不可逆電穿孔肝癌消融臨床應(yīng)用的系統(tǒng)分析

岑澤南，包家立，陳新華

1. 浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院 浙江省生物電磁學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 生物物理與醫(yī)學(xué)工程研究組，浙江 杭州 310058；2. 浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院 肝膽胰外科，浙江 杭州 310003

引言

肝癌是世界上發(fā)病率和死亡率較高的惡性腫瘤之一[1]。手術(shù)切除術(shù)是肝癌治療的首選方案，但只適用于極早期和早期A1期患者，為不到肝癌患者總數(shù)的20%[2]。對(duì)于A2期及以后的肝癌治療，美國(guó)國(guó)立綜合癌癥網(wǎng)絡(luò)小組認(rèn)為局部區(qū)域治療應(yīng)是肝切除術(shù)不適用患者的首選方法[3]。腫瘤消融技術(shù)因其微創(chuàng)、有效、并發(fā)癥少等特點(diǎn)適合于這類患者的治療[4]，如射頻消融（Radiofrequency Ablation，RFA）[5]和微波消融（Microwave Ablation，MWA）[6]。對(duì)于小肝癌患者，腫瘤消融技術(shù)甚至優(yōu)先于手術(shù)治療[7]。然而，腫瘤往往侵蝕毗鄰血管和神經(jīng)組織，基于熱效應(yīng)的RFA和MWA會(huì)對(duì)這些組織造成熱損傷，引起重度并發(fā)癥[8-9]。此外，血流的“散熱效應(yīng)”還可能導(dǎo)致大血管附近的腫瘤組織消融不完全[10-11]。

2002年，出現(xiàn)一種采用高壓電脈沖致細(xì)胞膜形成不可逆孔道使腫瘤細(xì)胞死亡的不可逆電穿孔（Irreversible Electroporation，IRE）[12]，而不影響結(jié)締組織和膠原蛋白的結(jié)構(gòu)[13]，保護(hù)腫瘤毗鄰血管和神經(jīng)，且不受血流“散熱效應(yīng)”影響。2011年，美國(guó)FDA批準(zhǔn)了一種利用IRE進(jìn)行腫瘤消融的納秒刀（NanoKnife），在多個(gè)國(guó)家和地區(qū)進(jìn)行推廣和應(yīng)用[14]。2014年，該技術(shù)進(jìn)入我國(guó)進(jìn)行臨床試驗(yàn)。為了在我國(guó)推廣應(yīng)用前，對(duì)這種技術(shù)的安全性和有效性有充分了解，本文對(duì)已經(jīng)應(yīng)用并報(bào)導(dǎo)的臨床效果進(jìn)行Meta分析，為在我國(guó)推廣應(yīng)用提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 文獻(xiàn)檢索

系統(tǒng)檢索五種數(shù)據(jù)庫(kù)PubMed、Web of Science、Cochrane Library、Embase、Scopus自 建 庫(kù) 以 來(lái) 至2019年6月所有關(guān)于納秒刀臨床治療肝癌的研究，文獻(xiàn)語(yǔ)言限定為中文和英文。檢索術(shù)語(yǔ)為“l(fā)iver cancer‘AND’ irreversible electroporation”“IRE ‘AND’ liver cancer”“irreversible electroporation ‘AND’ hepato-cellular carcinoma”“IRE ‘AND’ hepatocellular carcinoma”。

1.2 納入和排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：① 研究對(duì)象為原發(fā)性和轉(zhuǎn)移性肝癌人群；② 應(yīng)用IRE技術(shù)進(jìn)行臨床治療；③ 原始研究；④ 明確的研究開(kāi)展或發(fā)表年限。排除標(biāo)準(zhǔn)：① 重復(fù)發(fā)表的文章；② 數(shù)據(jù)來(lái)源不清晰的文章；③ 綜述、會(huì)議文章、支持材料、病例報(bào)告、專利；④ 不含任何一項(xiàng)與技術(shù)安全有效性相關(guān)的數(shù)據(jù)，包括腫瘤復(fù)發(fā)數(shù)、完全消融數(shù)、并發(fā)癥發(fā)生數(shù)。

