氩氦冷冻消融在肺癌多学科综合治疗中的研究进展

马洋洋，陈继冰，牛立志

肺癌在全球范围内死亡率占恶性肿瘤第一位，其发病率和死亡率仍在不断升高[1-2]。研究显示，肺叶切除术是治疗非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）黄金标准。然而，大多肺癌发现时已属晚期，仅＜30%肺癌患者能予手术切除。因此，寻求更加有效且创伤更小的治疗方法，受到临床普遍关注。近年微创手术如氩氦冷冻消融术，因具有创伤小、冰球可视化、疼痛少、对大血管损伤轻微、可激活机体免疫功能、安全性高及疗效好等诸多优势，不断应用于肺癌治疗，已取得医患双方接受[3-5]。由于肺脏为含气组织，冷冻坏死癌灶程度受到限制。为了克服这一潜在问题，目前已有研究报道采用改良三循环冷冻法予以治疗[6-8]。

1 肺癌冷冻消融技术特点

1.1 基本原理

氩氦冷冻治疗系统由氩气靶向制冷、氦气靶向制热、生物传感、适时监控和微创等多项航天技术专利研制而成。这是一种根据Joule-Thomson 原理，以氩气为冷媒快速降温、氦气为热媒快速升温破坏肿瘤细胞的微创手术技术[9]。氩气或氦气通过节流嘴释放进入较大膨胀区，产生急速降温或升温绝热节流效应，并可在局部产生温度急剧变化，因为氩气降温和氦气升温均在极短时间内发生，可使针尖温度降低至-165℃，氦气使温度上升至40℃。低温使肿瘤细胞内形成冰晶，快速升温使细胞内冰晶爆破，最终使癌细胞坏死。

1.2 冷冻机制

冷冻消融过程中冷冻破坏靶组织方式有两种：①冷冻和复温对靶细胞形成直接性杀伤作用。当温度低于-20℃时，细胞外和细胞间质内冰晶形成，细胞外冰晶形成并逐渐增多引起细胞外溶质浓度增大，产生高渗环境；为了平衡化学渗透压，细胞内水分便通过渗透压梯度作用渗透至细胞外间隙，从而引起细胞内渗透压上升、溶质浓度增加、细胞内脱水，细胞膜和细胞器受损，这些变化的协同效应导致细胞损伤或死亡。②微血管损伤是公认的冷冻组织损伤机制[10]。当温度下降至-40℃～-100℃时，冰晶迅速在细胞内外、微静脉及微动静脉内持续形成、微血管扩张，进而破坏一系列结构完整性，如血管内皮层破坏，血管壁通透性增加、出现小孔，血管内液外渗及引起间质水肿，血小板凝集，微血栓形成，最终血流淤滞和闭塞，导致细胞缺血和坏死[11-12]。大血管由多层上皮细胞构成，血管“热池”效应可抵御冷冻伤害，同时冷冻治疗不摧毁胶原蛋白，不破坏组织支撑结构和功能。

1.3 冷冻设备

冷冻消融设备主要包括液氮冷冻系统和氩氦冷冻系统，目前临床应用的主要有美国Endocare 公司和以色列Galil Medical 公司生产的氩氦冷冻系统。控制主机和4～8 根冷冻探针（“氩氦刀”）组成氩氦冷冻治疗系统主要部分，冷冻探针有几种不同直径（1.47～2.40 mm），产生不同大小冰球，可根据肿瘤组织大小和形状采用多根配合使用，确保冷冻区温度均匀，对靶组织破坏力度更大[13]。

1.4 导引方式

常用于监控肺癌冷冻过程的方法有超声、CT或MRI。超声优点是能准确监测冷冻后组织、实时成像、多角度探测和导引定位，使用方便，但对肺部肿瘤导引监测成像易受肺泡内气体影响，质量较差，具有较大局限性。CT 能清晰显示冰球大小和形状，尤其对肺组织及病变显示具有很大优势，可精确观察冷冻探针与病灶及周围组织的关系，使穿刺进针更加灵活准确，是最常用的影像学导引方式，但CT不便于实时导引穿刺和冷冻定位，而超声定位穿刺与CT 监测冰球形成相结合是一种有效手段。MR具有对温度高敏感性和三维成像优点，导引穿刺更加快速，准确率更高，开放式磁体结构使术中实时扫描与监测成为可能，但肺内含气量较多，可严重干扰MRI 信号形成，且价格较昂贵，其在临床推广应用受到限制。

