龔元川， 邵國良

肝癌的載藥微球化療栓塞治療（drug-eluting beads transhepatic arterial chemoembolization，DEB-TACE）是目前臨床研究的一個熱點， 與常規(guī)TACE 不同之處在于采用了一種新型栓塞材料， 即能夠載藥的微球（drug-eluting beads），它通過離子交換或吸附等多種機制裝載抗腫瘤藥物， 既栓塞靶血管又能夠局部緩慢釋放藥物， 對腫瘤病灶發(fā)揮雙重殺傷 作 用［1］。

目前臨床常用的載藥微球主要有DC/LC Beads 微球、HepaSpheres 微球、CalliSpheres 微球以及Tandem微球等。 本文就上述載藥微球的主要理化特性及其在肝癌治療中的應用做一綜述。

1 載藥微球的種類及理化特性

1.1 DC Bead 微球

DC Bead 微球是由PVA 水凝膠相互交聯(lián)所構成的微球， 交聯(lián)物上有陰離子磺酸鹽基團修飾物，能夠通過離子交換機制將多柔比星、阿霉素、伊立替康等帶正電荷的藥物負載到微球上。DC Bead 微球有粒徑100～300 μm、300～500 μm 和500～700 μm 等3 種尺寸。 微球粒徑大小對最大載藥量沒有顯著影響， 但與藥物釋放速度相關。 粒徑越小的DC Bead微球負載及釋放藥物的速度越快，原因可能在于小粒徑微球表面積更大，暴露在阿霉素溶液中的面積更多， 單位時間內(nèi)與藥物結合的概率就越大。 理論上DC Bead 微球最大阿霉素載藥量可達到45 mg/mL，但載藥量超過37.5 mg/mL 時，藥物吸附到微球上的時間將顯著增加［2］，因此臨床上推薦阿霉素的載藥量為25～37.5 mg/mL。 在載藥過程中，DC Bead 微球的粒徑會隨著載藥量的增加而減小。

Guiu 等［3］研究顯示，DC Bead（100～300 μm）微球能夠在15 min 內(nèi)加載至少99%的伊達比星，24 min 的藥物洗脫率為75%。同樣，de Baere 等［4］研究表明，100～300 μm 的DC Bead 在10 min 內(nèi)可負載95%阿霉素，而洗脫75%阿霉素所用時間為139 min，14 d 后仍可在血漿中檢測到阿霉素，微球在負載及釋放藥物過程中均保持其完整的球形狀態(tài)。

目前， 市場上已有可視化的LC Bead LUMI 微球［5］，由磺酸鹽修飾的聚乙烯醇水凝膠微球組成，在微球結構中以共價結合碘實現(xiàn)X 線可視化。 臨床報道顯示其具有良好的性能和較高的治療肝癌的有效率［6］。

1.2 HepaSphere 微球

HepaSphere 微球是由聚乙烯醇和丙烯酸鹽的共聚物所構成的具有高吸水性聚合物微球。目前臨床應用的粒徑主要有30～60 μm、50～100 μm、100～200 μm、150～200 μm，平時以凍干粉形式儲存，吸收溶液后可以膨脹到預期的大小，在人血清中體積膨脹至原來的4 倍左右，膨脹后具有良好的變形能力，可通過微導管進入腫瘤供血動脈遠端［7］。 相比DC Beads 微球粒徑隨著載藥量增加而減小，在栓塞腫瘤微小供血動脈方面HepaSphere 微球可能并不優(yōu)于DC Beads 微球。 HepaSphere 微球具有帶負電荷的丙烯酸酯基團， 能夠與帶正電荷的化療藥物，如：奧沙利鉑、順鉑、多柔比星等形成離子鍵。 與只有表面結合化療藥物的DC Beads 微球不同，HepaSphere 微球的表面及整個內(nèi)部都能與阿霉素結合。 Lee 等［8］在一項對兔VX2 腫瘤模型的研究中發(fā)現(xiàn)，HepaSphere 微球在2 h 內(nèi)能夠負載82%～94%的阿霉素，6 h 的藥物釋放量為6%， 第3 天時腫瘤內(nèi)阿霉素濃度達到峰值，在7 d 的研究期內(nèi)，阿霉素始終保持在可測量的水平。