1.3 文獻(xiàn)篩選和數(shù)據(jù)提取

由3位研究人員獨(dú)立進(jìn)行文獻(xiàn)篩選，所有研究特征以及結(jié)果數(shù)據(jù)均從納入研究中提取匯總，如遇分歧，通過(guò)討論確定。所提取數(shù)據(jù)包括文獻(xiàn)主要作者、出版年份、國(guó)家地區(qū)、研究人群特征、腫瘤尺寸、隨訪時(shí)間、腫瘤類型、影像學(xué)方法和結(jié)局指標(biāo)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用基于方差倒數(shù)加權(quán)固定效應(yīng)模型的誤差隨機(jī)效應(yīng)模型和DerSimonian and Laird（D-L）法計(jì)算腫瘤復(fù)發(fā)率、完全消融率和并發(fā)癥發(fā)生率的匯總效應(yīng)量和置信區(qū)間（Confidence Interval，CI）。對(duì)于無(wú)對(duì)照二分類資料，采用比值類指標(biāo)[15]。

采用Stata 14.0版軟件對(duì)本研究進(jìn)行Meta分析。使用I2值檢驗(yàn)文獻(xiàn)之間的異質(zhì)性大小：I2≥50%表明高度異質(zhì)性，采用隨機(jī)效應(yīng)模型；反之采用固定效應(yīng)模型。本篇Meta分析包括18篇研究，因?yàn)闃颖玖枯^小，不適宜采用漏斗圖檢測(cè)發(fā)表偏倚。

2 結(jié)果

2.1 文獻(xiàn)檢索結(jié)果與納入文獻(xiàn)特征

文獻(xiàn)檢索流程詳見(jiàn)圖1，總共檢索出1462篇文獻(xiàn)，在刪除了686篇重復(fù)文獻(xiàn)后，審查了剩余776篇文獻(xiàn)的標(biāo)題和摘要，其中702篇文獻(xiàn)被排除，因其歸屬于其他類型的文獻(xiàn)：綜述137篇；基礎(chǔ)研究133篇；其他癌癥治療105篇；會(huì)議、支持材料、病理報(bào)告或?qū)＠?15篇；不相關(guān)文獻(xiàn)212篇。在全文篩查評(píng)估后排除另外56篇不含安全有效性相關(guān)數(shù)據(jù)的文獻(xiàn)，最終納入18篇文獻(xiàn)進(jìn)行Meta分析[16-33]。

圖1 文獻(xiàn)檢索流程

納入文獻(xiàn)的基本特征，見(jiàn)表1。18篇文獻(xiàn)共計(jì)565名受試者和771例病變?；谖墨I(xiàn)信息，本Meta分析的受試者平均年齡為62.5歲，上至90歲，下至22歲，其中74%（406/545）的受試者為男性。肝臟腫瘤的平均尺寸（最大直徑）為 2.34（0.2～11.0）cm。

表1 納入文獻(xiàn)特征

2.2 Meta分析結(jié)果

（1）腫瘤復(fù)發(fā)率。是指文獻(xiàn)中復(fù)發(fā)數(shù)占總病變數(shù)的比例。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，納入研究的總復(fù)發(fā)率為25%（82/329），其病變數(shù)、復(fù)發(fā)數(shù)、復(fù)發(fā)原因的具體信息，見(jiàn)表2。腫瘤復(fù)發(fā)率的Meta分析結(jié)果，見(jiàn)圖2，其合并效應(yīng)量為36% （95%CI：28%，46%）。因37%I2表明納入文獻(xiàn)的低異質(zhì)性，采用固定效應(yīng)模型。

圖2 腫瘤復(fù)發(fā)率的森林圖

表2 腫瘤復(fù)發(fā)特征

（2）完全消融率：是指文獻(xiàn)中病變的完全消融數(shù)占總病變數(shù)的比例。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，納入研究的總完全消融率為91%（515/565），其病變的平均尺寸及范圍、病變數(shù)、完全消融數(shù)、消融腫瘤類型，見(jiàn)表3。完全消融率的Meta分析結(jié)果詳見(jiàn)圖3，其合并效應(yīng)量為840%（95%CI：503%，1403%)。因58%I2表明納入文獻(xiàn)的高異質(zhì)性，采用隨機(jī)效應(yīng)模型。

