深低溫冷凍滅活技術(shù)在骨肉瘤保肢治療中的應(yīng)用及進(jìn)展

劉斌 綜述 袁振超 審校

骨肉瘤是一種好發(fā)于兒童及青少年時(shí)期的惡性腫瘤。從上世紀(jì)70年代起，隨著影像診斷技術(shù)、放療、化療、外科重建技術(shù)的進(jìn)步，骨肉瘤患者的生存率有了較大提高，5年生存率提高至60%～80%［1］。目前對骨肉瘤切除后大塊骨缺損的重建有較多選擇，包括腫瘤假體重建、同種異體骨重建、復(fù)合異體骨假體置換、牽張成骨、腫瘤自體骨滅活回植等，從而避免了截肢。腫瘤自體骨滅活回植需要放療滅活［2］、高壓滅菌［3］、巴氏消毒滅活［4］、無水酒精滅活、深低溫冷凍滅活等處理，其中一些滅活方法可導(dǎo)致骨強(qiáng)度及骨誘導(dǎo)能力減弱［5］。深低溫冷凍滅活能夠最大程度保留骨的強(qiáng)度及骨的誘導(dǎo)生成能力，是一種具有廣泛應(yīng)用前景的生物保肢技術(shù)，能較大程度地避免其他保肢方法產(chǎn)生的諸多并發(fā)癥，有著良好的臨床應(yīng)用前景?，F(xiàn)就此項(xiàng)技術(shù)的臨床應(yīng)用及進(jìn)展作一綜述。

1 深低溫冷凍滅活原理

深低溫冷凍滅活可直接導(dǎo)致細(xì)胞膜及細(xì)胞器被破壞從而間接引起微小血管的血栓形成［6，7］。伴隨著溫度的降低，細(xì)胞發(fā)生高度濃聚、脫水及蛋白質(zhì)變性，導(dǎo)致細(xì)胞膜及細(xì)胞內(nèi)的酶促機(jī)制受到破壞；隨著溫度的快速下降，細(xì)胞內(nèi)冰晶形成，細(xì)胞膜和細(xì)胞器的機(jī)械通道被破壞、損傷。經(jīng)反復(fù)循環(huán)冷凍后，組織之間的傳導(dǎo)增加，擴(kuò)大了對組織的破壞。細(xì)胞的間接損害是由于冷凍后血管局部缺血，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。血管壁損傷可能的原因是血管周圍的細(xì)胞水合作用，導(dǎo)致周圍血管擴(kuò)張和機(jī)械性損傷或直接損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞。兩種途徑最終導(dǎo)致滲透性增加、水腫和凝血級聯(lián)，從而引起血管和組織局部缺血或形成微血栓。此外，再灌注損傷在細(xì)胞損傷中也起著重要作用［8］。

2 深低溫冷凍滅活技術(shù)及演變

Marcove等［9］在1968年首次報(bào)道冷凍治療原發(fā)和轉(zhuǎn)移性骨肉瘤，包括動脈瘤樣骨囊腫、骨巨細(xì)胞瘤、軟骨母細(xì)胞瘤、軟骨肉瘤、惡性骨腫瘤和骨肉瘤。具體流程：刮除瘤腔后，將液氮灌入刮除骨腔，然后再解凍，反復(fù)2～3次，以求獲得最大的組織壞死，但這種方法很難處理腫瘤的邊緣。Tsuchiya等［10］開創(chuàng)了一種新的冷凍方法，將經(jīng)液氮處理的瘤體包繞骨肉瘤用于重建，具體方法：將離體骨肉瘤周圍的軟組織及腫瘤組織去除后鉆孔，放置于液氮中20 min，室溫下解凍15 min，再置蒸餾水解凍10 min，然后用內(nèi)固定髓內(nèi)釘或復(fù)合人工假體置換，取得良好的臨床應(yīng)用效果。并在此基礎(chǔ)上改良了冷凍滅活的手術(shù)方式，將腫瘤的一端離斷后，充分刮除骨髓腔內(nèi)腫瘤組織，將周圍正常組織充分保護(hù)后，直接置于液氮中冷凍處理，從而保證了瘤骨連續(xù)性，以利于術(shù)后恢復(fù)，降低術(shù)后病理性骨折及術(shù)中冷凍過程中自體瘤骨凍裂的風(fēng)險(xiǎn)。不過此種處理方式也有弊端，如髓腔內(nèi)腫瘤組織有可能沿著髓腔形成醫(yī)源性腫瘤組織術(shù)中播散。此外，Chen等［11］對早期骨肉瘤患者開展半皮質(zhì)局部切除生物重建技術(shù)，選取6例病灶邊緣至少離對側(cè)骨皮質(zhì)1 cm，AJCC分期為Ⅱa期且對腫瘤化療敏感的患者，其中3例患者經(jīng)冷凍滅活處理，術(shù)后所有患者無機(jī)械性固定失敗及感染，恢復(fù)滿意，術(shù)后平均隨訪52個(gè)月未見局部復(fù)發(fā)及轉(zhuǎn)移。因此認(rèn)為，深低溫冷凍滅活作為一種有效的滅活保肢技術(shù)，特別是在兒童骨肉瘤保留骨骺保肢治療有較大的應(yīng)用前景。

