冷凍技術(shù)在肺部疾病中的診斷、治療及其并發(fā)癥研究進(jìn)展

冉雪梅 綜述，劉碧翠，胡學(xué)進(jìn)，丁 飛，譚繼玲，王開金 審校

(1.重慶市璧山區(qū)人民醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科，重慶 402760；2.重慶市江津區(qū)中心醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科，重慶 402260)

自古以來，人們就發(fā)現(xiàn)冰具備止痛及抗炎作用，因此人們逐漸發(fā)明出冷凍技術(shù)。冷凍技術(shù)是指通過低溫作用于病變組織，從而殺滅或清除局部病變組織。由于氣管鏡治療技術(shù)(硬質(zhì)和可彎曲氣管鏡)已發(fā)展成熟，基于氣管鏡下的冷凍技術(shù)在診斷和治療呼吸道疾病的優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)。自從NEEL在動物實(shí)驗(yàn)中通過支氣管鏡下冷凍技術(shù)成功處理氣管內(nèi)病變后[1]，該技術(shù)迅速廣泛應(yīng)用于肺部良惡性疾病的診斷與治療，其安全、有效、費(fèi)用低廉等優(yōu)勢日益凸顯。從此引發(fā)了冷凍技術(shù)在肺部疾病支氣管介入治療領(lǐng)域的變革?，F(xiàn)就冷凍技術(shù)在肺部疾病診斷、治療方面的新進(jìn)展及并發(fā)癥進(jìn)行綜述。

1 冷凍技術(shù)原理

冷凍治療的原理是Joule Thomson效應(yīng)。將高壓儲氣罐中液態(tài)冷凍劑(多為液態(tài)二氧化氮)通過噴管快速釋放，在低壓區(qū)迅速膨脹，使冷凍探頭快速降溫至-80 ℃，當(dāng)冷凍探頭接觸病變組織時，使病變組織發(fā)生損傷從而達(dá)到治療作用。冷凍探頭導(dǎo)致機(jī)體損傷原理主要涉及以下3個方面：(1)細(xì)胞損傷效應(yīng)-即時效應(yīng)，包含細(xì)胞內(nèi)外冰晶化、細(xì)胞脫水、細(xì)胞膜脂蛋白變性、酸堿失衡、熱休克[2]。(2)血管損傷效應(yīng)-延時效應(yīng)，當(dāng)病變組織接觸到冷凍探頭時，動脈收縮，同時靜脈堵塞，血管內(nèi)皮出現(xiàn)損傷，甚至還可激活內(nèi)源性、外源性凝血機(jī)制，形成血栓，誘發(fā)組織出現(xiàn)代謝問題，導(dǎo)致組織缺血和壞死，從而達(dá)到止血及治療作用。(3)免疫反應(yīng)，冷凍治療可引發(fā)炎癥反應(yīng)，增強(qiáng)局部免疫作用，刺激機(jī)體產(chǎn)生針對腫瘤的特異性抗體[3]。

冷凍治療方式分為直接接觸式和非接觸式。直接接觸包含冷凍融解治療(即“凍融治療”)和冷凍切除治療(即“凍切治療”)。凍融治療：通過-70 ℃～-60 ℃的低溫冷凍探頭直接接觸病變組織，持續(xù)30 s至4 min后解凍。通過反復(fù)冷凍和溶解，從而達(dá)到止血及誘導(dǎo)組織壞死的目的。由于該方法有延遲性，所以不能單獨(dú)用于解決急性氣道梗阻，應(yīng)注意與其他氣道介入治療方式聯(lián)用。凍切治療為將冷凍探頭直接接觸病變組織，病變組織緊密黏附在探頭上，在冰凍狀態(tài)下直接撕脫取出組織，從而快速開通氣道及取活檢[2]。

非接觸式冷凍技術(shù)是指噴射冷凍治療，即使用1根7F導(dǎo)管運(yùn)輸液氮直接噴射病變組織，使病變組織在-196 ℃低溫下瞬間凍結(jié)[4]。