2 适应证

手术切除是根治肺恶性肿瘤的重要方式，对于不能手术切除或不能耐受手术患者，冷冻消融是一种良好选择。患者适应证可按以下原则[14]：①Ⅰ、Ⅱ期和部分Ⅲa 期（T3N1M0、T12N2M0）和局限期（T1-2N0-1M0）NSCLC，或不能手术切除癌灶和不能耐受手术；②其他部位恶性肿瘤发生肺转移癌；③经新辅助治疗有效的N2 NSCLC；④转移性单发或多发癌灶、肺功能良好；⑤高龄或无法耐受全身麻醉开胸手术；⑥检查示癌灶不能完全切除；⑦对化疗或靶向药治疗耐药；⑧肿瘤体积巨大，累及纵隔、心包，需减瘤；⑨局部癌灶稳定但不能消失或缩小不明显。

3 禁忌证

常见禁忌证：①癌灶呈现弥漫性，消融治疗无法改善病情；②消融癌灶同侧恶性胸腔积液未很好控制；③大血管包绕癌灶引起穿刺困难；④肺功能严重受损，最大通气量＜40%；⑤严重出血，血小板计数＜70×109/L 和凝血功能严重紊乱；⑥重要脏器官功能严重不全，严重贫血、脱水和营养代谢严重紊乱，无法在短期内纠正或改善。

4 临床研究

4.1 早期肺癌冷冻消融

肺叶切除术是早期NSCLC 治疗金标准，然而有超过20%患者不适合外科手术[15-16]。冷冻消融为无法手术的Ⅰ期NSCLC 患者提供了一相对安全的选择，旨在实现根治。Moore 等[17]回顾性分析45 例接受经皮冷冻消融治疗的T1N0M0期NSCLC 患者生存和复发情况，5 年总生存率（OS）为（67.8±15.3）%，无进展生存率（PFS）为（87.9±9.0）%，主要并发症为2 例咯血，1 例胸腔积液，需要引流，术后30 d 内无死亡。Yamauchi 等[18]报道CT 导引下经皮穿刺22 例不能耐受手术的NSCLC 患者，共34 枚癌灶予以冷冻消融，平均随访23 个月显示34 枚癌灶中仅1 枚进展（冷冻消融后8 个月），2 年、3 年OS 均为88%，PFS 分别为78%、67%。Zemlyak 等[19]比较64 例Ⅰ期NSCLC 高危患者经冷冻消融、射频消融和叶下切除术治疗后生存率，结果显示3 年OS 分别为77.0%、87.5%、87.1%，癌症特异性生存率分别为90.2%、90.6%、87.5%。de Baere 等[20]前瞻性研究40 例肺转移患者冷冻消融肿瘤控制率，结果显示术后6、12 个月局部肿瘤控制率分别为96.6%、94.2%，随访期间患者生活质量无明显变化，全年OS 为97.5%。鉴于上述研究报道，经皮冷冻消融是不可切除性早期肺癌患者的合理选择，可保证患者生活质量。

近年研究表明CT 导引下经皮冷冻消融治疗早期肺癌局部失败率较低，其OS 可与叶下切除术和射频消融治疗结果相比，且手术侵入性最小，因此可作为不可切除的早期肺癌患者的合理选择。

4.2 晚期肺癌姑息性冷冻消融

对于不能手术切除的晚期肺癌，冷冻消融治疗可有效改善症状，减少肿瘤负荷，其疗效已由相关研究报道证实。Niu 等[21]回顾性分析影像导引下冷冻消融治疗54 例Ⅳ期肺癌患者，其中31 例接受原发性和转移性肿瘤综合冷冻消融治疗，23 例接受其他姑息性治疗，随访6.5 年后患者OS 分别为14 个月、7 个月，冷冻消融组明显占优势；亚组分析中多次冷冻消融（12 例消融2 次，5 例3 次，1 例4 次）在提高OS 上占显著优势（长达18 个月）。Gao 等[22]回顾性评估22 例放化疗失败后ⅢB/ⅣNSCLC 患者经皮冷冻消融效果，结果显示1 年OS为81.8%，PFS 为27.8%。另一项meta 分析评估中晚期NSCLC 患者接受冷冻消融的生存率和生活质量，结果表明冷冻消融能提高患者生活质量[23]。因此，晚期肺癌冷冻消融治疗可实现肿瘤体积缩小，减轻症状，为其他治疗提供可能，同时提高患者生存质量。

