診斷超聲激勵微泡空化增強(qiáng)胰腺癌血流灌注的臨床研究

鄧晴玥 董小小 韓 峰 林慶光 云 苗 李安華 劉 政

胰腺癌是一種惡性程度高、預(yù)后極差的消化系統(tǒng)腫瘤，患者5 年生存率不足8%［1］。目前，化療是無法進(jìn)行手術(shù)切除的局部晚期或合并遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的胰腺癌患者的主要治療手段，然而胰腺癌的化療面臨著化療抵抗的挑戰(zhàn)，也是影響胰腺癌化療效果的主要因素［2-3］。近年來，大量研究［4-7］表明胰腺癌乏氧、乏血供的微環(huán)境是造成其化療抵抗的重要因素。因此如何改善胰腺癌乏氧、乏血供的腫瘤微環(huán)境成為臨床亟待解決的問題。本課題組前期實(shí)驗(yàn)［8-9］采用診斷超聲激勵微泡空化治療動物腫瘤，研究發(fā)現(xiàn)低強(qiáng)度、低聲壓超聲激勵微泡空化可明顯增加腫瘤內(nèi)部血流灌注，不僅提高腫瘤局部的化療釋藥，而且可能改善腫瘤乏血供微環(huán)境，為逆轉(zhuǎn)胰腺癌化療抵抗提供了新思路?；诖?，本研究對臨床胰腺癌患者實(shí)施了低強(qiáng)度超聲治療，探討診斷超聲激勵微泡空化對胰腺癌血流灌注的影響。

資料與方法

一、研究對象

選取2018 年7 月至2021 年3 月在中山大學(xué)腫瘤防治中心經(jīng)病理組織學(xué)或細(xì)胞學(xué)證實(shí)的胰腺癌患者21 例。納入標(biāo)準(zhǔn)：①經(jīng)病理組織學(xué)或細(xì)胞學(xué)證實(shí)為無法手術(shù)切除的胰腺癌局部晚期（Ⅲ期）伴或不伴遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移（Ⅳ期）患者，轉(zhuǎn)移灶數(shù)量不限；②腫瘤學(xué)評估（超聲、CT 或MRI）有可測量和可評價(jià)的腫瘤病灶；③預(yù)計(jì)生存期3 個(gè)月以上；④體力狀況（PS）評分0～1 分。本研究經(jīng)中山大學(xué)腫瘤防治中心倫理委員會批準(zhǔn)（C2018-004-01），所有患者均簽署知情同意書。

二、儀器與方法

1.儀器及試劑：使用飛依諾Vinno 70 彩色多普勒超聲診斷儀，S1-8C 凸陣探頭，頻率4.5 MHz；配備Vflash 模塊，即微泡空化調(diào)控組件，在二次諧波造影成像模式下對電子相控陣電路調(diào)節(jié)，從而可對聲波頻率、脈沖重復(fù)頻率、脈沖寬度及脈沖時(shí)間等參數(shù)進(jìn)行人為設(shè)定，同時(shí)配備自適應(yīng)可變焦域技術(shù)，可將超聲能量相對聚焦于設(shè)置的感興趣區(qū)內(nèi)。超聲造影及空化治療過程中使用的造影劑均為SonoVue?（意大利博萊科公司），微泡平均粒徑約2～4 μm，濃度約1×108/ml。

2.診斷超聲激勵微泡空化治療程序

（1）治療時(shí)機(jī)：于每次臨床靜脈滴注化療藥物（白蛋白紫杉醇聯(lián)合吉西他濱方案、FOLFIRINOX 方案、白蛋白紫杉醇聯(lián)合替吉奧方案）結(jié)束后120 min 內(nèi)開始治療。

（2）診斷超聲治療參數(shù)：頻率1.7 MHz，脈沖重復(fù)頻率2000 Hz，脈沖長度8.5 cycles，脈沖治療時(shí)間2 s，間隔時(shí)間1 s，空化治療時(shí)間30 min。通過聲功率調(diào)節(jié)將機(jī)械指數(shù)控制在0.25～0.35。

（3）治療程序：治療前首先對患者行常規(guī)超聲檢查，胰腺腫瘤聲窗較差時(shí)可以通過適量飲水改善。確定目標(biāo)腫瘤后，將其置于影像中央，測量腫瘤大小并觀察血供情況；然后行超聲造影檢查：經(jīng)肘靜脈團(tuán)注配制好的造影劑混懸液2.5 ml，尾隨5.0 ml 生理鹽水沖管，固定造影切面后采集腫瘤超聲造影動態(tài)影像60 s，再動態(tài)觀察60 s。造影結(jié)束后利用造影殘余微泡介導(dǎo)超聲治療5 min，隨后繼續(xù)行超聲輻照25 min，每5 min 緩慢推注4.0 ml 稀釋后的微泡（1.0 ml 造影劑微泡經(jīng)生理鹽水稀釋為4.0 ml）。治療過程中操作者輕微旋轉(zhuǎn)探頭，使整個(gè)腫瘤均位于感興趣區(qū)?？栈委熃Y(jié)束后，再次行超聲造影檢查，步驟及方法同前，造影切面及參數(shù)與治療前一致（圖1）。超聲治療次數(shù)與患者臨床化療周期數(shù)相同。