表3 完全消融特征

圖3 完全消融率的森林圖

（3）并發(fā)癥發(fā)生率：是指文獻(xiàn)中并發(fā)癥發(fā)生數(shù)與IRE程序數(shù)的比值，其中程序數(shù)術(shù)語(yǔ)“session”與“procedure”同義[34]。若文獻(xiàn)未表明程序數(shù)，則以病變總數(shù)計(jì)為程序數(shù)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，納入研究的并發(fā)癥發(fā)生率為18%（129/708），其中輕微并發(fā)癥率為10.0%（71/708），重度并發(fā)癥率為8.2%（58/708），其程序數(shù)、并發(fā)癥發(fā)生數(shù)及并發(fā)癥類型，見(jiàn)表4。并發(fā)癥發(fā)生率的Meta分析結(jié)果，見(jiàn)圖4，其合并效應(yīng)量為26%（95%CI：18%，38%），因66%I2表明高異質(zhì)性，采用隨機(jī)效應(yīng)模型。

圖4 并發(fā)癥發(fā)生率的森林圖

3 討論

（1）并發(fā)癥是IRE臨床安全性指標(biāo)，介入放射學(xué)將并發(fā)癥結(jié)果分為輕微并發(fā)癥（A～B級(jí)）和重大并發(fā)癥（C～F級(jí)）[35]，并對(duì)即時(shí)并發(fā)癥（術(shù)后6～24 h）、圍手術(shù)期并發(fā)癥（30 d內(nèi)）和延遲并發(fā)癥（30 d以上）進(jìn)行區(qū)分，認(rèn)識(shí)特定并發(fā)癥發(fā)生時(shí)間，確定采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施[34]。Meta分析結(jié)果表明心律失常、氣胸、靜脈血栓形成、疼痛、出血和肝膿腫是納秒刀肝癌消融后的主要并發(fā)癥類型（表4）。一般認(rèn)為心律失常是電極釋放的高頻電脈沖所致，在IRE治療中，高頻電脈沖釋放應(yīng)與心動(dòng)周期同步[36]，如與心電R波同步[37]。氣胸與電極經(jīng)胸腔穿刺有關(guān)，可能伴隨胸腔積液、血胸等并發(fā)癥。必要時(shí)，需要胸腔穿刺置管引流。電極穿刺路徑避免經(jīng)過(guò)胸腔，損傷肺臟，降低氣胸及出血風(fēng)險(xiǎn)。臨床上采用注射液體或空氣產(chǎn)生人工氣胸，以分離腫瘤與組織[34]。靜脈血栓形成主要發(fā)生在門靜脈系統(tǒng)內(nèi)，對(duì)于肝臟體積明顯減少（如肝切除后）和肝功能受損的患者應(yīng)特別小心[38]。IRE機(jī)理雖是非熱效應(yīng)，但通電電極仍能釋放熱量，目前尚不清楚血栓形成是否與IRE熱量有關(guān)[39]。與RFA類似，疼痛也是IRE治療后的普遍現(xiàn)象，一般出現(xiàn)于術(shù)后12 h內(nèi)，24 h后明顯緩解，多為輕度可耐受[17]。與RFA和MWA相比，IRE更易導(dǎo)致出血[21]，這可能與IRE能量較低不足以引起血管凝閉有關(guān)，而RFA和MWA會(huì)對(duì)腫瘤周圍血管加熱，產(chǎn)生凝血[40]。IRE術(shù)后24～72 h CT檢查表明，IRE消融區(qū)及周邊多數(shù)會(huì)出現(xiàn)氣泡[73.1%（38/52）]，嚴(yán)重時(shí)可產(chǎn)生肝膿腫[7.7%（4/52）]，可能是IRE消融時(shí)高電流引起水電解[41]。

表4 并發(fā)癥特征

綜上所述，RFA和MWA的輕微并發(fā)癥率分別為5.9%和5.7%，重度為4.1%和4.6%[42]。而本文結(jié)果顯示IRE的輕微并發(fā)癥率為10.0%，重度為8.2%，因此，IRE技術(shù)還需改進(jìn)，尤其是電脈沖釋放協(xié)議、術(shù)前仿真需要進(jìn)一步加強(qiáng)研究。RFA與MWA的熱效應(yīng)損傷腫瘤毗鄰血管和神經(jīng)，而IRE對(duì)腫瘤毗鄰血管和神經(jīng)損傷小。因此，IRE對(duì)腫瘤消融還是有優(yōu)勢(shì)的。