4.3 肺磨玻璃样结节冷冻消融

随着低剂量螺旋CT 应用，越来越多肺小结节被发现，而肺磨玻璃样结节（ground-glass nodule，GGN）治疗仍有争议。一些外科医师倾向于密切随访，仅在单纯GGN 大小或外观发生明显变化时予以手术[24]，另一些医师则主张立即手术[25]。肺储备有限的GGN 患者不宜接受外科手术，经皮影像导引下冷冻消融可能提供新的解决方法。Kim 等[26]报道1 例5 mm 单纯GGN 患者经冷冻消融治疗成功，随访6 个月未复发。Liu 等[27]前瞻性临床评估14 例肺磨玻璃样变（ground-glass opacity，GGO）冷冻消融治疗的安全性和可行性，CT 主要表现为肺片状高密度影，密度轻且不均匀，边缘模糊且隐约可见，病变平均大小为1.08 cm，8 例（57.1%）＜1 cm 未活检，结果显示所有患者均成功完成消融，未出现严重并发症，术后1 个月肝功能恢复至术前95%，术后2年均无复发。总之，GGN 冷冻消融到目前为此尚无大规模研究报道，其可能是一种适合于单纯GGN 的辅助治疗方法。冷冻消融可很容易地与其他后续治疗方案相结合，但还需进一步进行前瞻性调查和远期随访。

5 肺癌多学科综合治疗

肺癌为全身性疾病，冷冻消融治疗属局部微创治疗。特别是对腺癌患者，术前可能已发生亚临床转移，因此除局部冷冻消融治疗外，必须根据肿瘤病理学类型予以个体化综合治疗。可根据不同情况联合其他治疗方法，如放化疗、免疫疗法和分子靶向药物治疗等，以提高疗效。

5.1 冷冻消融联合放化疗

放化疗是治疗晚期肺癌的一般模式，但多数晚期患者局部肿瘤负荷大，严重影响放化疗效果，5 年生存率低于20%，总生存期仅为10～16.8 个月[28-29]。放化疗治疗方式单一、受益率较低、不良反应大，虽延长患者生存时间，但也降低生存质量。冷冻治疗可增加肿瘤细胞对放化疗的敏感性[30]。钱建新等[31]对比分析61 例接受冷冻消融序贯化疗与52 例接受单纯化疗的晚期NSCLC 患者疗效，结果显示肿瘤缓解率分别为34.4%、15.4%，中位生存时间分别为12.9 个月、9.5 个月，术后1 年OS 分别为53.6%、35.4%。另一文献报道显示，晚期肺癌患者冷冻治疗后1～2 周接受放疗，术后1 年、2 年OS 分别为70.2%、53.1%，而单纯冷冻消融治疗分别为42.1%、20.0%[32]。冷冻消融联合放化疗一方面有效杀伤冷冻区未坏死肿瘤细胞，另一方面控制转移灶发展。

5.2 冷冻消融联合放射性粒子治疗

肺癌瘤体较大时形态通常不规则，单一氩氦刀冷冻治疗难以达到适形治疗目的，因此对于残余肿瘤可植入放射性碘粒子，以降低肿瘤局部复发风险。研究表明，氢氦刀冷冻消融能减少肿瘤负荷，易于粒子植入病灶，减小射线辐射范围。周红桃等[33]采用冷冻消融联合放射性碘粒子植入治疗140 例（244枚癌灶）不可切除肺癌患者，冰球平均覆盖率在直径＜5 cm 癌灶为91%（植入粒子10～30 颗），直径＞5 cm 癌灶为86%（植入粒子30～60 颗）；术后6 个月CT 复查显示244 枚癌灶完全缓解（CR）为16.8%，部分缓解（PR）为70.1%，病情稳定（SD）为7.4%，疾病进展（PD）为5.7%，总有效率为93.4%；140 例患者平均Karnofsky 行为状态（KPS）评分由术前平均66.9 提高至术后1 个月76.3，生活质量得到明显提高，1 年生存率达65.7%。王文辉等[34]研究报道51 例Ⅲ或Ⅳ期肺癌患者，术前影像学检查评估提示均可由冷冻消融减低肿瘤负荷并行放射性125I 粒子植入，结果显示消融后均在病灶边缘或氩氦刀盲区植入放射性粒子，术后1、2、3、6 个月总有效率分别为31.4%、62.8%、98.0%、92.0%；认为冷冻消融结合125I 粒子植入可有效缓解患者临床症状，提高生存质量，但远期疗效需进一步研究。

