胡志文 蕭淑宜 格桑卓瑪 金 海 董 燕 柳建華

1 廣州市第一人民醫(yī)院超聲醫(yī)學(xué)科(廣州 510180) 2 林芝市人民醫(yī)院功能科(林芝 860000)

肝細(xì)胞癌(HCC)是常見(jiàn)的腫瘤，是癌癥引起死亡第二大原因，盡管肝炎治療的手段已得到了很大了進(jìn)步，肝細(xì)胞癌的篩查也變得廣泛，但是目前仍然只有將近40%的晚期患者只能接受緩解治療，HCC患者的生存率仍然不夠理想[1- 2]。早期不適合手術(shù)的肝細(xì)胞癌患者，局部消融治療已經(jīng)被認(rèn)為是一線治療方案[3]。微波消融通過(guò)介質(zhì)加熱，在治療肝癌時(shí)具有更高的加熱速度和功效，然而由于“熱沉降效應(yīng)”使腫瘤局部有殘留灶，即腫瘤內(nèi)及外周血管的血流帶走部分熱量導(dǎo)致少數(shù)腫瘤細(xì)胞不能被徹底滅殺[4]。微泡增強(qiáng)的超聲空化可阻斷腫瘤微循環(huán)長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)，可應(yīng)用于腫瘤治療和創(chuàng)傷止血等[5- 7]。本研究利用超聲空化效應(yīng)阻斷腫瘤微循環(huán)血流的作用聯(lián)合微波消融的治療肝癌，并探討聯(lián)合治療的抑制腫瘤的生長(zhǎng)、復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移的療效對(duì)臨床具有極大的應(yīng)用價(jià)值。

1 材料與方法

此項(xiàng)目已得到廣州市第一人民醫(yī)院倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)。

1.1 隨機(jī)分組并進(jìn)行治療

介入模型24只大白兔被隨機(jī)分成4組：分別為空白對(duì)照組、單純超聲空化組、單純微波消融組、超聲空化聯(lián)合微波消融組。超聲空化為超聲空化治療儀探頭放在腫瘤區(qū)域的肝臟表面，經(jīng)耳緣靜脈緩慢推注微泡造影劑，劑量為0.1 mL/kg[8]，微波造影劑推注后隨即注射生理鹽水5～10 mL使管內(nèi)的造影劑全部進(jìn)入血液循環(huán)；同時(shí)脈沖超聲能量以脈沖式發(fā)射，每次治療時(shí)間為5 s，兩次超聲發(fā)射之間間歇5 s，輻射肝臟5 min。微波消融為按照一次性微波消融針操作說(shuō)明在手術(shù)前連接好設(shè)備并選擇好消融模式，設(shè)置好功率和時(shí)間(35周，1 min)，用生理鹽水濕潤(rùn)無(wú)菌紗布后，包裹到消融針頭，用手握住，按冷卻開(kāi)關(guān)、微波開(kāi)關(guān)觀察循環(huán)水流是否正常、微波輸出是否正常，調(diào)整消融針，按照事先選定的角度在彩超的引導(dǎo)下，將消融針穿刺進(jìn)入病灶部位，打開(kāi)冷卻開(kāi)關(guān)，再按微波開(kāi)關(guān)，開(kāi)始手術(shù)，手術(shù)完畢后退出消融針。超聲空化聯(lián)合微波消融為進(jìn)行超聲空化治療后再進(jìn)行微波消融治療?？瞻讓?duì)照為在肝臟面注射等量生理鹽水，不給予超聲空化和微波消融治療。

1.2 超聲造影血流灌注分析

使用的是GE Logiq E9彩色多普勒超聲診斷儀、9L高頻線陣探頭，選擇進(jìn)入超聲造影模式，機(jī)械指數(shù)調(diào)整為0.05，頻率59 MHz，經(jīng)耳緣靜脈注入微泡造影劑，隨后注射5 mL生理鹽水沖管；使用儀器自帶的軟件進(jìn)行記錄和分析，記錄在治療前后血流灌注的變化情況，記錄各組在治療前后靶區(qū)超聲造影動(dòng)態(tài)影像，獲得的造影數(shù)據(jù)以DICOM格式輸出，在脫機(jī)狀態(tài)下用軟件進(jìn)行分析。

