Application and research progress of thermal ablation therapy in cystic lesions and cystic-solid tumors

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(Department of Radiology, Peking Union Medical College Hospital, Chinese Academy ofMedical Science & Peking Union Medical College, Beijing 100730, China)

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·綜述·

Application and research progress of thermal ablation therapy in cystic lesions and cystic-solid tumors

LIBin,LIXiaoguang*

(DepartmentofRadiology,PekingUnionMedicalCollegeHospital,ChineseAcademyofMedicalScience&PekingUnionMedicalCollege,Beijing100730,China)

Cystic lesions and cystic-solid tumors are the common diseases in clinic, but the effective treatment methods and curative effect is limited currently. Using of thermal ablation technique in the treatment of cystic lesions and cystic-solid tumors is of great significance. The clinical application and research progress of thermal ablation therapy in cystic lesions and cystic-solid tumors were reviewed in this article.

Cystic lesions; Cystic-solid tumors; Thermal ablation

目前以熱消融為代表的微創(chuàng)介入技術(shù)發(fā)展迅速，在影像導(dǎo)引下利用物理熱凝作用于原位滅活靶區(qū)腫瘤細(xì)胞，可達(dá)到局部根治或減輕癥狀的治療效果?；趯?shí)體瘤熱消融原理，國(guó)外學(xué)者[1-3]已開始探索并應(yīng)用熱消融治療肝囊腫及囊性腎癌，證實(shí)其在囊性病變或囊實(shí)性腫瘤治療中的安全性及可行性。與傳統(tǒng)外科切除、腹腔鏡開窗減壓術(shù)及化學(xué)硬化治療相比，熱消融治療囊性病變及囊實(shí)性腫瘤具有高效、安全、恢復(fù)周期短等優(yōu)勢(shì)。本文對(duì)熱消融治療囊性病變及囊實(shí)性腫瘤方面的應(yīng)用及研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1　囊性病變及囊實(shí)性腫瘤概述

1.1囊性病變常見于先天性、創(chuàng)傷性及炎癥性改變，如肝囊腫、腎囊腫、甲狀腺囊腫等，根據(jù)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、有無(wú)分隔等，又分為單純性囊腫和復(fù)雜多房性囊腫。以先天性單純囊腫較為常見，該囊腫由實(shí)質(zhì)器官內(nèi)腔管胚胎發(fā)育障礙所致分泌物聚集形成，囊壁薄，囊腔內(nèi)壁被覆一層立方形或柱狀上皮細(xì)胞，且具有分泌黏液的功能，囊液澄清透明，其成分接近體內(nèi)正常組織液。先天性囊腫生長(zhǎng)緩慢，常不引起任何臨床癥狀，多因腹部超聲、CT等影像學(xué)檢查或相關(guān)手術(shù)所發(fā)現(xiàn)，一般無(wú)需處理。一般僅約16%的囊腫可引起臨床癥狀[4]，其中50%以上主要因腹痛、腹脹就診治療[5]。

1.2囊實(shí)性腫瘤實(shí)體腫瘤多由于生長(zhǎng)快而易出現(xiàn)內(nèi)部出血、壞死及囊性變，導(dǎo)致組織的不均質(zhì)性，如空洞型肺癌、巨大肝癌或肝轉(zhuǎn)移癌囊性變等。部分腫瘤本身即以囊性為主，如囊性腎癌、卵巢囊腺癌、胰腺漿液性囊腺瘤、黏液性囊腺瘤或癌等；部分腫瘤在靶向藥物治療后易出現(xiàn)囊變，如胃腸道間質(zhì)瘤。針對(duì)囊實(shí)性腫瘤多表現(xiàn)為腫瘤呈乳頭狀向囊腔突出，或腫瘤位于囊壁及分隔，囊腔內(nèi)充滿漿液或血性囊液[6]。影像學(xué)顯示為病灶內(nèi)密度更低的囊性區(qū)，CT值多小于 20 HU，一般其囊內(nèi)可見軟組織密度壁結(jié)節(jié)、液-液界面或厚壁分隔、囊壁不均勻增厚等，實(shí)性部分呈不同程度強(qiáng)化。CT在診斷囊實(shí)性腫瘤中有較好的敏感度和特異度，同時(shí)可經(jīng)CT導(dǎo)引穿刺活檢病變以明確病理，準(zhǔn)確地鑒別囊實(shí)性腫瘤與假性囊腫，對(duì)制定治療策略及評(píng)估預(yù)后具有重要意義。