（2）腫瘤復(fù)發(fā)率是IRE臨床有效性的評(píng)價(jià)指標(biāo)。局部腫瘤復(fù)發(fā)意味著在根除所有腫瘤細(xì)胞后，消融邊緣出現(xiàn)新的腫瘤病灶[34]，大多數(shù)消融的影像學(xué)評(píng)估無(wú)法明確描述腫瘤的“邊緣”[43-44]。復(fù)發(fā)的定義會(huì)影響有效性的評(píng)價(jià)，Cheung等[16]定義復(fù)發(fā)性疾病為治療后一個(gè)月內(nèi)未見(jiàn)病變，但后續(xù)隨訪中于消融區(qū)域或鄰近部位（局部復(fù)發(fā)）或遠(yuǎn)離消融區(qū)域的部位（遠(yuǎn)處復(fù)發(fā)）發(fā)現(xiàn)腫瘤。Sugimoto等[22]定義局部復(fù)發(fā)為消融區(qū)域1 cm內(nèi)的增長(zhǎng)腫瘤。Distelmaier等[28]定義局部復(fù)發(fā)為復(fù)發(fā)性腫瘤出現(xiàn)在消融區(qū)內(nèi)或接近消融區(qū)（<0.5 cm）的鄰近部位。Fruhling等[31]定義局部復(fù)發(fā)為應(yīng)用影像學(xué)方法觀察到消融區(qū)域中殘留的腫瘤。有些研究甚至未定義復(fù)發(fā)的含義[20,23,29,32]。從表2可見(jiàn)，局部復(fù)發(fā)是腫瘤復(fù)發(fā)的主要類型，隨訪時(shí)間較多集中于消融治療的3、6、12月后，但隨訪信息完整的研究并不多見(jiàn)，表明腫瘤復(fù)發(fā)率隨著隨訪時(shí)間的增長(zhǎng)而增高[16,23-24,31-32]。因此，隨訪時(shí)間是影響腫瘤復(fù)發(fā)率的關(guān)鍵因素。復(fù)發(fā)率與腫瘤體積有關(guān)，一般認(rèn)為腫瘤體積越大，局部復(fù)發(fā)率越高[45]。

（3）完全消融率也是IRE臨床有效性的評(píng)價(jià)指標(biāo)。多數(shù)研究認(rèn)為，完全消融的安全余量為0.5 cm[16,20,22-23]或1 cm[24-26,28-29,32]。Shady等[46]認(rèn)為無(wú)論采用何種熱消融技術(shù)，大于0.5 cm的余量對(duì)于局部腫瘤控制至關(guān)重要。本文分析認(rèn)為1 cm安全余量的完全消融率明顯高于0.5 cm的安全余量。目前IRE消融技術(shù)對(duì)腫瘤大小沒(méi)有嚴(yán)格的限制，但一般認(rèn)為直徑≤3cm的腫瘤更加有效[47]，本文分析認(rèn)為腫瘤大小對(duì)完全消融率的影響不大。

IRE消融要求電極對(duì)插入腫瘤的深度一致，間距嚴(yán)格平行。電極對(duì)距離太遠(yuǎn)，則無(wú)法形成足夠的電場(chǎng)強(qiáng)度，導(dǎo)致消融不完全；相反，電極對(duì)距離太近，電場(chǎng)強(qiáng)度過(guò)高，風(fēng)險(xiǎn)較大。腫瘤體積大越，電極對(duì)數(shù)目越多，對(duì)電極的空間擺放位置和操作人員的技術(shù)要求越高。影像3D技術(shù)可以提高腫瘤熱消融后的邊緣準(zhǔn)確性[48]，有望在未來(lái)的IRE治療中得以應(yīng)用。

（4）當(dāng)樣本量較小時(shí)，無(wú)對(duì)照二分類資料可通過(guò)比值類指標(biāo)進(jìn)行Meta分析，但比值類分析對(duì)“全發(fā)生”或“全不發(fā)生”數(shù)據(jù)束手無(wú)策[15]，更加完善的Meta分析方法值得研究。在同一患者身上可能發(fā)生多個(gè)并發(fā)癥，因此，文獻(xiàn)中應(yīng)注明患者并發(fā)癥情況。研究中往往將IRE技術(shù)與其他治療技術(shù)結(jié)合使用，其并發(fā)癥與IRE的相關(guān)性也值得考量。

綜上所述，IRE消融肝臟腫瘤，在毗鄰血管和神經(jīng)的腫瘤治療上具有優(yōu)勢(shì)，但在電脈沖優(yōu)化和術(shù)前仿真上需要加強(qiáng)研究。