2 冷凍技術(shù)診斷肺部疾病

2.1肺部腫瘤 冷凍活檢可應(yīng)用于診斷肺部腫瘤。在診斷中央支氣管外生型病變研究方面，AKTAS等[5]等研究證實(shí)了冷凍活檢技術(shù)在肺癌患者中顯示出較高的確診率且未增加并發(fā)癥的發(fā)生。同時NASU等[6]在53例周圍性肺癌病例研究中，也證實(shí)冷凍肺活檢可以顯著提高肺癌診斷有效率，同時有助于鑒別氣管壁外病變。HAENTSCHEL等[7]回顧性分析了414例經(jīng)組織學(xué)證實(shí)且已知EGFR突變狀態(tài)的非小細(xì)胞肺癌患者。通過支氣管鏡冷凍活檢獲得的腫瘤標(biāo)本與經(jīng)支氣管鏡鉗夾技術(shù)獲得的腫瘤標(biāo)本進(jìn)行比較，結(jié)果顯示，與鉗活檢相比，冷凍肺活檢提高了腫瘤驅(qū)動基因EGFR突變的檢出率(19.6%vs.6.5%，P<0.05)；同時，UDAGAWA等[8]開展的一項(xiàng)涉及121例患者同時采用冷凍肺活檢及傳統(tǒng)鉗夾活檢研究中發(fā)現(xiàn)，冷凍肺活檢可以取得更大、質(zhì)量更好的肺癌組織樣本，有助于肺癌患者PD-L1表達(dá)的檢測。因此，冷凍肺活檢是一種安全、有效的工具，可以進(jìn)行肺癌形態(tài)學(xué)診斷和生物標(biāo)志物分析，為肺癌精準(zhǔn)治療提供幫助。

2.2肺移植 肺移植前需采用經(jīng)支氣管鏡鉗夾肺活檢以評估同種異體移植可行性，但由于傳統(tǒng)鉗夾肺活檢所采標(biāo)本較小且有機(jī)械牽拉，從而需多次活檢以達(dá)到優(yōu)化診斷的目的，但隨著活檢次數(shù)的增加，繼發(fā)性氣胸及出血的風(fēng)險也伴隨增高。冷凍肺活檢不僅可以獲得更大的標(biāo)本同時可以保護(hù)組織。MONTERO等[9]報道在一項(xiàng)臨床研究中，81例肺移植患者經(jīng)支氣管冷凍肺所取得的樣本更大且無擠壓假象，這極大地提高了急性和慢性細(xì)胞排異反應(yīng)的診斷率。同時LOOR等[10]報道了包含321例肺移植患者，在采用經(jīng)支氣管冷凍探針活檢的研究中也證實(shí)了冷凍肺活檢的安全性，冷凍肺活檢是肺移植患者更優(yōu)的選擇。

2.3間質(zhì)性肺疾病(ILD) 由于傳統(tǒng)的支氣管鉗夾肺活檢所取的標(biāo)本量少，在診斷ILD方面起到的作用很小，其主要用于排除肉芽腫性疾病及感染。外科肺活檢因其所取標(biāo)本較大而作為診斷ILD的金標(biāo)準(zhǔn)。然而，很多患者因疾病進(jìn)展不能承受外科肺活檢術(shù)。冷凍肺活檢比傳統(tǒng)鉗夾肺活檢獲得的標(biāo)本更大、所取得標(biāo)本質(zhì)量更高(含肺泡間隔多)、創(chuàng)傷更小，故其可作為診斷ILD的有效方式。TROY等[11]學(xué)者在一項(xiàng)前瞻性、多中心、診斷準(zhǔn)確性研究中發(fā)現(xiàn)65例年齡在18～80歲的疑診間質(zhì)性肺疾病的患者，通過冷凍肺活檢及外科手術(shù)活檢，2種活檢方式所獲得的組織病理學(xué)一致性達(dá)70.8%，證實(shí)了冷凍肺活檢在間質(zhì)性肺疾病診斷中的作用。江濤等[12]報道通過冷凍肺活檢技術(shù)從接受冷凍肺活檢的83例患者中采用臨床-影像-病例診斷模式篩選出了15例符合診斷自身免疫特征的間質(zhì)性肺炎(IPAF)病例，而采用臨床-影像模式僅篩選出8例符合診斷的IPAF病例。這項(xiàng)技術(shù)極大提高了IPAF確診率。

