陳子逸,郭宏騫

(1.東南大學臨床醫(yī)學院,江蘇南京 210009;2.南京大學醫(yī)學院附屬南京鼓樓醫(yī)院泌尿外科,江蘇南京 210008)

前列腺癌是老年男性泌尿生殖系統(tǒng)常見的惡性腫瘤。前列腺癌在西方發(fā)達國家發(fā)病率較高,我國發(fā)病率較低。但我國近幾年的發(fā)病率有明顯上升。目前治療前列腺癌的方法有作為經典的根治性手術治療,及已經在臨床上成熟應用的放射線外治療和近距離照射治療,比較成熟的雄激素去勢治療和近期發(fā)展的調強放療[1]。近年來冷凍消融、組織內射頻消融、高強度聚焦超聲以有效、安全、微創(chuàng)的特征在治療前列腺癌方面發(fā)揮著越來越大的作用。手術是治療局部前列腺癌的金標準,但是大多數病人年老體弱且合并多種內科疾病,無法耐受手術。因此對病人損傷小、療效佳的治療方式成為一種新的需求。冷凍治療有效、安全、微創(chuàng),正逐步取代手術及放療,成為治療前列腺癌的一個新選擇。

1 背景資料

前列腺癌冷凍治療是利用迅速獲得的低溫來冷凍、破壞前列腺癌組織的一種微創(chuàng)腫瘤外科治療術。早在19世紀中期英國James Arnott首先使用粗鹽和冰混合后獲得的低溫治療腫瘤,開創(chuàng)了冷凍治療腫瘤的歷史。1961年Cooper等開發(fā)了第一套冷凍設備,液氮通過密閉金屬管道與靶組織直接接觸,這類粗探針可將組織迅速冰凍至-200℃。1968年Reuter等首次使用內窺鏡下冷凍術,使前列腺冷凍術的安全性和有效性得到了提高。當時的手術方式采用經尿道或經會陰開放式冷凍,但是由于技術條件限制,常發(fā)生嚴重并發(fā)癥,包括完全性尿失禁、直腸尿道瘺、尿道腐肉和尿道狹窄,限制了其應用。

近年來隨著影像技術、外科儀器、冷凍技術的發(fā)展,冷凍治療重新得到人們的重視,20世紀90年代第二代前列腺冷凍技術采用了經直腸超聲造影(TRUS)及尿道加溫器,使得冷凍穿刺針能夠精確放置且能夠有效保護尿道和直腸壁,有效提高了冷凍效果及降低了并發(fā)癥的發(fā)生,使前列腺癌冷凍治療技術的應用得以較快發(fā)展,但是和第一代冷凍技術一樣,制冷源仍然是液氮。2000年液氬冷凍、液氦復溫的冷凍系統(tǒng)裝置和17號冷凍探針和粒子植入模板在冷凍中的應用,標志著第三代冷凍技術的問世[2],該技術使用了針樣熱偶計,能夠實時反映冷凍過程中溫度變化,保證了在前列腺穿刺冷凍過程中的精確、微創(chuàng)、安全。

2 冷凍治療的機制

低溫冷凍組織細胞,可導致細胞損傷和血管損傷[3],組織細胞及其內容物產生物理、化學、電解質上的變化,最后導致細胞壞死或凋亡。冷凍治療包括冷凍與復溫兩個過程。冷凍初期(溫度-4～-21℃)時細胞外冰晶形成即“溶液效應”是引起細胞死亡的主要機制。細胞外冰晶形成,使細胞外滲透壓上升,引起細胞內脫水,導致細胞皺縮,進而引起細胞膜和細胞器的損傷。溫度進一步降低可引起細胞內形成冰晶,導致細胞器發(fā)生不可逆損傷,繼而細胞膜受損,最終導致細胞死亡。復溫時細胞內小冰晶再結晶或者相互融合,形成大的冰晶,大冰晶對細胞有更強的破壞作用。另外復溫時細胞冰晶融化,使得細胞外間隙成為低滲環(huán)境,水分進入細胞內,引起細胞腫脹,導致細胞膜破壞,從而使得一些冷凍期未損傷的細胞在復溫過程中被破壞[4]。