3 深低溫冷凍滅活的免疫學(xué)進(jìn)展

Nishida等［12］報(bào)道了經(jīng)液氮冷凍滅活的小鼠腫瘤組織回植腫瘤小鼠后引起系統(tǒng)性抗腫瘤免疫反應(yīng)，其中部分腫瘤小鼠加用免疫調(diào)節(jié)劑OK-432，其抑制轉(zhuǎn)移瘤的生長效果明顯，表明免疫調(diào)節(jié)劑可能協(xié)同提高抗腫瘤療效。Kawano等［13］報(bào)道腫瘤冷凍滅活組織與樹突狀細(xì)胞（DC）能協(xié)同提高腫瘤特異性免疫和抑制轉(zhuǎn)移灶增長。此外，Nishida等［14］報(bào)道1例17歲全身多發(fā)骨轉(zhuǎn)移骨肉瘤女性患者，經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化療后，進(jìn)行廣泛的右側(cè)股骨手術(shù)切除及液氮滅活復(fù)合重建，術(shù)后經(jīng)化學(xué)輔助治療，DC免疫治療2次，肺部轉(zhuǎn)移灶穩(wěn)定12個(gè)月，骨盆轉(zhuǎn)移灶得到部分緩解，患者2年后死亡。

4 深低溫冷凍滅活技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

像其他生物重建一樣，深低溫冷凍滅活技術(shù)有著其自身優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)包括手術(shù)操作簡單，成本低廉，保留了骨誘導(dǎo)和骨傳導(dǎo)的性能，滅活回植物與宿主骨接觸充分，生物力學(xué)得到保留，滅活回植骨強(qiáng)度大，易與周圍肌腱及韌帶粘連，增強(qiáng)了關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性，無疾病傳播風(fēng)險(xiǎn)，可以增強(qiáng)抗腫瘤的免疫反應(yīng)［10，12］。此外，由于冷凍回植重建涉及使用滅活的瘤骨，滅活回植的強(qiáng)度依靠回植骨結(jié)構(gòu)的完整性，出于這種原因，使用自體瘤骨滅活回植的條件是腫瘤為成骨性病變并且無大范圍的融骨現(xiàn)象發(fā)生。缺點(diǎn)為不能行化療后腫瘤壞死率及整個(gè)標(biāo)本的病理分析，術(shù)后并發(fā)癥包括關(guān)節(jié)軟骨的退行性改變、感染、骨不連、骨折等［10，15］。究其原因考慮與冷凍、解凍步驟相關(guān)，其中快速冷凍和緩慢解凍可導(dǎo)致組織破壞［16］，而慢速冷凍和快速解凍可以更好地保留組織的完整性，降低移植骨溶解的可能［17］；感染、骨不連、骨折的發(fā)生與周圍軟組織的廣泛切除后乏血供有關(guān)，Capanna等［18］發(fā)現(xiàn)自體腓骨復(fù)合移植能夠顯著降低上述并發(fā)癥的發(fā)生。

5 展望

深低溫冷凍滅活回植技術(shù)和外科手術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展及新冷凍設(shè)備的不斷推出，為骨肉瘤生物保肢的應(yīng)用提供了更為先進(jìn)的技術(shù)支持，使深低溫冷凍滅活回植治療骨腫瘤逐漸成為當(dāng)下研究的熱點(diǎn)，但目前對于深低溫冷凍治療確切的作用機(jī)制尚未完全了解。盡管已有大量基礎(chǔ)研究顯示深低溫冷凍治療在骨腫瘤治療中的應(yīng)用價(jià)值，但基礎(chǔ)研究的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)能夠多大程度地轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用尚需實(shí)踐檢驗(yàn)。因此，對深低溫冷凍治療的作用機(jī)制和臨床應(yīng)用值得進(jìn)一步深入研究。

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