2　治療方法及應(yīng)用

2.1外科切除及腹腔鏡開窗減壓術(shù)針對(duì)巨大囊腫(直徑>5 cm)或多發(fā)囊腫壓迫鄰近重要解剖結(jié)構(gòu)及正常臟器，出現(xiàn)惡心、嘔吐、腹脹、腹部隱痛不適等癥狀，體格檢查可能觸及腹部腫塊和臟器腫大，自發(fā)性或外傷性因素易導(dǎo)致出血、破裂及感染等并發(fā)癥，應(yīng)盡早給予治療。傳統(tǒng)的治療方式以囊腫“開窗術(shù)”或“去頂術(shù)”為主，即在外科手術(shù)或腹腔鏡下切除部分囊壁，排空囊液后使囊腔向腹腔開放。隨著腔鏡技術(shù)的發(fā)展，腹腔鏡去頂減壓治療已經(jīng)逐漸替代外科手術(shù)，成為手術(shù)的“金標(biāo)準(zhǔn)”[7]，顯著降低了并發(fā)癥發(fā)生率和復(fù)發(fā)率，提高了患者對(duì)手術(shù)的耐受性，有更高的療效/風(fēng)險(xiǎn)比。Pankaj等[7]采用對(duì)照研究方法對(duì)657位診斷為肝囊腫的患者進(jìn)行回顧性分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)腹腔鏡開窗術(shù)存在手術(shù)及住院時(shí)間短、術(shù)中出血量少等優(yōu)勢(shì)。但有學(xué)者[8]認(rèn)為腹腔鏡下治療效果與囊腫的位置關(guān)系密切，當(dāng)囊腫位于臟器實(shí)質(zhì)深部或背側(cè)時(shí)，腹腔鏡下難以徹底切除，囊壁易殘留，且術(shù)后膈肌與肝面靠攏閉合易導(dǎo)致復(fù)發(fā)，此時(shí)應(yīng)進(jìn)行開腹手術(shù)；當(dāng)囊腫體積較大，開窗后囊壁大量滲液，腹膜難以在短時(shí)間內(nèi)吸收，則需在殘余囊腔內(nèi)放置負(fù)壓引流管持續(xù)引流。

2.2化學(xué)硬化治療1985年Bean等[9]采用囊液抽吸后囊腔內(nèi)注入硬化劑-無(wú)水乙醇的方法治療肝囊腫，從而為肝囊腫經(jīng)皮微創(chuàng)治療開創(chuàng)了新途徑，其有創(chuàng)傷小、操作簡(jiǎn)單、費(fèi)用低廉等優(yōu)點(diǎn)。常用的硬化劑有無(wú)水乙醇、乙酸、魚肝油酸鈉、博萊霉素、平陽(yáng)霉素等[10]，以無(wú)水乙醇應(yīng)用較為廣泛，其作用于囊壁上皮，可導(dǎo)致組織細(xì)胞脫水，蛋白質(zhì)凝固變性，改變生物膜蛋白及脂質(zhì)大分子的比例，降低氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)率，造成鈣離子內(nèi)流通道異常，進(jìn)而破壞囊壁內(nèi)皮導(dǎo)致失去分泌功能；同時(shí)產(chǎn)生無(wú)菌性炎癥使囊壁粘連，致囊腔閉合[11]。對(duì)于橫徑>5 cm的囊腫，可通過(guò)在囊腔內(nèi)置管引流并多次注入硬化劑沖洗，對(duì)囊壁起到最大限度的破壞作用；可避免對(duì)患者反復(fù)穿刺[12]。但由于高濃度乙醇刺激性較強(qiáng)，注入腔內(nèi)后局部反應(yīng)強(qiáng)烈可引起上皮組織皺縮、囊壁整體變厚從而影響藥物的彌散效果，以及術(shù)中組織吸收造成酒精性過(guò)敏和劇烈疼痛等并發(fā)癥。因此，對(duì)于部分囊性變組織，無(wú)水乙醇治療存在安全性較差、治療不徹底、病變易復(fù)發(fā)等問題[13]。