2.4少見疾病 冷凍肺活檢除了診斷上述常見疾病，也可用于一些少見疾病的診斷。SAMOLSKI等[13]報道經(jīng)支氣管冷凍肺活檢確診了1例罕見的以肺內(nèi)鈣沉積為特征的疾病-轉(zhuǎn)移性肺鈣化。BIANCHI 等[14]報道在970例連續(xù)冷凍活檢患者中，發(fā)現(xiàn)了13例淋巴組織增生性疾病。證實(shí)了冷凍肺活檢技術(shù)在診斷淋巴組織增生性疾病中的有效性。TALE等[15]對1例急性呼吸衰竭氣管插管患者采取冷凍肺活檢技術(shù)確診了變應(yīng)性支氣管肺曲霉病。

3 冷凍技術(shù)治療肺部疾病

3.1氣管鏡下冷凍治療技術(shù)可應(yīng)用于氣道良性病變的治療 氣管鏡下冷凍治療技術(shù)可應(yīng)用于氣道良性病變，如氣管支氣管結(jié)核、良性腫瘤、術(shù)后、外傷等氣管插管后引發(fā)的瘢痕性氣道狹窄。氬氣刀電凝、球囊擴(kuò)張等方法可以在短期內(nèi)高效緩解瘢痕狹窄，但這些操作可能對氣管壁會產(chǎn)生損傷，從而導(dǎo)致再次發(fā)生瘢痕狹窄。由于冷凍治療可使病變組織局部微血管產(chǎn)生血栓，減輕了對局部的刺激，療效持久且具有熱消融技術(shù)不具備的特性，如不易導(dǎo)致瘢痕組織過度增生等。因此冷凍技術(shù)可用于治療上述疾病。梁彩霞等[16]報道結(jié)合冷凍結(jié)合氬氣刀技術(shù)治療大氣道良性病變比單純行氬氣刀治療更加安全，有效且復(fù)發(fā)率低。冷凍技術(shù)聯(lián)合氬氣刀治療可以明顯改善大氣道良性病變患者的氣促癥狀并增加治療后氣道的直徑，進(jìn)而改善患者的臨床癥狀，同時氣道通暢維持時間更久。秦林等[17]研究了冷凍治療聯(lián)合球囊擴(kuò)張技術(shù)在98例瘢痕狹窄型支氣管結(jié)核后氣道閉塞患者中的作用。所有患者均采取規(guī)律抗結(jié)核治療的同時聯(lián)合冷凍治療處理氣道閉塞處的狹窄，再序貫使用球囊擴(kuò)張治療。最終結(jié)論發(fā)現(xiàn)，所有患者通過(10±4)次冷凍治療后，87例患者成功打通閉塞氣道，序貫使用(7±3)次球囊擴(kuò)張治療，所有治療結(jié)束后對患者進(jìn)行3個月及12個月的隨訪，發(fā)現(xiàn)治療總有效率分別為76.53%、72.45%。證實(shí)了在瘢痕狹窄型支氣管結(jié)核氣道閉塞患者中采用氣管鏡下冷凍術(shù)聯(lián)合球囊擴(kuò)張治療是安全有效的，同時，病史越短，預(yù)后越好。JIAO等[18]報道16例兒童插管后聲門狹窄的患者采用狄激光聯(lián)合冷凍治療，15例患者獲得臨床治愈，1例患者獲得臨床改善，均證實(shí)在成人及兒童患者中冷凍治療技術(shù)在處理良性氣道狹窄病變中的作用。