HepaSphere 微球除了能夠載阿霉素、 表柔比星等小分子化療藥物，也顯示了對大分子藥物負載及釋放的良好特性。 Oselkin 等［9］進行了一項評估HepaSphere 微球?qū)ω惙ブ閱慰沟募虞d及釋放特性的研究， 用200 mg 的貝伐珠單抗配制一小瓶HepaSphere 溶液， 用酶聯(lián)免疫法測定藥物濃度，結果顯示在大約90 min 時，微球加載了最大貝伐珠單抗負載量的59%， 體外釋放試驗顯示1 h 釋放量為52%，16 h 為68%。 這項研究的結果表明，HepaSphere微球不僅僅限于加載小分子藥物，其加載生物制劑的能力可開辟更多的腫瘤治療新方法。

1.3 CalliSpheres 微球

CalliSpheres 微球（CSM）為我國首個自主研發(fā)的載藥微球，是以聚乙烯醇為主鏈的大分子交聯(lián)聚合物微球，有100～300 μm、300～500 μm、500～700 μm、700～900 μm 和900～1 200 μm 等5 種粒徑規(guī)格，尚有50～150 μm 及70～150 μm 的微球處于實驗研究階段，可以負載阿霉素、伊立替康、順鉑等帶正電荷的藥物。CSM 具有良好的生物相容性，順應性、懸浮性，不可生物降解，能永久地滯留在腫瘤血管局部， 在加載藥物后粒徑可收縮40%～50%［10］，可通過微導管及細小血管以精準栓塞遠端腫瘤血管。

Chen 等［10］將不同濃度的阿霉素加載到3 種不同規(guī)格（50～150 μm、100～300 μm 及300～500 μm）的CSM 進行研究，結果顯示CSM 的大小、阿霉素的劑量和濃度都會影響載藥效率： ①微球粒徑越小，載藥量越大，50～150 μm、100～300 μm 的CSM 在不同藥物濃度下30 min 內(nèi)達到最大載藥負荷，不同藥物劑量下20 min 內(nèi)可達最大載藥負荷，而300～500 μm 的CSM 所需時間就較長。 分析其原因可能是藥物與微球之間離子相互作用，較大微球的相比表面積減小。 ②藥物劑量越小，CSM 的載藥效率越高，不同規(guī)格的微球?qū)?0 mg 的阿霉素均達到99%以上的載藥量，而對于40、80 及100 mg 的阿霉素，50～150 μm 及100～300 μm 的CSM 載藥量＞80%，300～500 μm 的CSM 載藥量僅70%左右。 ③阿霉素在CSM 中的釋放速度較快，在3 種規(guī)格的微球中阿霉素均在約8 h 時達到平臺期， 最大釋放率分別為39.2%、31.3%、31.7%。

Shi 等［11］將新一代小分子血管內(nèi)皮生長因子受體-2 酪氨酸激酶抑制劑阿帕替尼負載到CSM 上，探討其用于栓塞兔VX2 肝腫瘤的藥動學特征及體內(nèi)腫瘤反應。 結果顯示：①30 min 即可達到最大載藥量，20 mg 組的阿帕替尼平均達到70.7%的載藥量，24 h 內(nèi)釋放47.2%；②能夠提高腫瘤局部的阿帕替尼濃度，并顯著降低外周血血藥濃度；③TACE 治療可顯著抑制腫瘤血管生成，減緩腫瘤生長，明顯延長實驗兔的生存期。 該實驗研究過程中還發(fā)現(xiàn)阿帕替尼載藥量與劑量并不呈正相關，與Han 等［12］研究結果相似，這可能與CSM 微球表面帶負電荷的磺酸鹽基團不足以負載足夠多的藥物表面正電荷基團有關。