3　熱消融原理及治療機(jī)制

熱消融是于局部靶區(qū)產(chǎn)生高熱效應(yīng)而達(dá)到滅活腫瘤細(xì)胞的治療方法，根據(jù)熱能的產(chǎn)生及傳導(dǎo)方式不同，主要分為射頻消融(radiofrequency ablation, RFA)、微波消融術(shù)(microwave ablation， MWA)、激光消融術(shù)(laser ablation, LA)和HIFU。其中RFA、MWA分別是使組織細(xì)胞內(nèi)、外液體中的大量帶電粒子(鈉離子、鉀離子和氯離子等)在交變電場(chǎng)作用下產(chǎn)生振動(dòng)，并與周圍離子或分子發(fā)生碰撞而產(chǎn)熱；組織中的極性分子(水分子和蛋白質(zhì)分子)的偶極矩在電場(chǎng)中由無(wú)規(guī)則取向轉(zhuǎn)為順應(yīng)外電場(chǎng)方向取向，取向極化時(shí)由于分子頻繁跟隨外電場(chǎng)的方向變化，轉(zhuǎn)動(dòng)慣性較大，在消耗電場(chǎng)能量的同時(shí)轉(zhuǎn)化為熱能，致靶組織凝固性壞死[14]。LA和HIFU則直接利用光熱效應(yīng)及高能超聲波聚焦于特定靶區(qū)，產(chǎn)生瞬間高溫達(dá)到靶組織凝固性壞死。

熱消融效應(yīng)對(duì)細(xì)胞的損傷及破壞程度與組織受熱后的溫度變化相關(guān)。研究[15]表明當(dāng)受熱溫度達(dá)42～45℃，持續(xù)30～60 min，會(huì)造成細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)(包括膜蛋白)的變性；當(dāng)組織溫度大于60℃時(shí)，會(huì)即刻使組織細(xì)胞變性、凝固性壞死。其中高溫可破壞細(xì)胞核和染色質(zhì)，抑制RNA、DNA復(fù)制及蛋白質(zhì)的合成[16]，導(dǎo)致細(xì)胞死亡；同時(shí)高熱致細(xì)胞胞漿中溶酶體活性增高，導(dǎo)致胞膜破裂，細(xì)胞質(zhì)外溢，且造成細(xì)胞膜液晶相發(fā)生改變，引起膜的流動(dòng)性和通透性改變。熱消融在誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、與放化療的協(xié)同增敏及提高抗腫瘤免疫反應(yīng)[17]等方面同樣有重要作用。

4　熱消融治療技術(shù)

4.1RFARFA是目前應(yīng)用于實(shí)體性腫瘤最廣泛的消融治療技術(shù)，其原理是對(duì)靶區(qū)腫瘤施以200～650 kHz的高頻交變電流，使腫瘤組織內(nèi)的離子在高速交變電場(chǎng)中相互摩擦、碰撞，使局部溫度顯著增高而產(chǎn)生熱生物學(xué)效應(yīng)。Rhim等[1-3]采用RFA治療肝囊腫及囊性腎癌，取得了較好的臨床療效。國(guó)內(nèi)學(xué)者采用RFA治療會(huì)厭囊腫，發(fā)現(xiàn)RFA效果與術(shù)中選擇的功率大小及消融時(shí)間長(zhǎng)短呈正相關(guān)，RFA作用的局部靶區(qū)組織內(nèi)含水量越多，在單位時(shí)間內(nèi)可越多地吸收電磁波能量，并充分產(chǎn)熱升溫，可用于治療囊腫[18]。而對(duì)于體積較大(直徑>5 cm)的肝囊腫常將集束電極穿刺至囊腫抽出囊液后再行RFA治療，以充分破壞囊腫內(nèi)壁上皮細(xì)胞[19]。Du等[19]采用經(jīng)超聲引導(dǎo)下RFA治療肝單發(fā)或多發(fā)囊腫，63例患者中34例(直徑<5 cm)治療后3個(gè)月未見復(fù)發(fā)；21例(直徑5～10 cm)病灶縮小70%以上；8例(直徑>10 cm)病灶縮小60%，提示RFA治療創(chuàng)傷小、療效確切、安全。