1.3 溫度測(cè)量

將針式測(cè)溫儀插入超聲輻射的肝臟部位，靠近消融針尖處，在治療后對(duì)局部的溫度變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，測(cè)溫儀自動(dòng)記錄測(cè)溫針的溫度變化，超聲空化時(shí)間為5 min，溫度記錄時(shí)間為10 min，微波消融時(shí)間為1 min，溫度記錄時(shí)間為3 min。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

數(shù)據(jù)采用SPSS 20.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)量數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，做假設(shè)檢驗(yàn)前判斷數(shù)據(jù)的正態(tài)性和方差齊性，兩獨(dú)立樣本之間的比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，三組之間采用方差分析，P<0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 治療前后肝臟的超聲圖像及缺損體積變化

與治療前相比，各組治療后血流灌注出現(xiàn)缺損，各組治療靶向區(qū)域的平均PI值均出現(xiàn)下降，超聲結(jié)果顯示微波消融聯(lián)合超聲空化組肝臟血流灌注缺損最嚴(yán)重，微波消融組和聯(lián)合治療組缺損體積分別為(1.53±0.20)cm3和(1.68±0.43)cm3，兩組之間無(wú)明顯差異，具體見(jiàn)圖2和表1。

表1缺損體積的變化

圖2 各組治療前后肝臟的超聲圖像注：A、C、E分別為超聲空化組、微波消融組以及超聲空化聯(lián)合微波消融組治療前的圖像；B、D、F分別為超聲空化組、微波消融組以及超聲空化聯(lián)合微波消融組治療后的圖像

2.2 治療過(guò)程中的溫度變化

用針式測(cè)溫儀記錄治療過(guò)程的溫度變化，發(fā)現(xiàn)與微波消融組相比，超聲空化聯(lián)合消融組的溫度達(dá)平臺(tái)的時(shí)間降低(P<0.01)，且超聲空化聯(lián)合微波消融組的最高溫度也升高(P<0.01)。單純空化組與聯(lián)合組空化治療時(shí)的溫度波動(dòng)差無(wú)明顯差異，具體見(jiàn)表2和圖3。

圖3 各組治療過(guò)程中的溫度變化注：A為單純微波消融組消融治療過(guò)程中的溫度變化，溫度隨時(shí)間緩慢升高，在消融末達(dá)到最高溫度；B為超聲空化聯(lián)合微波消融組消融治療過(guò)程中的溫度變化，在消融開(kāi)始時(shí)溫度就急劇升高，最高溫度明顯比單純微波消融組高；C為空化治療時(shí)的溫度波動(dòng)，單純空化組與聯(lián)合組空化治療時(shí)的溫度波動(dòng)差無(wú)明顯差異。

表2各組治療過(guò)程中溫度的變化情況

3 討 論

本研究結(jié)果顯示超聲空化和微波消融均能阻斷肝臟腫瘤區(qū)域血流的充盈，且兩者聯(lián)合治療阻斷血流灌注的效果更明顯；聯(lián)合治療組超聲造影缺損體積與單獨(dú)微波消融組相比無(wú)明顯差異；微泡超聲空化效應(yīng)可以有效阻斷腫瘤及周圍肝組織血流供應(yīng)及促進(jìn)新生腫瘤血管的損傷，明顯減少“熱沉降效應(yīng)”帶來(lái)的影響。