1.4 Tandem 微球

Tandem 微球是有帶負電荷的水凝膠核心和生物相容的全氟聚合物涂層組成，可以裝載蒽環(huán)類藥物和其他化療藥物，如阿霉素、伊立替康等。 與其他藥物洗脫微球不同的是，其直徑可精確校準為（40±10） μm、（75±15） μm 和（100±25） μm，載藥后粒徑大小保持不變［13］。

Tanaka 等［13］的研究結果表明，用Tandem 微球行TACE 術后180 min， 伊立替康的平均血藥濃度達到峰值，藥物濃度在72 h 內(nèi)保持在治療水平以上。

在水環(huán)境治理與修復技術方面，引進了河流“水華”控制、大型渠道清污、深水疏浚、污泥處理、水面垃圾清除、微菌生物污水處理等技術和儀器38項；創(chuàng)新轉(zhuǎn)化技術和產(chǎn)品67項，開發(fā)了清污輔助決策系統(tǒng)，改進了深水和水面清污設備，取得專利22項，成果在廣東、江蘇、天津、上海等地進行成功運用；不僅促進了對污染源的控制能力，提高了水環(huán)境機械治理水平，而且提升了水環(huán)境生物修復能力，為從根本上治理我國水環(huán)境污染，建設環(huán)境友好型社會提供了技術支撐。

1.5 季銨鹽陽離子改性聚乙烯醇水凝膠微球

Heaysman 等［14］制備了含有陽離子季（3-丙烯酰胺丙基）三甲基氯化銨（APTA）的微球。 實驗證明該微球可以通過帶正電的季銨基團相互作用，有效負載及釋放陰離子模型染料。 在藥物負載實驗中，當模型藥物的電荷密度增加時，微球的最大結合能力降低，微球閉合釋放系統(tǒng)中達到的平衡濃度和洗脫總量都會降低。 釋放實驗中，單價染料的洗脫速度最快，與陽離子聚合物的相互作用相對較弱，當從電荷密度增加的微球中釋放時， 洗脫速率并不降低；當使用具有多結合位點的染料時，與聚合物的相互作用增強，從而減緩了釋放，并降低了從具有較高電荷密度的微球中洗脫的速率。 模型藥物釋放研究表明，這些系統(tǒng)也許可以設計成帶正電荷的微球負載陰離子藥物，用于惡性腫瘤的局部治療。 但目前仍處于實驗研究階段。

2 載藥微球的臨床應用

2.1 操作方法

與cTACE 操作技術及治療方案的個性化特點相比，DEB-TACE 技術更具有統(tǒng)一性。

載藥微球的非靶區(qū)異位栓塞可能引起嚴重的并發(fā)癥，如膽汁瘤、肝膿腫、肝功能不全和肝梗死等，甚至可能因為胃十二指腸動脈、脾動脈等反流引起多器官缺血［15］。 因此需要選擇合適的微導管對腫瘤供血動脈進行超選擇插管，將載藥微球精準遞送至腫瘤部位。 如果存在明顯的動靜脈瘺，可在注射載藥微球前用明膠海綿栓塞分流血管；應盡量避開其他臟器的供血動脈，如膽囊動脈、胃十二指腸動脈等，必要時可使用彈簧圈行保護性栓塞。

DEB-TACE 操作過程中須緩慢注射微球以盡量避免反流，2012 年發(fā)表的DEB-TACE 歐洲操作指南推薦注射速度為1 mL/min［16］，2018 年發(fā)表的中國臺灣地區(qū)DEB-TACE 操作專家共識主張根據(jù)靶血管內(nèi)的流量決定注射速率［17］。 在臨床實際操作中，對于直徑較大的富血供腫瘤，初始注射速率可根據(jù)血流情況加快（2～3 mL/min），血流量減緩后減慢注射速率。