圖1 診斷超聲激勵微泡空化治療流程圖

（4）分析指標(biāo)：使用儀器自帶的動態(tài)造影分析軟件進(jìn)行圖像分析，以整個(gè)腫瘤為感興趣區(qū)，根據(jù)超聲造影時(shí)間-強(qiáng)度曲線獲取峰值強(qiáng)度（PI）及曲線下面積（AUC）。

3.臨床化療方案：①白蛋白紫杉醇聯(lián)合吉西他濱方案，具體為：于第1 天和第8 天靜脈注射吉西他濱（1000 mg/m2）和白蛋白紫杉醇（120 mg/m2），21 d 為1 個(gè)周期；②白蛋白紫杉醇聯(lián)合替吉奧方案，具體為：于第1 天靜脈注射白蛋白紫杉醇（120 mg/m2），第1～7 天口服替吉奧（60 mg）每日2 次，14 d 為1 個(gè)周期；③FOLFIRINOX 方案（甲酰四氫葉酸、氟尿嘧啶、伊立替康、奧沙利鉑），具體為：奧沙利鉑（85 mg/m2）靜脈注射2 h，甲酰四氫葉酸（400 mg/m2）靜脈注射2 h，30 min 后通過Y 型連接器加用伊立替康（180 mg/m2）靜脈注射90 min，隨后靜脈推注氟尿嘧啶（400 mg/m2），之后以2400 mg/m2持續(xù)輸注46 h，每2周1次。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

應(yīng)用SPSS 26.0 統(tǒng)計(jì)軟件，計(jì)量資料以x±s表示，兩組比較采用配對t檢驗(yàn)。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié)果

本研究共納入21 例胰腺癌患者，共計(jì)進(jìn)行84 次臨床化療聯(lián)合診斷超聲激勵微泡空化治療，均無造影劑過敏、胰腺炎等不良反應(yīng)發(fā)生。

一、患者基本情況

21 例胰腺癌患者年齡平均（58.48±2.04）歲，其中男10 例（47.62%），女11 例（52.38%），體質(zhì)量指數(shù)中位數(shù)20.29（18.35，22.40）kg/m2，腫瘤最大徑平均（43.38±2.34）mm；其中腫瘤Ⅲ期9 例（42.86%），Ⅳ期12 例（57.14%）；白蛋白紫杉醇聯(lián)合吉西他濱或聯(lián)合替吉奧方案化療13 例（61.90%），F(xiàn)OLFIRINOX 方案化療8 例（38.10%）；患者治療周期平均（4.00±0.30）次，隨訪時(shí)間中位數(shù)6.10（3.35，7.70）個(gè)月，截至2022 年9 月生存4例（19.05%），死亡17例（80.95%）。

二、治療前后超聲造影時(shí)間-強(qiáng)度曲線定量分析結(jié)果

治療后胰腺癌病灶PI、AUC分別為（110.62±2.70）dB、（4863.67±159.77）dB·s，均較治療前［（109.19±2.64）dB、（4752.76±149.53）dB·s］增加，但差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.16、0.33）。見圖2，3。

圖2 診斷超聲激勵微泡空化治療胰腺癌病灶（箭頭示）前后超聲造影圖

圖3 診斷超聲激勵微泡空化治療胰腺癌前后超聲造影時(shí)間-強(qiáng)度曲線圖

討論

胰腺癌是目前公認(rèn)惡性程度最高的腫瘤。胰腺癌腫瘤中結(jié)締組織增生活躍，造成過度纖維化而形成致密的基質(zhì)環(huán)境，間質(zhì)液壓高，嚴(yán)重影響了化療藥物滲透［10］，同時(shí)缺血、缺氧的微環(huán)境不僅為腫瘤的生長和侵襲創(chuàng)造了條件，也會影響藥物進(jìn)入腫瘤，繼而共同對化療及其他抗腫瘤藥物產(chǎn)生治療抵抗［11-12］。本課題組前期實(shí)驗(yàn)［13］采用診斷超聲聯(lián)合微泡增強(qiáng)SD 大鼠Walker-256 腫瘤的血流灌注，結(jié)果顯示超聲空化治療組腫瘤血流灌注面積增加30.6%，且持續(xù)時(shí)間長達(dá)4 h以上；該實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)微泡空化產(chǎn)生的血流灌注增強(qiáng)可能由于微泡空化造成血管內(nèi)皮損傷誘導(dǎo)的無菌性炎癥反應(yīng)，產(chǎn)生的血管活性前列腺素可造成腫瘤血管擴(kuò)張和血流加速，產(chǎn)生的炎癥介質(zhì)C5a、LTC4 可增加血管的通透性，進(jìn)而引起血管擴(kuò)張。本研究在上述實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，首次采用診斷超聲激勵微泡空化技術(shù)對臨床胰腺癌患者腫瘤局部進(jìn)行輻照，并采用超聲造影定量評估其對腫瘤血流灌注的增強(qiáng)效應(yīng)。