血管損傷主要發(fā)生在冷凍的復溫期,為延遲性損傷。表現為微血管破壞;血小板活化致微血栓形成,血流淤滯和閉塞,組織細胞缺氧及營養(yǎng)從而導致細胞壞死;直接內皮細胞的損傷。這些損傷可導致血管閉塞和激烈的炎癥反應(伴隨淋巴細胞活化和自由基釋放),產生缺血區(qū)直至細胞壞死[3-5]。

3 冷凍治療與腫瘤免疫

2001年Joosten等在對鼠實驗性移植瘤模型進行冷凍實驗時,發(fā)現冷凍一處腫瘤,可抑制另一處腫瘤生長[6]。Ablin等[7]報道前列腺癌冷凍治療后可觀察到轉移性病灶的消散。也有臨床報道其他部位腫瘤冷凍治療后出現腫瘤免疫,遠處轉移灶變小或消失。冷凍治療引起腫瘤免疫的機制可能如下。冷凍后腫瘤細胞損傷,細胞膜結構及成分改變,導致細胞膜上的腫瘤抗原暴露,啟動腫瘤的特異性和非特異性免疫。特異性免疫包括體液免疫和細胞免疫?？乖┞逗?抗體與之特異性結合,激活補體依賴的細胞毒作用(CDC)和抗體依賴細胞介導的細胞毒作用(ADCC)?？乖岢始毎?APC)在吞噬腫瘤細胞壞死碎片時,腫瘤抗原肽可被MHCⅠ類分子或MHCⅡ類分子提呈,并分別激活CD8+T細胞、CD4+T細胞。CD8+T細胞可通過分泌型和非分泌型殺傷作用殺傷腫瘤細胞。CD4+T細胞激活后可通過:(1)釋放多種細胞因子如白細胞介素-2(IL-2)等激活CD8+T細胞、NK細胞和單核巨嗜細胞等,增強細胞殺傷能力;(2)釋放干擾素-γ(INF-γ)、腫瘤壞死因子(TNF)等作用于腫瘤細胞促進MHCⅠ類分子表達,提高靶細胞對CD8+T細胞的敏感性,TNF還具有直接破壞腫瘤細胞的功能;(3)促進B細胞增殖、分化和產生抗體,通過體液免疫途徑殺傷腫瘤細胞。

Sabel等[8]檢測了實驗性乳癌鼠冷凍治療后血清Th1和Th2細胞因子水平,發(fā)現24 h后白細胞介素-12(IL-12)和TNF-γ明顯高于手術切除鼠。目前已知INF-γ、TNF、IL-2、IL-12等細胞因子可有效促進NK細胞低親和力Fc受體(FcγRⅢ)的表達,可增強其細胞毒作用。單核巨噬細胞激活后可以通過表達Fcγ受體發(fā)揮ADCC作用以及分泌某些細胞因子(如INF等)直接進行細胞殺傷。

4 冷凍治療與細胞凋亡

冷凍治療除通過機械性殺傷、生化改變、缺血、腫瘤免疫等方面殺死前列腺癌細胞外,還可以通過啟動細胞程序性死亡通路使癌細胞凋亡。Daniel等[7]研究發(fā)現,體外冷凍可激活前列腺癌細胞的半胱氨酸蛋白酶(caspase)活化,增強冷凍治療的療效。Caspase家族中caspase 2、caspase 8、caspase 9和caspase 10在細胞凋亡的開始起作用;caspase 3、caspase 6和caspase 7參與細胞凋亡的執(zhí)行,其中caspase 3和7降解DNA修復酶(PARP)、DNA片段化因子-45,導致DNA修復的抑制并啟動DNA的降解。而caspase-6的底物是核纖層A和角蛋白18,它們的降解導致核纖層和細胞骨架的崩解。也有報道稱細胞毒性藥物與冷凍聯(lián)合治療前列腺癌優(yōu)于兩者的單獨應用[9-10],其機制與冷凍及化療藥物激活細胞bax凋亡基因及caspase有關。