DEB-TACE 治療有兩個栓塞終點。 ①完全栓塞：腫瘤供血動脈血流完全停滯（DSA 下顯示腫瘤染色消失）；②近似完全栓塞：腫瘤供血動脈血流明顯減緩或接近停滯（對比劑在2～5 個心動周期廓清）。 目前臨床醫(yī)師對于完全栓塞和近似完全栓塞終點的選擇多根據(jù)具體情況確定，如果微導管能超選擇性插入到腫瘤滋養(yǎng)動脈則盡量選擇完全栓塞， 不能達到完全超選擇或者完全栓塞存在較高的異位栓塞風險的患者， 則選擇近似完全栓塞作為終點。

2.2 微球粒徑的選擇

大多數(shù)研究顯示小粒徑的微球顯示更好的治療效果。Grumme 等［18］研究顯示，小粒徑微球表現(xiàn)出更高的腫瘤反應率，與微球的種類無關。文獻報道，CalliSphere 微球100～300 μm 比300～500 μm 的臨床近遠期療效更好，100～300 μm DC Beads 比300～500 μm 的腫瘤反應更強［19-21］。 小粒徑微球的療效更好的原因主要在于：①一項兔VX2 肝腫瘤模型的研究證實，小粒徑微球能夠在遠端血管沉積，特別是小于100 μm的微球能達到更遠端的血管，遠端沉積能夠促進更加局部的化療，導致更大范圍的腫瘤壞死，有效降低非靶區(qū)的栓塞風險［22］；②微球粒徑越小，表面積更大，載藥量更大，導致化療藥物在腫瘤內(nèi)釋放越多；③較小的微球能較深地穿透腫瘤內(nèi)的血管床， 可能會減少缺氧缺血性新血管生成，而缺氧缺血新生血管是腫瘤復發(fā)的主要原因［23］。

目前關于微球粒徑的選擇尚無統(tǒng)一標準，臨床常選擇的是100～300 μm。 但在選擇微球尺寸時應當考慮患者個體及腫瘤病灶的差異，臨床主要依據(jù)腫瘤大小、血供、是否存在動靜脈瘺及操作者經(jīng)驗等進行選擇。對于乏血供腫瘤病灶，推薦選擇70～150 μm的微球；5～7 cm 富血供腫瘤病灶，選擇100～300 μm的微球；＞7 cm 富血供腫瘤病灶， 選擇300～500 μm的微球。 對于富血供巨塊型肝癌可選擇＞500 μm的微球，但大粒徑微球不能進入遠端血管，近端栓塞可能引起缺血以及影響后續(xù)繼續(xù)行TACE 治療的效果，在臨床中使用較少。

2.3 臨床療效

表1 近期關于DEB-TACE 治療肝癌的臨床研究

在Sun 等［28］開展的一項前瞻性多中心單臂臨床研究中， 使用CalliSpheres 微球?qū)?78 例Child-Pugh A 期HCC 患者行TACE 治療（以下簡稱CSMTACE），結果顯示，術后1～3 個月的客觀緩解率為83.6%，平均PFS 為362 d，平均OS 為380 d，該研究的術后的完全緩解率和客觀緩解率與另一項CSM-TACE 治療肝癌的前瞻性多中心單臂臨床研究［29］報道的結果相似，兩項大樣本的臨床研究都證明了CSM-TACE 在肝癌患者中是有效的，耐受性良好， 兩個研究團隊都認為門靜脈侵犯、cTACE 治療史以及異常的血肌酐、白蛋白、總膽紅素水平是預測不良臨床預后的重要因素。

綜合上述研究，采用DEB-TACE 治療中晚期肝癌是一種安全、有效的方法，但DEB-TACE 臨床療效， 是否優(yōu)于cTACE 仍存在爭議。 理論上DEBTACE 的療效要優(yōu)于cTACE， 并得到多數(shù)臨床研究結果的支持，但也有些研究得出不同的結果。