总体上，冷冻消融结合125I 粒子植入术局部控制肺癌效果良好，并发症少且可控，有助于改善不可切除肺癌患者生存质量，延长生存期。

5.3 冷冻消融联合免疫治疗

冷冻消融和免疫联合治疗肺癌动物实验研究已开展，对肝癌、胰腺癌、乳腺癌治疗研究均有报道。冷冻治疗过程中肿瘤抗原位点暴露，可激活机体免疫作用。Lin 等[35]研究报道冷冻消融联合同种异体自然杀伤（NK）细胞治疗晚期NSCLC 安全性和临床效果，60 例患者随机分为冷冻消融组（n=30，Ⅲ、Ⅳ期患者分别为14、16 例）和冷冻联合NK 细胞治疗组（n=30，Ⅲ、Ⅳ期患者分别为13、17 例），结果显示冷冻消融组、联合治疗组平均KPS 评分在治疗前分别为69.8±5.7、69.2±6.3，治疗后1 个月、3 个月分别为80.1±3.8、83.5±4.6 和80.6±5.1、89.1±2.5，联合治疗组KPS 评分更高，患者生存质量提高；治疗后3 个月联合治疗组疾病反应率（RR）和疾病控制率（DCR）分别为63.3%、83.3%，显著高于冷冻消融组（43.3%、70.0%），提示冷冻消融联合同种异体NK 细胞治疗肺癌的安全性和有效性得到提升。李娜等[36]报道一项氩氦刀冷冻联合细胞因子诱导的杀伤细胞（cytokine-induced killer，CIK）免疫治疗研究，90例NSCLC患者随机分为A组（n=30，单纯氩氦刀冷冻治疗）、B 组（n=30，单纯CIK 治疗）、C 组（n=30，氩氦刀冷冻联合CIK 治疗），结果显示临床有效率分别为53.3%、6.7%、60.0%；C 组生活质量评分与A、B 组相比，差异均有统计学意义（P＜0.05），患者生活质量改善；C 组淋巴细胞亚群检测CD3+、CD4+、CD8+和CD4+/CD8+优于A 组、B组（P＜0.01），说明冷冻消融联合CIK 治疗能改善患者免疫功能，提高生活质量，且安全性好。

5.4 冷冻消融联合靶向药治疗

近年来，分子靶向药物已应用于晚期NSCLC 患者治疗。吉非替尼是一种口服型表皮细胞生长因子受体-酪氨酸激酶抑制剂（EGFR-TKI），作为肺癌一线治疗药物，已被证明对复发的NSCLC 具有活性[37]。Gu 等[38]探讨冷冻消融联合分子靶向药物治疗晚期NSCLC 疗效，36 例女性患者（ⅢB 期12 例，Ⅳ期24 例）平均年龄64 岁，均不吸烟、有EGFR 基因突变，随机分为两组（18 例接受分子靶向治疗，另18 例在服用吉非替尼的同时接受冷冻消融治疗），结果显示分子靶向治疗组、联合治疗组患者1 年生存率分别为33.3%、66.7%，提示冷冻消融联合吉非替尼治疗可改善晚期NSCLC 患者疗效和预后。吉非替尼为低毒性药物，可阻断细胞增殖过程信号转导通路，而冷冻消融则直接破坏肿瘤组织，两种治疗方法联合应用，可改善晚期NSCLC 治疗效果和预后，患者耐受性良好。后期尚需进一步大规模研究加以证实。

6 并发症

冷冻消融过程中并发症包括[4，39]：①气胸，发生率为20%～30%，需行穿刺置管胸腔闭式引流；②胸腔积液，发生率为5%，积液中等或大量时需置管引流；③术中或术后咯血，一般持续3～7 d，予口服止血药物；④皮肤损伤，多为皮肤冻伤，常规换药可治愈；⑤胸膜瘘，少见，系冷冻过度所致，行胸腔闭式引流；⑥冷休克，少见，长时间冷冻消融后体温降低所致，予复温措施；⑦肾功能受损，常见于肿瘤体积大、一次冷冻消融面积大、肿瘤液化坏死显著者。术中应静脉输注碳酸氢钠碱化尿液，术后水化，及时检测生化指标。

7 结语

冷冻消融作为一种局部物理性微创手术，近年来临床应用越来越多，适用于不能手术切除的早期肺癌和减轻晚期肺癌负荷，局部控制率高，并发症可控。冷冻消融在GGN 中的应用，目前缺乏远期随访结果，还需进一步研究。肿瘤是一种全身性疾病，其治疗已不再提倡单打独斗，更注重综合治疗。必须根据肿瘤病理学类型进行综合个体化治疗，根据患者不同情况合理应用冷冻消融与放化疗、粒子植入、免疫疗法、分子靶向药物等各种手段联合治疗，如患者存在驱动基因突变，应采用分子靶向药物治疗，同时根据具体情况进行化疗和免疫治疗，以控制肿瘤生长、提高治疗有效率和延长患者总生存期，进一步提高肺癌治疗效果。因此，设计冷冻消融与其他疗法相结合的治疗方法，实施远期疗效最佳、不良反应最少的肺癌治疗方案，均需进一步大样本长期研究。