5 前列腺癌冷凍治療的途徑和方法

前列腺癌冷凍治療方法包括經尿道冷凍術、內窺鏡直視下冷凍術及經會陰穿刺冷凍術,因經尿道冷凍術并發(fā)癥較多,已被放棄,目前最常用的是經會陰穿刺冷凍術。此技術結合經直腸超聲(TRUS)、經皮穿刺介入放射技術及現代冷凍治療技術,冷凍探針細小,無需通道擴張,可直接經會陰穿刺進入前列腺,能最大限度地破壞癌組織和減少并發(fā)癥。術后恥骨上插管至少72 h保持開放狀態(tài),導尿管應保留至少3周,以防止組織脫落及尿潴留。術后適當讓尿道加熱器多留置數個小時,可在一定程度上減少對尿道的損傷。術后6周,3、6、9及12個月檢測血清前列腺特異性抗原PSA水平,以后每6個月檢測1次PSA水平。術后1年及5年行前列腺穿刺,如果PSA水平升高,則及早行前列腺穿刺,對陽性者行冷凍治療或其他輔助治療。

6 前列腺癌冷凍治療病人的納入標準

目前還沒有統(tǒng)一的前列腺癌冷凍治療病人納入標準。冷凍治療可以作為基礎治療,同樣也被用來作為手術、放療、激素治療后復發(fā)的一種補救性治療[11]。前列腺體積≥50 ml者先給予內分泌治療,使腫瘤縮小在50 ml以內[12]。最適宜做原發(fā)性治療的患者的標準為:(1)血清PSA≤10 ng?ml-1;(2)診斷性活檢Gleason積分≤6;(3)臨床分期T1c或T2a,有高分期、腫瘤范圍大等局部蔓延和遠處轉移高風險的病人也可選擇冷凍治療。同時冷凍治療也被用于已有全身轉移的患者,作為一種姑息治療,目的是控制局部癥狀[13]。適宜做補救性冷凍治療的是持續(xù)性或復發(fā)性局部病變,無隱匿性轉移者。主要適應證為:放療后血清PSA持續(xù)處于較高水平,PSA＞20 ng?ml-1,前列腺活檢顯示Gleason積分達8～10,或放療后PSA水平迅速升高者[13]。因冷凍治療經會陰皮膚穿刺完成,損傷小,故無絕對禁忌證。相對禁忌證有:(1)之前做過經尿道前列腺切除術,尤其是存在大的前列腺組織缺損,因為這類病人前列腺組織腐爛、脫落及尿潴留的風險增加[14];(2)前列腺體積 ＞50 ml者,冷凍治療難以徹底,常予以內分泌治療,縮小體積,使用內分泌治療后前列腺體積可下降30%～50%[15];(3)有嚴重尿路梗阻癥狀者;(4)有經腹經會陰直腸癌切除史、直腸狹窄或其他直腸病變者。

7 前列腺癌冷凍治療的療效報道

目前主要以PSA水平的改變和局部癌組織殘留來判斷療效。分析1993年至2006年17組臨床報道[13],共2 979例患者,14組報道隨訪時間3個月 ～5年零5個月,中位隨訪時間11.5個月;局部腫瘤殘留率3%～25%,平均16%;生化無病存活率(bDFS)(按13組報道病例)14%～96%,平均52.61%。同時可看出,隨著設備、技術的改進及經驗的積累,療效逐步提高。

大部分患者冷凍治療后,PSA水平先急劇升高,然后降低,在3個月內達到最低點。因為冷凍時腫瘤細胞破壞,大量PSA釋放,使得PSA水平升高,然后由于腫瘤細胞持續(xù)被破壞,PSA合成減少,血PSA水平下降。PSA水平再次上升考慮是腫瘤復發(fā)所致。