3.2氣管鏡下冷凍技術(shù)可用于肺部惡性腫瘤的治療 氣道內(nèi)的惡性腫瘤中最常見的為鱗癌。根據(jù)病變部位可分管內(nèi)型、管壁型、管外型和混合型。氣道內(nèi)的惡性腫瘤常引起管腔的狹窄、梗阻。當(dāng)惡性腫瘤被發(fā)現(xiàn)時85%的患者失去了手術(shù)時機(jī)。對于此類不能采取外科手術(shù)切除治療的氣道內(nèi)惡性腫瘤，冷凍治療可以姑息性切除腫瘤使氣道阻塞即刻緩解，延長患者生命并提高其生活質(zhì)量，為部分嚴(yán)重氣道狹窄患者贏得放化療時間。CHEN等[19]發(fā)現(xiàn)針對中央氣道阻塞的高齡患者，采取冷凍治療是安全有效的，另外，CHUNG等[20]學(xué)者開展了一項(xiàng)涉及67例氣管內(nèi)惡性腫瘤患者的研究。該研究中患者分成冷凍治療和冷凍聯(lián)合化療兩組。研究發(fā)現(xiàn)接受冷凍治療聯(lián)合化療的患者比僅接受冷凍治療的患者有更長的生存期(中位數(shù) 472 dvs.169 d)。經(jīng)支氣管鏡冷凍治療，患者的氣管梗阻情況改善后，使患者有機(jī)會接受化療，從而提高生存率。此外，冷凍治療提高惡性腫瘤患者生存率的具體機(jī)制可能與冷凍治療對惡性腫瘤的化學(xué)增敏作用有關(guān)[21]，同時冷凍治療還可聯(lián)合放療協(xié)同治療氣道惡性腫瘤患者。

3.3部分少見疾病的治療 氣道平滑肌瘤是一種罕見的肺部良性腫瘤。人群發(fā)病率低，僅占肺部原發(fā)良性腫瘤的2%。病程多遷延，多以咳嗽、胸悶、氣促等無特征性呼吸道癥狀常見，嚴(yán)重者可引起呼吸困難，甚至窒息死亡，容易漏診及誤診。陳磊等[22]發(fā)現(xiàn)冷凍聯(lián)合電切/APC等介入方式治療8例氣道平滑肌瘤患者。其中3例為腔內(nèi)息肉型，5例為腔內(nèi)寬基底型。8例患者經(jīng)治療后咳嗽、氣促、呼吸困難癥狀明顯改善；評估患者KPS、氣道狹窄程度、呼吸急促指數(shù)均較術(shù)前改善，且出血較少，無氣道壁穿孔、氣胸、咯血等并發(fā)癥出現(xiàn)。周鵬程等[23]還報道了除氣管平滑肌瘤，另外3例罕見肺部良性腫瘤，包括氣管多形性腺瘤、氣管嗜酸性細(xì)胞腺瘤、脂肪瘤。所有患者經(jīng)冷凍聯(lián)合氬氣刀治療后，氣管管腔通暢，無復(fù)發(fā)、無大出血、氣道灼傷及穿孔等并發(fā)癥發(fā)生。同時CHE等[24]學(xué)者使用冷凍治療聯(lián)合氬氣刀技術(shù)成功治療氣道淀粉樣變所致的嚴(yán)重氣道狹窄。