4.2MWAMWA是通過(guò)向周圍介質(zhì)(實(shí)體組織或液體)以輻射電磁波的形式傳遞能量，隨輻射能量的增加，熱場(chǎng)區(qū)域的介質(zhì)中發(fā)生熱量的聚集和傳遞，以實(shí)現(xiàn)組織溫度升高，實(shí)體組織表現(xiàn)為變性和凝固性壞死[20]，液體組織表現(xiàn)為整體溫度的升高。在熱量傳導(dǎo)方面，根據(jù)組織內(nèi)熱學(xué)公式：Qh=σ|Е|2，熱產(chǎn)生率(Qh)與所施加的電場(chǎng)幅值(Е)的平方及有效傳導(dǎo)率(σ)呈正比，有效傳導(dǎo)率越高，產(chǎn)熱率越高[21]，囊性病變?yōu)楦凰M織且相對(duì)乏氧，較正常實(shí)體組織對(duì)熱更敏感，MWA利用微波的熱效應(yīng)，可使囊性及囊實(shí)性病變達(dá)到熱毀損的治療效果，較化學(xué)消融治療更加安全高效。Carrafiello[22-23]等報(bào)道微波在囊性腎癌中的臨床應(yīng)用，證實(shí)MWA在囊性病變或囊實(shí)性腫瘤治療中安全、可行。對(duì)治療頜骨囊性病變[24]、肝囊腫及包蟲囊腫[25]等也取得了一定的臨床療效。與RFA相比，MWA具有功率、消融范圍大、升溫快、電磁波傳遞能量受周圍介質(zhì)限制較少等優(yōu)勢(shì)[26]。對(duì)于高齡、無(wú)法耐受或拒絕外科手術(shù)、病變鄰近重要臟器者，通過(guò)選擇微創(chuàng)消融的治療方式可獲得相對(duì)滿意的治療效果[27]。

4.3LA及 HIFULA是將光纖導(dǎo)入腫瘤組織內(nèi)發(fā)射或散射激光并轉(zhuǎn)化為熱能，在以激光束為軸心的周圍約1.5～2.0 cm區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生熱壞死效應(yīng)，在瘤體縮小的同時(shí)也保護(hù)了毗鄰結(jié)構(gòu)[28]。激光熱效應(yīng)可破壞會(huì)厭黏液囊腫[29]及耳廓假囊腫[30]的囊壁，且效果滿意。

HIFU是通過(guò)體外的低能量超聲波，經(jīng)超聲準(zhǔn)確聚焦于靶組織，在焦點(diǎn)處產(chǎn)生數(shù)千倍的能量疊加，利用瞬間高溫使靶區(qū)(腫瘤)組織凝固性壞死[31]，并具有空化效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)及聲化學(xué)效應(yīng)[32]等特點(diǎn)。但受聲波的反射差異、含氣空腔以及骨組織吸收的影響，HIFU在囊性病變的應(yīng)用方面少有報(bào)道。