2007年Ismail等[12]報道了冷凍治療作為補救性治療的一組臨床病例,共100例,分為下列3組:(1)低危組,PSA≤10 ng?ml-1,Gleason積分≤6分,且臨床分期≤T2b;(2)中危組,PSA≥10 ng?ml-1,Gleason積分≥7分,且臨床分期 ＞T2b;(3)高危組,有2～3個不利因素存在。3組患者所占比例分別為12%、20%和68%。治療后平均隨訪時間為33.5(12～79)個月,無手術或癌癥相關性死亡。采用美國放射治療及腫瘤學會(ASTRO)判斷前列腺癌治療后無生化復發(fā)的標準,無病生存率12個月83%,24個月72%,36個月59%。如果以PSA 0.5 ng?ml-1作為閾值,則低危、中危、高?；颊?年無病存活率分別為73%、45%和11%。中位PSA最低值為0.1(0.003～6.1)ng?ml-1,有一半的病人在3個月內PSA水平達到不可測定的標準(≤0.1)。

8 前列腺癌冷凍治療的并發(fā)癥及預防

早期冷凍治療的并發(fā)癥較多,由于影像技術的進步及尿道溫熱器、溫差電偶的使用等,并發(fā)癥的發(fā)生率有較大幅度的下降。主要并發(fā)癥有以下幾種。

8.1 陽痿

冷凍減少陰莖動脈的血液供應,損害海綿體神經,引起陽痿的發(fā)生,發(fā)生率為40%～100%[16]。冷凍治療與其他治療方式相比勃起功能障礙的發(fā)生率也較高,故對性功能比較重視的患者應充分考慮。

8.2 直腸尿道瘺

直腸尿道瘺是因為前列腺后部被完全冷凍,尿液外滲或并發(fā)感染而導致,是最為嚴重的并發(fā)癥,發(fā)生率0%～3%。目前還沒有很好的辦法防止尿道直腸瘺的發(fā)生。Bharat等[17]介紹了一種被稱為the Multitemp TM1601溫度檢測系統(tǒng),該系統(tǒng)探針能通過線性數組內的4點或8點描繪溫度梯度,在治療周期中更加徹底地檢測溫度改變,這在保護直腸方面特別重要,因為研究顯示僅一個溫度檢測點將不能準確描繪出治療過程中的最低溫度。尿道直腸瘺一般在術1個月內發(fā)生,建議先予保守治療,如4～6個月無好轉,可考慮手術治療。

8.3 尿失禁

臨床報道冷凍治療后尿失禁的發(fā)生率為3%～27%。Ellis等[18]報道冷凍治療后尿失禁的發(fā)生率為5.5%。補救性治療的患者中尿失禁發(fā)生率較高,多數為20%～73%。隨著冷凍技術的發(fā)展,尿失禁的發(fā)生率已大幅度降低。

8.4 尿潴留

冷凍壞死或感染可引起組織腐爛脫落,產生尿道刺激癥狀和梗阻癥狀,出現膿性尿和尿潴留。發(fā)生率多為1.3%～19%。術中應用尿道加熱器,術后應用抗生素,保持尿道通暢,有利于減少尿潴留的發(fā)生率。

9 存在問題與展望

冷凍治療技術作為一種新興治療前列腺癌的手段,具有創(chuàng)傷小、療效佳及可重復治療等特點,越來越為人們所接受,并且對中晚期前列腺癌患者及其他方法治療失敗的患者來說是一種較好的選擇。但是目前前列腺癌的冷凍治療還存在著較多問題如:尚缺乏統(tǒng)一的治愈標準,生化復發(fā)標準也不統(tǒng)一;冷凍治療遠期療效也缺乏詳細研究;雖然人們想了很多辦法加熱尿道,尿道直腸瘺難以避免;冷凍治療與腫瘤免疫之間的關系尚不盡明了。未來的冷凍治療可能的發(fā)展方向:(1)對檢查確定的局限性腫瘤僅行瘤灶側冷凍消融術,避免更大的損傷,并盡量避免神經損傷,保護性功能;(2)冷凍消融術與放療或化療聯(lián)合應用以改善中、高?；颊叩睦鋬霪熜?。

[1]葛小林,孫新臣,曹遠東,等.前列腺癌調強放療和三維適行放療計量學對比研究[J].東南大學學報:醫(yī)學版,2009,28(2):132-135.

