14%～96%,平均52.61%。同時(shí)可看出,隨著設(shè)備、技術(shù)的改進(jìn)及經(jīng)驗(yàn)的積累,療效逐步提高。

大部分患者冷凍治療后,PSA水平先急劇升高,然后降低,在3個(gè)月內(nèi)達(dá)到最低點(diǎn)。因?yàn)槔鋬鰰r(shí)腫瘤細(xì)胞破壞,大量PSA釋放,使得PSA水平升高,然后由于腫瘤細(xì)胞持續(xù)被破壞,PSA合成減少,血PSA水平下降。PSA水平再次上升考慮是腫瘤復(fù)發(fā)所致。

2007年Ismail等[12]報(bào)道了冷凍治療作為補(bǔ)救性治療的一組臨床病例,共100例,分為下列3組:(1)低危組,PSA≤10 ng?ml-1,Gleason積分≤6分,且臨床分期≤T2b;(2)中危組,PSA≥10 ng?ml-1,Gleason積分≥7分,且臨床分期 ＞T2b;(3)高危組,有2～3個(gè)不利因素存在。3組患者所占比例分別為12%、20%和68%。治療后平均隨訪(fǎng)時(shí)間為33.5(12～79)個(gè)月,無(wú)手術(shù)或癌癥相關(guān)性死亡。采用美國(guó)放射治療及腫瘤學(xué)會(huì)(ASTRO)判斷前列腺癌治療后無(wú)生化復(fù)發(fā)的標(biāo)準(zhǔn),無(wú)病生存率12個(gè)月83%,24個(gè)月72%,36個(gè)月59%。如果以PSA 0.5 ng?ml-1作為閾值,則低危、中危、高?；颊?年無(wú)病存活率分別為73%、45%和11%。中位PSA最低值為0.1(0.003～6.1)ng?ml-1,有一半的病人在3個(gè)月內(nèi)PSA水平達(dá)到不可測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)(≤0.1)。

8 前列腺癌冷凍治療的并發(fā)癥及預(yù)防

早期冷凍治療的并發(fā)癥較多,由于影像技術(shù)的進(jìn)步及尿道溫?zé)崞?、溫差電偶的使用?并發(fā)癥的發(fā)生率有較大幅度的下降。主要并發(fā)癥有以下幾種。

8.1 陽(yáng)痿

冷凍減少陰莖動(dòng)脈的血液供應(yīng),損害海綿體神經(jīng),引起陽(yáng)痿的發(fā)生,發(fā)生率為40%～100%[16]。冷凍治療與其他治療方式相比勃起功能障礙的發(fā)生率也較高,故對(duì)性功能比較重視的患者應(yīng)充分考慮。

8.2 直腸尿道瘺

直腸尿道瘺是因?yàn)榍傲邢俸蟛勘煌耆鋬?尿液外滲或并發(fā)感染而導(dǎo)致,是最為嚴(yán)重的并發(fā)癥,發(fā)生率0%～3%。目前還沒(méi)有很好的辦法防止尿道直腸瘺的發(fā)生。Bharat等[17]介紹了一種被稱(chēng)為the Multitemp TM1601溫度檢測(cè)系統(tǒng),該系統(tǒng)探針能通過(guò)線(xiàn)性數(shù)組內(nèi)的4點(diǎn)或8點(diǎn)描繪溫度梯度,在治療周期中更加徹底地檢測(cè)溫度改變,這在保護(hù)直腸方面特別重要,因?yàn)檠芯匡@示僅一個(gè)溫度檢測(cè)點(diǎn)將不能準(zhǔn)確描繪出治療過(guò)程中的最低溫度。尿道直腸瘺一般在術(shù)1個(gè)月內(nèi)發(fā)生,建議先予保守治療,如4～6個(gè)月無(wú)好轉(zhuǎn),可考慮手術(shù)治療。

8.3 尿失禁

臨床報(bào)道冷凍治療后尿失禁的發(fā)生率為3%～27%。Ellis等[18]報(bào)道冷凍治療后尿失禁的發(fā)生率為5.5%。補(bǔ)救性治療的患者中尿失禁發(fā)生率較高,多數(shù)為20%～73%。隨著冷凍技術(shù)的發(fā)展,尿失禁的發(fā)生率已大幅度降低。

8.4 尿潴留

冷凍壞死或感染可引起組織腐爛脫落,產(chǎn)生尿道刺激癥狀和梗阻癥狀,出現(xiàn)膿性尿和尿潴留。發(fā)生率多為1.3%～19%。術(shù)中應(yīng)用尿道加熱器,術(shù)后應(yīng)用抗生素,保持尿道通暢,有利于減少尿潴留的發(fā)生率。

9 存在問(wèn)題與展望

冷凍治療技術(shù)作為一種新興治療前列腺癌的手段,具有創(chuàng)傷小、療效佳及可重復(fù)治療等特點(diǎn),越來(lái)越為人們所接受,并且對(duì)中晚期前列腺癌患者及其他方法治療失敗的患者來(lái)說(shuō)是一種較好的選擇。但是目前前列腺癌的冷凍治療還存在著較多問(wèn)題如:尚缺乏統(tǒng)一的治愈標(biāo)準(zhǔn),生化復(fù)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)也不統(tǒng)一;冷凍治療遠(yuǎn)期療效也缺乏詳細(xì)研究;雖然人們想了很多辦法加熱尿道,尿道直腸瘺難以避免;冷凍治療與腫瘤免疫之間的關(guān)系尚不盡明了。未來(lái)的冷凍治療可能的發(fā)展方向:(1)對(duì)檢查確定的局限性腫瘤僅行瘤灶側(cè)冷凍消融術(shù),避免更大的損傷,并盡量避免神經(jīng)損傷,保護(hù)性功能;(2)冷凍消融術(shù)與放療或化療聯(lián)合應(yīng)用以改善中、高?；颊叩睦鋬霪熜?。

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