微創(chuàng)介入治療已經(jīng)成為肝癌治療的首選方式之一，微波消融治療由于其治療時(shí)間短、適應(yīng)癥廣且可反復(fù)多次進(jìn)行治療等優(yōu)勢(shì)而在肝癌的臨床治療中得到了很好的推廣[9]。對(duì)于直徑在3 cm以上的肝癌，微波消融的治療效果特別明顯[10]。腫瘤的直徑大小以及腫瘤數(shù)目是影響微波消融治療肝細(xì)胞癌的的主要因素，有研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)腫瘤直徑過(guò)大時(shí)，微波消融治療容易出現(xiàn)三維漏洞，使得肝癌的消融面積不夠完全[11]，隨著技術(shù)的發(fā)展，微波消融聯(lián)合其他治療方法得到了很大的應(yīng)用，如微波消融聯(lián)合肝動(dòng)脈栓塞治療能夠整體提高對(duì)肝細(xì)胞癌治療的療效[12]，在微波消融前實(shí)行肝動(dòng)脈栓塞化療，能夠減少血液流動(dòng)的冷卻效應(yīng)，進(jìn)一步引起腫瘤缺血，從而增加化療藥物對(duì)腫瘤的毒性作用，并且增加腫瘤細(xì)胞對(duì)熱消融的敏感性。

單純空化治療在阻斷血流灌注上的效果不明顯，而微波消融治療明顯降低了肝臟腫瘤的血流充盈，且兩者聯(lián)合阻斷血流充盈的效果更明顯。有研究探討了微泡超聲空化對(duì)腫瘤酒精消融的增強(qiáng)作用[13]，發(fā)現(xiàn)微泡增強(qiáng)的超聲空化能夠顯著降低人類肝癌腫瘤裸鼠皮下移植瘤的血流灌注，而其阻斷血流灌注的機(jī)制主要是通過(guò)損毀腫瘤微血管并導(dǎo)致局部血腫血栓的形成[14]。本研究使用單獨(dú)的超聲空化治療VX2兔肝臟腫瘤前后用超聲監(jiān)測(cè)血流充盈情況，治療后出現(xiàn)了不明顯的充盈降低，雖然與高文宏的研究相比效果差，但也說(shuō)明了超聲空化可以在一定程度下阻斷血流的灌注。而微波消融聯(lián)合超聲空化治療后血管灌注的阻斷效應(yīng)明顯高于單獨(dú)的治療，由于微波消融在治療上受腫瘤的直徑大小影響，超聲空化可以彌補(bǔ)微波消融的不足。

與單純微波消融組相比，超聲空化聯(lián)合微波消融組溫度達(dá)平臺(tái)時(shí)間降低，且最高溫度升高，微波消融的原理是微波作用組織時(shí)，組織自身吸收大量的微波能，使得被作用的組織內(nèi)迅速產(chǎn)生大量的熱量，在短時(shí)間內(nèi)迅速導(dǎo)致腫瘤高熱而凝固壞死，但由于肝臟及肝癌組織血流豐富，在微波消融治療腫瘤時(shí)容易產(chǎn)生“熱沉降效應(yīng)”，即腫瘤內(nèi)及外周血管的血流帶走部分熱量導(dǎo)致少數(shù)腫瘤細(xì)胞不能被徹底滅殺，如果減少肝癌及周圍肝組織的血供，降低“熱沉降效應(yīng)”，則有利于提高熱消融的效率[15-18]；超聲空化效應(yīng)指液體中微氣泡在超聲作用下能夠產(chǎn)生振蕩、膨脹、收縮等一系列動(dòng)力學(xué)過(guò)程，伴隨瞬間高溫、高壓、沖擊波等能量釋放行為，超聲空化效應(yīng)可以有效阻斷腫瘤及周圍肝組織血流供應(yīng)及促進(jìn)新生腫瘤血管的損傷，明顯減少“熱沉降效應(yīng)”帶來(lái)的影響，使兩者聯(lián)合治療兔VX2肝臟腫瘤能夠在短時(shí)間內(nèi)迅速升溫并達(dá)到更高的溫度，促進(jìn)腫瘤組織的凝固壞死。病理染色分析也顯示微波消融組兔VX2肝臟腫瘤壞死的面積大于超聲空化治療組，而兩者聯(lián)合后促進(jìn)了肝癌組織的壞死，張莉的研究也發(fā)現(xiàn)超聲空化能引起兔VX2腫瘤的壞死，壞死率為(32.3±8.8)%，而超聲空化聯(lián)合無(wú)水乙醇組腫瘤的壞死率升高到(56.6±16.8)%[19]，說(shuō)明超聲空化聯(lián)合其它療法能促進(jìn)兔VX2肝臟腫瘤的壞死。另外，超聲空化和微波消融可以促進(jìn)腫瘤組織的熱凝固和降低腫瘤組織的血流灌注，但對(duì)機(jī)體的凝血功能并無(wú)明顯影響，可能是無(wú)論是微泡增強(qiáng)的超聲空化，還是微波消融所導(dǎo)致的熱凝固，能夠靶向地作用于腫瘤組織，而不對(duì)腫瘤周圍的正常組織產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