[2]ZISMAN A,PANTUCK A J,COHEN J K,et al.Prostate cryoablation using direct transperineal placement of ultrathin probes through a 17-gauge brachytherapy template-technique an preliminary results[J].Urology,2001,58(6):988-993.

[3]THEODORESCU D.Cancer cryotherapy:evolution and biology[J].Rev Urol,2004,6(Suppl 4):S9-S19.

[4]GAGE A A,Baust J.Mechanisms of tissue injury in cryosurgery[J].Cryobiology,1998,37:171.

[5]HOFFMANN NE,BISCHOF JC.Thecryobiology of cryosurgical injury[J].Urology,2002,60(Suppl 1):40-49.

[6]JOOSTEN J J,MUIJEN G N,WOBBEST,et al.In vivo destruction of tumor tissue by cryoablation can induce inhibition of secondary tumor growth:An experimental study[J].Cryobiopsy,2001,41:49-58.

[7]ABLIN R J,SONAESW A,GONDER M J.Elution of in vivo bound antiprosatic epithelial antibodies following multiple cryotherapy of carcinoma of prostate[J].Urology,1973,2:276-279.

[8]SABEL M S,NEHSMA,SUG,et al.Immunologic response to cryoablation of breast cancer[J].Breast Cancer Res Treat,2005,90:97-104.

[9]CLARKE D M,ROBILOTTO A T,van BUSKIRK RG,et al.Targeted induction of apoptosis via TRAIL and cryoablation:a novel strategy for the treatment of prostate cancer[J].Prostate Cancer Prostatic Dis,2007,10:175-184.

[10]Le PIVERT P,HADDAD R S,ALLER A,et al.Ultrasound guided combined cryoablationand microencapsulated 5-Fluorouracil inhibits growth of human prostate tumor s in xenogenic mouse model assessed by luminescence imaging[J].Technol Cancer Res Treat,2004,3:135-142.

[11]CERSSWELL J,ASTERLING S,CHAUDHARY M,et al.Third-generation cryotherapy for prostate cancer in the UK:a prospective study of the early outcomes in primary and recurrent disease[J].BJU Int,2006,97(5):969-974.

[12]ISMAIL M,AHMED S,KASTNER C,et al.Salvage cryotherapy for recurrent prostate cancer after radiation failure:a prospective case series of thefirst 100 patients[J].BJU Int,2007,100(4):760-764.

[13]MATTHEW R C,CARROLL P,SHINOHARA K.Prostate cancer:cryotherapy[DB/OL].[2006-12-04].http://www.emedicine.com.

[14]KATZ A E,GHAFAR M A.Selection of salvage cryotherapy patients[J].Rev Urol,2002,4(Suppl 2):S18-S23.

[15]LEE F,SIDERS D B,NEWBY JE,et al.The role of transrectal ultrasound-guided staging biopsy and androgen therapy prior toradical prostatectomy[J].Clin Invest Med,1993,16(6):463-483.

[16]BAHN DK,LEEF,BADALAMENT R,et al.Targeted cryoablation of the prostate:7-year outcomes in the primary treatment of prostate cancer[J].Urology,2002,60(2Suppl1):3-11.

[17]GOWARDHAN B,GREENE D.Cryotherapy for the prostate:an in vitro and clinical study of two new developments;advanced cryoneedles and a temperature monitoring system[J].BJU Int,2007,100:295-302.

[18]ELLIS D S.Cryosurgery as primary treatment for localized prostate cancer:acommunity hospital experience[J].Urology,2002,60(Suppl 2A):34-39.