5　小結(jié)與展望

囊性病變和囊實(shí)性腫瘤臨床發(fā)病率高、組織結(jié)構(gòu)復(fù)雜、病變類型多樣，外科手術(shù)創(chuàng)傷大、并發(fā)癥多，而化學(xué)消融療效欠佳。熱消融治療具有高效、安全等特點(diǎn)，將為囊性病變和囊實(shí)性腫瘤的微創(chuàng)介入治療提供一新型的有效手段。盡管熱消融對(duì)囊性及囊實(shí)性病變熱毀損作用安全、可行，但缺乏對(duì)其作用機(jī)制、病理學(xué)改變的基礎(chǔ)性研究，且對(duì)于消融有效溫度和作用時(shí)間等參數(shù)均有待研究。

[1]Rhim H, Kim YS, Heo JN, et al. Radiofrequency thermal ablation of hepatic cyst. J Vasc Interv Radiol, 2004,15(1):95-97.

[2]Song H, Rhim H, Choi JB, et al. Radiofrequency thermal ablation of benign cystic lesion: An experimental pilot study in a porcine gallbladder model. J Korean Radiol Soc, 2001,44(5):571-576.

[3]Park BK, Kim CK, Lee HM. Image-guided radiofrequency ablation of Bosniak category Ⅲ or Ⅳ cystic renal tumors: Initial clinical experience. Eur Radiol, 2008,18(7):1519-1525.

[4]Caremani M, Vincenti A, Benci A, et al. Ecographic epidemiology of non-parasitic hepatic cysts. J Clin Ultrasound, 1993,21(2):115-118.

[5]Klotz HP, Schlumpf R, Weder W, et al. Minimal invasive surgery for treatment of enlarged symptomatic liver cysts. Surg Laparosc Endosc, 1993,3(4):351-353.

[6]Hartman DS, Davis CJ, Johns T, et al. Cystic renal cell carcinoma. Urology, 1986,28(2):145-153.

[7]Pankaj P. Laparoscopic fenestration vs open fenestration in patients with congenital hepatic cysts: A meta-analysis. World J Gastroenterol, 2011,17(28):3359-3365.

[8]于群章,黃志清.經(jīng)腹腔鏡肝囊腫切除開窗術(shù)的體會(huì).肝膽胰外科雜志,2000,12(2):107.

[9]Bean WJ, Rodan BA. Hepatic cysts: Treatment with alcohol. AJR Am J Roentgenol, 1985,144(2):237-241.

[10]Yonguc T, Sen V, Aydogdu O, et al. The comparison of percutaneous ethanol and polidocanol sclerotherapy in the management of simple renal cysts. Int Urol Nephrol, 2015,47(4):603-607.

[11]Suh CH, Baek JH, Ha EJ, et al. Ethanol ablation of predominantly cystic thyroid nodules: Evaluation of recurrence rate and factorsrelated to recurrence. Clin Radiol, 2015,70(1):42-47.

[12]Gao F, Gu YK, Fan WJ, et al. Evaluation of transarterial chemoembolization combined with percutaneous ethanol ablation for large hepatocellular carcinoma. World J Gastroenterol, 2011,17(26):3145-3150.

[13]Koutlidis N, Joyeux L, Méjean N, et al. Management of simple renal cysts in children: French multicenter experience of 36 cases and review of the literature. J Pediatr Urol, 2015,11(3):113-117.

[14]Lee JM, Han JK, Kim SH, et al. Bipolar radiofrequency ablation in ex vivo bovine liver with the open-perfused system versus the cooled-wet system. Eur Radiol, 2005,15(15):759-764.

[15]Welch AJ, Motamedi M, Rastegar S, et al. Laser thermal ablation. Photochem Photobiol, 1991,53(6):815-823.

[16]Hildebrandt B, Wust P, Ahlers O, et al. The cellular and molecular basis of hyperthermia. Crit Rev Oncol Hematol, 2002,43(1):33-56.

[17]Midis GP, Fabian DF, Lefor AT. Lymphocyte migration to tumors after hyperthermia and immunotherapy. J Surg Res, 1992,52(5):530-536.

[18]黃金忠,佟威,凌威,等.射頻熱凝治療會(huì)厭囊腫30例臨床觀察.右江民族醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2006,28(5):820-821.

