不可逆电穿孔消融技术的应用原理与实践
上QQ阅读APP看书,第一时间看更新

第二节 不可逆电穿孔的优势

相对于传统的消融方法,IRE具有以下优势:
1.IRE消融区的重要组织结构得以保留
IRE消融技术主要使细胞膜的磷脂双分子层形成不可逆的纳米级微孔来诱导细胞凋亡,而胶原纤维和其他结缔组织成分在IRE消融中未发生变性(图1-5),因此能够保护消融区内重要的组织结构,治疗时对管道结构如血管、胆管、胰管和神经有选择性保护作用。例如,经过IRE消融的肝组织中,肝动脉、肝静脉、门静脉及肝内胆管能得到良好的保护,肝组织瘢痕形成反应小,有利于快速吸收。这对于治疗有肝硬化的肝癌,或许能够防止肝小叶的重构和进一步结构的紊乱,当然,由于结构中相关功能的缺失,在治疗完的一段时间内,这些管道结构的功能都会受到一定影响。尽管神经细胞也具有磷脂双分子层,IRE对神经损伤是可逆的,结构和功能可以恢复,这可能与IRE对于髓鞘以及神经膜组织的保护作用有关。对其他管道系统,如胰腺,乳腺,腮腺导管的保护作用也正在研究中。因此,IRE可能适用于一些处于复杂部位的肿瘤的治疗(图1-6)。
图1-5 IRE消融区的血管、神经等重要组织得以保留
图1-6 IRE可能适用于更多复杂的病情
2.治疗时间短
治疗直径小于等于3cm的实体肿瘤时,一组IRE脉冲( 90个100微秒的超短脉冲)治疗时间不到1分钟。即使有三个或四个相互重叠的消融区,全程的消融时间也不会超过5分钟。对于大于3cm或形状不规则的病灶,治疗时间可能需要相应延长。IRE如此短的治疗时间也会相应缩短其麻醉时间和治疗时疼痛时间,减少发生并发症的概率以及降低手术费用,并有可能在有限时间内对一个病灶进行重复消融。
3.不受热池效应( heat-sink effect)的影响
IRE并不是通过冷/热消融使细胞凝固性坏死,而是利用微秒级高压电脉冲对靶区内细胞进行不可逆的电消融,使细胞膜上形成无数个纳米级微孔,破坏细胞膜的完整性从而使细胞内环境失衡,诱导细胞凋亡或死亡。在一定的脉冲时间及电场强度范围内,短脉冲发射并不会明显引起周围组织温度的上升。尽管相关研究显示IRE消融针附近仍有一定的热效应,可以产生凝固性坏死区,但是其热消融区域比IRE的消融区域要小得多,不是影响疗效的主要因素。在临床应用上,热池效应会让血管周围的肿瘤消融不彻底,容易出现复发,而IRE不依赖温度对肿瘤进行消融,无需考虑热池效应的影响,即使肿瘤区内有大血管经过,也同样可以彻底消融肿瘤。
4.IRE消融彻底,消融边界清晰、可预测
目前的研究表明,无论是靠近血管的肿瘤,还是形状不规则的肿瘤,IRE都能对其进行彻底消融。IRE消融区边界清晰,厚度仅为1~2个细胞层。大体病理和镜下病理所观察到的消融区基本一致,可以准确判断治疗区域。因此,对IRE的治疗结果以及后续跟踪都能进行准确的判断和评估。而其他消融方式如射频或微波消融,均会在消融区边缘出现“灰色区域”,即消融区的边缘组织出现一定损伤,却没有完全坏死。这种“灰色区域”是造成肿瘤复发的隐患之一。
5.IRE诱导细胞凋亡
传统的消融手段如射频、微波、冷冻和化学消融主要通过热、冷或化学直接作用让组织发生蛋白质变性凝固性坏死,坏死后整个消融区里的组织结构不复存在,而消融区内的坏死组织被机体缓慢吸收或纤维化。在肝脏、胰腺等器官的研究表明,IRE能够诱导细胞凋亡。细胞凋亡是人体在不同的内源或外源的刺激物的诱导下发生的程序性细胞死亡,凋亡细胞能够被人体的单核-巨噬系统识别,并通过细胞吞噬作用以非炎性的方式清除。相较传统的消融手段,IRE诱导细胞凋亡的特点有利于消融区正常组织的再生和修复,能够“建设性”地保存部分机体的功能。
6.IRE消融实时监控
IRE的另外一个临床优势是能够利用超声和CT进行实时的影像导航和监控。因为目前尚无可磁兼容的IRE消融电极,MRI仅可用于术前和术后复查。在影像设备的辅助下,我们可以对IRE消融电极的定位、靶区消融过程以及最终消融区的范围实时监控,而且影像上消融边界的精确度可与组织学精确度相媲美。用超声或CT监控到的消融区与病理分析中测量真实的消融区的范围偏差极小,影像中还能清楚显示未消融的残余肿瘤,便于医生对其再次消融。另外,实时监控还可以观察到消融区周围组织的变化(图1-7),从而推断并发症出现的概率,有利患者安全。
图1-7 IRE后可用CT即时评估疗效,并三维重建观察对邻近组织器官的损伤