3.4氣管鏡下冷凍技術(shù)用于取異物，尤其針對難取性異物 支氣管異物患者，輕者出現(xiàn)反復(fù)咳嗽、感染，若異物較大堵塞大氣道，可能出現(xiàn)急性嚴(yán)重的呼吸困難，最終因窒息而死亡。以往取異物多采用常規(guī)經(jīng)支氣管鏡鉗夾術(shù)，但是遇到骨頭、玻璃、硬幣、圖釘?shù)犬愇?，傳統(tǒng)鉗夾取異物難度極大，甚至需開胸手術(shù)治療。這些特殊情況可采用氣管鏡下冷凍技術(shù)進(jìn)行處理，該方法的優(yōu)點(diǎn)是不受異物表面、易碎、質(zhì)地等因素的影響。黨焱等[25]報道通過冷凍技術(shù)取出多種氣道難取異物。該研究中對難取異物均先使用常規(guī)鉗夾方法，如果傳統(tǒng)方法嘗試30～50 min仍未取出異物，則改用冷凍法，即將冷凍探頭與異物表面中央緊密接觸，避免誤碰氣管壁，制冷 10 s 左右或見到探頭與異物接觸處有冰球生成并連成一體，繼續(xù)保持制冷狀態(tài)，迅速將支氣管鏡、冷凍探頭及異物同時一起拔出氣道。對于體積偏大的異物在經(jīng)過聲門處易滑脫再次掉入氣道內(nèi)，故一旦看到支氣管鏡通過聲門時迅速解凍，并協(xié)助患者右側(cè)臥位，囑其立即自行咳出異物。冷凍法取異物平均只耗時10 min。治療時間及治療費(fèi)用明顯少于開胸手術(shù)。YAN 等[26]報道經(jīng)支氣管鏡冷凍法取出右下葉支氣管內(nèi)的1枚鐵釘；同時作為支氣管異物高發(fā)人群兒童，經(jīng)常會出現(xiàn)誤診或延遲診斷，由于異物在體內(nèi)存留時間過長，形成肉芽組織，這為治療帶來難度。DAVID等[27]報道了1例7歲兒童，誤吸圖釘2周后才確診支氣管異物，由于肉芽組織形成，傳統(tǒng)支氣管鏡鉗夾取出圖釘極為困難，最后通過冷凍方式成功取出圖釘。冷凍技術(shù)取異物需注意以下幾個問題：(1)異物需要有一定的含水量，如碰到含水量較少的異物，如牙齒、骨頭、金屬等，可先注入少量生理鹽水，再實(shí)施冷凍。(2)由于制冷時溫度極低，易損傷氣管壁，故在冷凍過程中一定將探頭準(zhǔn)確地置于異物表面的中央后再開始制冷。將異物凍結(jié)后同時拔出支氣管鏡和冷凍探頭，動作須迅速，并一直保持在氣道中央，避免接觸周圍氣管壁。(3)遇到體積偏大的異物，一旦看到支氣管鏡通過聲門時迅速解凍，協(xié)助患者右側(cè)臥位，立即自行咳出異物[25]。冷凍取異物法可以避免開胸手術(shù)帶來的創(chuàng)傷，尤其針對難取性異物的患者。該技術(shù)可取得良好的治療效果且大幅減少患者的治療費(fèi)用及減輕其痛苦。

3.5氣管鏡下冷凍技術(shù)用于取血栓及黏液栓 咯血患者出現(xiàn)氣管支氣管腔內(nèi)血栓是咯血停止、治療有效的表現(xiàn)，但血栓是一種內(nèi)生異物，可引起大面積肺不張、阻塞性肺炎、呼吸衰竭。血栓形成后常常不易通過患者自身努力咯出。陳慶等[28]報道14例咯血后氣管腔內(nèi)血栓形成患者，采用氣管鏡冷凍技術(shù)取血栓，具體操作如下：將冷凍探頭的金屬末端離支氣管鏡遠(yuǎn)端5 mm以上，探頭的金屬末端要盡可能深入病灶內(nèi)，啟動冷凍開關(guān)，每次約30 s,每個點(diǎn)反復(fù)凍融3～10次，必要時可間隔1～7 d。經(jīng)冷凍技術(shù)取血栓，成功率較高，僅有1例患者出現(xiàn)肺不張，無肺部感染、大咯血等并發(fā)癥出現(xiàn)。CHEN等[29]報道了1例特殊病例：患者34歲，妊娠28周，咯血3 d。大咯血使氣管和主支氣管完全堵塞，呼吸機(jī)無法進(jìn)行通氣。當(dāng)氧合不能維持時立即采取體外膜肺氧合(ECMO)，于纖維支氣管鏡下行急診床旁二氧化碳冷凍取栓術(shù)，從而成功救治了該患者。此外，TALE等[15]學(xué)者通過冷凍技術(shù)迅速取出氣道內(nèi)血栓及黏液栓，成功救治3例入住ICU的急性呼吸衰竭患者。氣管鏡下冷凍技術(shù)取血栓及黏液栓值得注意的是冷凍探頭制冷過程中避免接觸周圍正常組織以防氣管穿孔；盡量選擇直徑超過2.8 mm大孔徑的支氣管鏡，利于操作；盡量選擇患者咯血情況穩(wěn)定后再行取栓術(shù)，所以手術(shù)患者的選擇及取栓術(shù)實(shí)施時機(jī)都需要慎重抉擇[28]。