[19]Du XL, Ma QJ, Wu T, et al. Treatment of hepatic cysts by B-ultrasound-guided radiofrequency ablation. Hepatobiliary Pancreat Dis Int, 2007,6(3):330-332.

[20]Lubner MG, Brace CL, Hinshaw JL, et al. Microwave tumor ablation: Mechanism of action, clinical results, and devices. J Vasc Interv Radiol, 2010,21(8 Suppl):S192-S203.

[21]Duck FA. Physical properties of tissue: A comprehensive reference book. San Diego: Acdemic Press, 1990.

[22]Carrafiello G, Dionigi G, Ierardi AM, et al. Efficacy, safety and effectiveness of image-guided percutaneous microwave ablation in cystic renallesions Bosniak Ⅲ or Ⅳ after 24 months follow up. Int J Surg, 2013,11(Suppl 1):S30-S35.

[23]Floridi C, De Bernardi I, Fontana F, et al. Microwave ablation of renal tumors: State of the art and development trends. Radiol Med, 2014,119(7):533-540.

[24]張志杰.微波熱凝加手術(shù)治療頜骨囊性病變的臨床分析.現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生,2002,18(2):107.

[25]Eslamirad Z, Soleimani H, Hajihossein R, et al. Evaluation of lethal effect of microwave exposure on protoscolices of hydatid cyst in vitro. Asian Pac J Trop Dis, 2015,5(10):821-824.

[26]Hines-Peralta AU, Pirani N, Clegg P, et al. Microwave ablation: Results with a 2.45-GHz applicator in ex vivo bovine and in vivo porcine liver. Radiology, 2006,239(1):94-102.

[27]Antonini F, Fuccio L, Fabbri C, et al. Management of serous cystic neoplasms of the pancreas. Expert Rev Gastroenterol Hepatol, 2015,9(1):115-125.

[28]Ritz JP, Kai SL, Mols A, et al. Laser-induced thermotherapy for lung tissue—evaluation of two different internally cooled application systems for clinical use. Lasers in Med Sci, 2008,23(2):195-202.

[29]仇榮星,朱麗麗,張菁.Nd∶YAG激光治療會(huì)厭黏液囊腫.中國(guó)激光醫(yī)學(xué)雜志,2009,18(3):199.

[30]宋建濤,宋鴻艷,楊春光.高功率半導(dǎo)體激光治療耳廓假性囊腫7例.臨床耳鼻咽喉頭頸外科雜志,2009,23(10):469-471.

[31]陳飛,耿聰,王琦,等.HIFU“帽式”消融方法的可行性研究.中國(guó)介入影像與治療學(xué),2015,12(12):768-772.

[32]李興,李非,易良波,等.相變納米液滴和微泡增強(qiáng)HIFU在體模中所致凝固性壞死的對(duì)比.中國(guó)介入影像與治療學(xué),2015,12(7):441-444.

李彬 (1987—)，男，山東濟(jì)南人，在讀博士。研究方向：血管及腫瘤疾病介入治療。E-mail: libin_victor@sina.com

李曉光，中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)院放射科，100730。E-mail: xglee88@126.com

2016-03-26

2016-06-03

10.13929/j.1672-8475.2016.07.013

熱消融治療囊性病變及囊實(shí)性腫瘤的應(yīng)用及研究進(jìn)展

李彬綜述，李曉光*審校

(中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)院放射科，北京100730)

囊性病變與囊實(shí)性腫瘤為臨床常見疾病，目前對(duì)其治療方法及療效評(píng)價(jià)有限，基于影像引導(dǎo)下實(shí)體腫瘤熱消融原理，對(duì)有效治療囊性病變及囊實(shí)性腫瘤具有重要意義。本文對(duì)熱消融治療囊性病變及囊實(shí)性腫瘤方面的應(yīng)用及研究進(jìn)展予以綜述。

囊性病變；囊實(shí)性腫瘤；熱消融

R815

A

1672-8475(2016)07-0442-04