Shi 等［34］比 較 了DEB-TACE 和cTACE 的 臨 床療效結果顯示，接受DEB-TACE 治療的患者腫瘤客觀緩解率（76.1%比40.4%）、無進展生存期（12 個月比7 個月）、總生存期（21 個月比14 個月）均顯著高于cTACE 組，DEB-TACE 是改善PFS 和OS 的唯一獨立預后因素。 而另一項研究回顧性分析了接受cTACE（n=33）或DEB-TACE（n=56）治療的89 例浸潤性肝癌患者， 結果顯示DEB-TACE 組患者的DCR 更高，耐受性更好，特別是對于存在動-門靜脈分流及巨塊型肝癌患者， 但并未顯示出更高的生 存 率［35］。

在一項國際性、多中心、前瞻性、隨機、單盲、Ⅱ期研究中［36］，102 例HCC 患者接受DEB（DC Beads）-TACE，110 例接受cTACE， 結果顯示，DEB-TACE術后6 個月后客觀緩解率（52%）與cTACE 組（44%）差異無統(tǒng)計學意義，接受DEB-TACE 治療的患者術后肝臟毒性及阿霉素相關不良反應顯著降低；分析原因認為是做統(tǒng)計學假設時低估了cTACE 的ORR（預設為35%）而使得入組患者數(shù)量不夠。 另外，其亞組分析結果顯示， 在更具進展性的腫瘤中，DC Beads 組的ORR 和DCR 顯著優(yōu)于cTACE 組。 一項對比DEB-TACE 與cTACE 治療肝癌臨床療效的真實世界研究［37］顯示，與cTACE 相比，DEB-TACE 的耐受性更好，但兩種治療方法的總體存活率沒有差異。 對6 項隨機對照臨床研究（共660 例患者）進行的meta 分析比較了DEB-TACE 與cTACE 的療效，結果顯示兩種治療方法的腫瘤反應率與并發(fā)癥差異無統(tǒng)計學意義。

但是DEB-TACE 一直被證明具有優(yōu)越的藥代動力學特性和較低的全身化療相關毒性，與cTACE相比更具有易耐受性。 根據(jù)現(xiàn)有的證據(jù)提示DEBTACE 可能是治療大肝癌、 浸潤性肝癌及乏血供肝癌患者的更好選擇。

2.4 并發(fā)癥

DEB-TACE 盡管是一種安全有效的介入治療方法，但也有一定的并發(fā)癥發(fā)生率。 其常見的并發(fā)癥包括肝功能衰竭、肝膿腫、膽汁瘤、膽管損傷、肺栓塞等，但發(fā)生率較低。

在Liang 等［38］開展的一項多中心回顧性研究中，DEB-TACE 組術后患者的疼痛發(fā)生率、疼痛分級以及治療后5～7 d 發(fā)熱發(fā)生率均明顯高于cTACE組。分析其原因可能在于CSM-TACE 組的腫瘤體積較大，在治療過程中予以了更為積極的治療，腫瘤壞死程度更重，引起了更加嚴重的栓塞后綜合征。在一項多中心單臂臨床研究中， 除栓塞后綜合征發(fā)生率為67.6%外， 有19.7%患者在影像學上表現(xiàn)出明顯的膽道損傷，其中4 例（3.3%）有癥狀，分析其原因可能是由于腫瘤供血動脈完全栓塞時微球的淤積所致［39］。 兩項使用100～300 μm 及300～500 μm 的CalliSpheres 微球行DEB-TACE 治療肝癌的臨床研究報道顯示，100～300 μm CSM 栓塞組術后栓塞綜合征發(fā)生率較300～500 μm CSM 組高，嚴重不良事件發(fā)生率也明顯高于300～500 μm CSM組，其中包括缺血性肝炎8 例，膽汁瘤2 例，嚴重肝膿腫2 例［19-20］。