超聲造影定量指標(biāo)中，PI 反映了造影劑到達(dá)感興趣區(qū)的最大劑量，與感興趣區(qū)的平均血容量成正比；AUC 反映了一定時(shí)間內(nèi)感興趣區(qū)對造影劑吸收的相對劑量［14-16］。本研究結(jié)果顯示，診斷超聲激勵微泡空化治療后PI 和AUC 均較治療前有所增加，但差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示診斷超聲激勵微泡空化治療晚期胰腺癌患者后，腫瘤的血流灌注量有增加趨勢，但這種增加趨勢尚未顯示出統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。分析原因可能為：①診斷超聲激勵微泡空化增強(qiáng)實(shí)體腫瘤血流灌注是近期研究發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象，本課題組前期實(shí)驗(yàn)［17］采用低強(qiáng)度超聲激勵微泡空化聯(lián)合PD-L1 治療小鼠MC38 腫瘤，結(jié)果顯示治療后PI 和AUC 均較治療前持續(xù)增加，且與對照組比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），表明診斷超聲激勵微泡空化可促使腫瘤血流灌注明顯增強(qiáng)，且腫瘤血液灌注增加主要是由于血管正常化及血管舒張引起的，而非血管生成。前期動物實(shí)驗(yàn)［1］中的腫瘤均為同一批次細(xì)胞株移植，異質(zhì)性小，聲窗好且一致，而臨床胰腺癌個(gè)體差異大，治療聲窗也相對較差，同時(shí)胰腺癌過度纖維化的致密微環(huán)境使腫瘤內(nèi)組織間壓較高［18］，診斷超聲激勵微泡空化后血管擴(kuò)張不明顯。本研究臨床診斷超聲激勵微泡空化治療中采用了與之相同的超聲治療參數(shù)，因此超聲增強(qiáng)效應(yīng)并未達(dá)到實(shí)驗(yàn)研究同樣的程度。上述原因均可能導(dǎo)致診斷超聲激勵微泡空化治療前后腫瘤血流灌注比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。后續(xù)研究將進(jìn)一步擴(kuò)大臨床樣本量，并在腫瘤空化治療過程中加入超聲空化成像，對治療過程中的空化現(xiàn)象進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和量化分析，以確保良好的空化條件［19-20］。②本研究納入的研究對象均為晚期胰腺癌患者，腫瘤最大徑平均（43.38±2.34）mm，中心部多有不同程度的缺血壞死。診斷超聲激勵微泡空化增強(qiáng)血流灌注的機(jī)制在于聲孔效應(yīng)對血管壁產(chǎn)生的機(jī)械性“打孔損傷”，使得腫瘤微血管通透性增加［21-22］。其治療的靶目標(biāo)是腫瘤微血管，對于腫瘤內(nèi)部無微血管的壞死區(qū)，空化治療則無法發(fā)揮其作用。此外，受儀器造影定量分析軟件感興趣區(qū)勾畫限制，本研究僅以整個(gè)腫瘤區(qū)域?yàn)楦信d趣區(qū)進(jìn)行分析，無法剔除中心部的無增強(qiáng)區(qū)域，這也可能是診斷超聲激勵微泡空化治療前后腫瘤血流灌注比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的另一原因。本研究對胰腺癌組織的過度纖維化情況仍采用與前期實(shí)驗(yàn)研究相同的診斷超聲治療參數(shù)，可能導(dǎo)致臨床試驗(yàn)中腫瘤治療強(qiáng)度未達(dá)到理想的程度。后續(xù)研究可適度增加機(jī)械指數(shù)，觀察其對纖維化的胰腺癌組織有無更強(qiáng)的血流增強(qiáng)作用。

綜上所述，診斷超聲激勵微泡空化可能會增加胰腺癌的血流灌注量，有望改善胰腺癌因乏氧、乏血供導(dǎo)致的化療抵抗問題。上述可能的原因分析為今后臨床研究設(shè)計(jì)提供了思路，通過相應(yīng)的調(diào)整與完善，有望顯著增加診斷超聲激勵微泡空化對胰腺癌的血流灌注量，從而增加腫瘤局部化療藥物濃度，并改善胰腺癌因乏氧、乏血供導(dǎo)致的化療抵抗問題，從而使臨床胰腺癌空化治療效果有所提升。