借助超聲觀察治療前后的血管灌注情況，發(fā)現(xiàn)微波消融治療以及聯(lián)合治療能阻止腫瘤組織中的血流灌注，微血管通透性的改變的具體機(jī)制還不明確，血管通透性的改變會(huì)出現(xiàn)在動(dòng)脈、靜脈和毛細(xì)血管中。主要的機(jī)制之一被認(rèn)為是內(nèi)皮細(xì)胞細(xì)胞孔的形成以及內(nèi)皮細(xì)胞之間間隙的增寬[20- 21]，這也是最早提出的機(jī)制之一，這是基于前期的研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)細(xì)胞和振蕩的微泡靠近時(shí)會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞膜孔的形成而提出的，但是這些孔的持續(xù)時(shí)間與微血管通透性的持續(xù)時(shí)間不匹配，說(shuō)明微血管通透性的改變的主要機(jī)制并不是細(xì)胞孔的形成。隨著研究的進(jìn)展，大量證據(jù)表明細(xì)胞囊泡運(yùn)輸是增強(qiáng)細(xì)胞外滲的主要途徑，有趣的是，在肌肉組織中的研究發(fā)現(xiàn)微泡增強(qiáng)的超聲可以誘導(dǎo)血管生成(包括動(dòng)脈)[22- 25]，然而矛盾的是，這種效應(yīng)最初是與毛細(xì)血管的破裂有關(guān)，并且最開(kāi)始與微泡引起的炎癥反應(yīng)驅(qū)動(dòng)有關(guān)，引起的炎癥反應(yīng)會(huì)促進(jìn)骨髓源性細(xì)胞的募集并進(jìn)一步促進(jìn)細(xì)胞因子的產(chǎn)生，這些細(xì)胞因子會(huì)刺激血管的生成，同時(shí)它還能與促血管生成因子的遞送相結(jié)合共同促進(jìn)缺血心肌的血運(yùn)重建[26]。有研究發(fā)現(xiàn)高強(qiáng)度聚焦超聲聯(lián)合微泡可以促進(jìn)對(duì)血管壁的損傷，特別是對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞的損傷，內(nèi)皮細(xì)胞的損傷加上基底膜的暴露以及血小板的活化，在微泡的作用下可以進(jìn)一步促進(jìn)血栓的形成[27]。還有研究發(fā)現(xiàn)微泡的這種效應(yīng)能被纖維蛋白原或者炎癥介質(zhì)所增強(qiáng)[28]。然而，除了引起血栓外，超聲還可用于血栓性血管閉塞的解除[29]?？偟膩?lái)說(shuō)，在合適的暴露條件下，超聲可以誘導(dǎo)一系列血管生物效應(yīng)，而微泡用于診斷性造影時(shí)也應(yīng)當(dāng)避免這些生物效應(yīng)的發(fā)生，微泡增強(qiáng)的超聲引起的微血管通透性改變以及血管阻塞可以應(yīng)用于許多領(lǐng)域，如腫瘤的治療。本研究?jī)H探討了超聲空化以及微波消融對(duì)肝臟腫瘤的效果，并未進(jìn)一步探討機(jī)制，不過(guò)在以后的研究中可以對(duì)機(jī)制進(jìn)行研究。