DEB-TACE 引起缺血性肝炎、肝膿腫及膽管損傷主要與局部缺血性損傷相關［40］，其原因主要在于： ①肝內(nèi)膽管供血動脈主要來自肝動脈分支，載藥微球的遠端栓塞損傷膽道血管叢，導致膽管系統(tǒng)缺血性壞死，并可能引起腸道內(nèi)菌群進入壞死區(qū)域從而引發(fā)肝膿腫；②小粒徑微球更容易深入穿透正常的殘余肝實質(zhì)，從而在肝臟和膽管系統(tǒng)中引起不可逆轉(zhuǎn)的缺血［20］；③腫瘤周圍門脈血供內(nèi)帶來的腸道細菌侵入腫瘤壞死區(qū)域內(nèi)，使肝膿腫形成的風險進一步加大［41］。

3 載藥微球存在的不足

3.1 載藥微球的局限性

由于載藥微球大多通過離子交換或吸附作用，只能負載正電荷藥物， 限制了化療藥物的選擇。Heaysman 等制備了一種帶陽離子基團的微球，在陰離子藥物模型負載及釋放試驗中表現(xiàn)出良好特性，但目前還沒有進行載藥及釋藥特性研究。

3.2 載藥微球的不可降解性

目前臨床上常用的載藥微球（如HepaSpheres，DC Beads，CalliSpheres 等）均為非降解型微球，異位栓塞時容易造成非靶器官的永久性栓塞和損害。 對此，已有學者研究可生物降解的載藥微球，如采用淀粉、 海藻酸鈉及殼聚糖作為載體的載藥微球，體外試驗及動物試驗已經(jīng)證明生物可降解微球具有良好的載藥、釋藥特性及生物相容性，因其是暫時性栓塞， 具有減少栓塞后綜合征的潛在優(yōu)勢。Orlacchio 等［42］使 用 可 降 解 淀 粉 微 球 行TACE 治 療不可切除性肝癌，結果表明可生物降解微球能用于肝癌介入治療，并取得良好的療效，但仍需要大量臨床研究來證明其臨床療效及安全性。

3.3 載藥微球的不可視化

除DC Bead LUMI 微球以外， 載藥微球存在自身無法顯影的缺點，在體內(nèi)無法跟蹤和定位，無法準確判斷微球在血管中的分布情況和栓塞部位，術后無法確認栓塞微球的確切位置。 同時，迄今為止，所有的載藥微球均不具備多模態(tài)顯像的能力，制約了諸多影像設備（如MR、CT、超聲等）對其的精準導引、監(jiān)控和療效評價。

4 展望

目前已有學者研究多模態(tài)顯像的載藥微球。Shi等［43］構建了一種負載釓劑多功能金納米顆粒，可實現(xiàn)多模態(tài)顯影（CT/MRI/SERS），并通過動物實驗驗證了在動物體內(nèi)良好的顯影特性及生物相容性。 另外通過對金納米顆粒表面進行介孔有機氧化硅修飾可使其具備負載化療藥物的能力［44］。未來有望構建出一種能夠?qū)崿F(xiàn)多模態(tài)成像的載藥微球。 此外，加載生物大分子物質(zhì)的載藥微球也是目前研究的熱點。Oselkin 等［9］通過試驗證明了HepaSpheres 微球負載及釋放貝伐珠單抗的良好特性，Shi 等［11］使用負載阿帕替尼的CalliSpheres 微球進行兔肝腫瘤動脈栓塞實驗，未來將會涌現(xiàn)出更多加載靶向藥物的微球用于HCC 的局部治療。 同時，臨床上仍需要開展更多、更大規(guī)模的高質(zhì)量的對比研究，發(fā)揮載藥微球在肝癌治療中的作用。