4 冷凍技術(shù)并發(fā)癥

冷凍技術(shù)最常見的并發(fā)癥為出血、壞死組織阻塞氣道導(dǎo)致呼吸衰竭、縱隔氣腫、氣體栓塞、氣道撕裂、氣胸等。值得注意的是大多數(shù)出現(xiàn)氣胸并發(fā)癥的患者多在治療過程中就出現(xiàn)氣胸，但李一詩[30]在一項(xiàng)臨床研究中發(fā)現(xiàn)，35例經(jīng)支氣管冷凍肺活檢患者中有3例患者出現(xiàn)了遲發(fā)性氣胸：術(shù)中及術(shù)后2 h未出現(xiàn)氣胸，但在術(shù)后8 h及術(shù)后2 d出現(xiàn)氣胸。雖然導(dǎo)致遲發(fā)性氣胸的機(jī)制尚不明確，但他們發(fā)現(xiàn)這3例患者均是在同一段支氣管內(nèi)凍取活檢達(dá)4次以上。因此，為減少遲發(fā)性氣胸我們應(yīng)盡量避免多次在同一部分凍切；另外，氣道撕裂是冷凍治療過程中過于暴力(尤其對于惡性腫瘤)的潛在并發(fā)癥。同時盧曄等[31]指出冷凍技術(shù)還可能出現(xiàn)以下并發(fā)癥：(1)組織過度水腫。冷凍技術(shù)的延遲效應(yīng)會誘發(fā)組織水腫，術(shù)后2～3 d最嚴(yán)重，尤其在治療中央氣道的病變時應(yīng)加倍小心，應(yīng)密切觀察患者氣道通暢情況，有無進(jìn)行性低氧血癥發(fā)生，突發(fā)呼吸困難等，如有異常，需立即復(fù)查氣管鏡，了解氣道通暢情況。(2)支氣管鏡整條被凍結(jié)。這種情況多發(fā)生于選用的冷凍探頭與氣管鏡大小不匹配，導(dǎo)致冷凍導(dǎo)管與氣管鏡操作通道縫隙太小，因此整條氣管鏡被凍結(jié)，這在處理急性大出血患者過程中非常危險，我們應(yīng)盡量避免類似情況發(fā)生。(3)冷凍探頭的損害。這類情況主要發(fā)生在冷凍切除術(shù)時，當(dāng)探頭與病變組織接觸時間過長，若術(shù)者暴力牽拉就會導(dǎo)致整個氣管移位同時損傷冷凍探頭。探頭與病變組織接觸面不宜過大，可通過多次少量的方法凍切組織，同時控制好牽拉力度。 李一詩[30]發(fā)現(xiàn)，采用直徑2.4 mm冷凍探頭進(jìn)行支氣管肺活檢時，最佳的冷凍時間為3～4 s，這樣既保證了樣本量足夠大又使并發(fā)癥發(fā)生率最低。

5 展 望

冷凍技術(shù)因?yàn)槠浒踩愿?、操作簡便、效果確切、費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，該技術(shù)在處理呼吸道各種良惡性疾病過程中具備熱消融等其他介入治療無法替代的優(yōu)點(diǎn)。而如何選擇合適的病例及規(guī)范技術(shù)操作流程是我們該思考的問題；同時冷凍技術(shù)在肺部惡性腫瘤中的具體免疫增敏機(jī)制有待探索。隨著循環(huán)呼吸支持技術(shù)的不斷發(fā)展，更多急性嚴(yán)重氣道梗阻患者有望通過冷凍技術(shù)得到及時救治；同時EBUS聯(lián)合冷凍技術(shù)也將拓展冷凍技術(shù)在處理氣道內(nèi)病變的應(yīng)用前景。因此，在介入性肺臟病學(xué)領(lǐng)域，冷凍技術(shù)應(yīng)用前景將越來越廣泛，需要廣大臨床醫(yī)務(wù)工作者繼續(xù)努力去探索，去突破。