吴勇超,李智岗,李 杰,赵 瑜,李顺宗,武中林
(河北医科大学第四医院放射介入科,河北 石家庄 050011)
肝转移瘤(liver metastases,LM)是肝脏常见的恶性肿瘤,是影响肿瘤患者生存期的重要影响因素[1-2]。临床上对于LM的治疗包括手术切除、化疗、放疗、动脉灌注化疗/栓塞(hepatic artery infusion chemotherapy/transcatheter arterial chemoembolization,HAI/TACE)治疗及靶向治疗等[3],而能手术切除的LM患者仅为10%~20%[4],多数采用非手术治疗。目前研究化疗及靶向治疗等对LM疗效的临床及实验研究多使用小鼠或裸鼠LM模型[5-6],而研究HAI/TACE治疗LM疗效的动物模型少见报道。经脾种植VX2瘤株形成兔LM模型已成为一种技术成熟的动物模型[7],为进一步明确经脾种植VX2瘤株兔LM模型数字减影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)及肝动脉锥形束强化CT表现,能否满足临床上观察HAI/TACE治疗的相应条件,能否成为研究HAI/TACE治疗LM的理想动物模型,对于临床上研究HAI/TACE治疗LM疗效具有重要意义。
1.1建立VX2瘤株兔LM模型 选取新西兰大白兔40只,配置新鲜的VX2瘤株悬液。悬液配置成功后,沿腹部切口,游离脾脏并用1 mL注射器将VX2瘤株悬液注射入脾脏内。种植后15 d行CT增强扫描,观察肝内是否存在LM(增强扫描显示LM动脉期强化特点为转移瘤周边呈环形强化,中心区域未见强化)[7]。对增强CT确认肝内成功转移的兔于第2天行DSA及肝动脉锥形束强化CT。
1.2VX2瘤株兔LM模型股动脉插管 沿右侧腹股沟下2 cm触及股动脉,沿股动脉搏动方向逐层分离兔大腿皮层及肌层,股动脉暴露后钝性分离股动脉,将股动脉与股静脉、股神经充分分离,股动脉分离长度1~2 cm。分离成功后将股动脉近端缝合线游离待用,股动脉远端用缝合线结扎,并用血管夹夹闭股动脉远端。待股动脉明显增粗后,轻提远端缝合线,使股动脉稍上提,用5 F穿刺针穿刺股动脉,穿刺针尾端冒血后将穿刺套管前送,直至穿刺套管充分进入股动脉内。将游离股动脉近端用血管夹固定套管,连接“Y”型止血阀,并注射肝素防止血栓形成(肝素用量按10 mg/kg)。
1.3腹腔动脉及肝动脉DSA 通过“Y”阀,将2.2 F Stride微导管和微导丝置入动脉内,在微导丝引导下将微导管置于平兔12胸椎与腰1椎体处,行腹部背大动脉造影(注射速度2 mL/s,总量8 mL),观察腹腔动脉及肝动脉开口走行。根据肝动脉开口走行将微导管插入肝动脉内。微导管选入肝动脉内后,行肝动脉造影(注射速度1.0 mL/s,总量4 mL),观察肝动脉走行分布及LM的染色情况,并行肝动脉锥形束CT增强扫描,观察LM强化情况。
1.4间接门静脉DSA 在肝动脉造影及锥形束CT强化结束后,将微导管选入胃脾动脉干内行间接门静脉造影(注射速度1.5 mL/s,总量8 mL),观察LM间接门静脉造影下的染色情况。
1.5LM的HE染色 在DSA成功后,将兔处死,对LM进行分离、脱水、固定及HE染色,镜下观察组织学表现。
1.6图像分析 由2名副主任医师以上专家评价VX2瘤株兔LM的DSA、肝动脉锥形束强化CT、间接门静脉造影表现及检查出的肿瘤染色情况;比较DSA、锥形束强化CT、间接门静脉造影表现与腹部增强CT强化及HE病理表现。
VX2瘤株兔LM模型种植成功37只,成功率为92.5%(37/40)。因麻醉死亡1只,未能种植成功1只,行CT增强扫描时死亡1只。37只VX2瘤株兔LM模型的CT增强扫描共发现LM病灶44个。37只种植成功的VX2瘤株兔LM模型行股动脉穿刺插管,1次穿刺插管成功32只,穿刺成功率为86.5%(32/37),2次穿刺成功5只。腹部背大动脉造影发现兔腹腔动脉开口位于胸12椎体中部水平,与人腹腔干开口位置大致一致。但是兔腹腔动脉较短,胃肝动脉较长。胃肝动脉分出肝动脉。
2.1VX2瘤株兔LM的DSA及肝动脉锥形束CT强化表现 37只VX2瘤株兔LM模型经DSA发现LM病灶57个,其中中等血供病灶38个、乏血供病灶19个。DSA造影表现:肝内动脉走行迂曲,LM的肿瘤供血支紊乱、不规则,染色呈类圆形,中心区域染色较边缘染色稍浅淡,实质期LM染色进一步加重,但是染色程度低于正常肝实质。锥形束强化CT表现:多发大小不等LM,强化特点为转移瘤周边呈环形强化,中心区域未见强化。与增强CT对比分析发现,DSA造影的染色情况、锥形束强化CT强化表现均于增强CT一致。见图1~5。
2.2间接门静脉造影DSA表现 门静脉主干粗大,各叶分支门静脉显示清晰,门静脉分支逐级分支,走行规则,肝内未见明显肿瘤染色,肝内染色均匀一致。
2.3HE染色镜下观察 大体解剖兔VX2瘤株LM共发现及制作79个蜡块,LM的DSA染色部分、肝动脉锥形束CT肿瘤强化部位及程度与腹部增强CT的LM强化表现一致,为LM周边强化,对应于HE镜下观察肿瘤外周存在活性的肿瘤细胞、炎性细胞及结缔组织[7];LM的DSA中心染色浅淡、肝动脉锥形束CT未强化部位与腹部增强CT的LM未强化表现一致[7],对应HE镜下肿瘤中心分布嗜碱性红染坏死肿瘤细胞。见图6~7。
图1 兔VX2瘤株LM模型增强CT表现转移瘤周边呈环形强化,中心区域未见强化(红箭头所示)Figure1 TherabbitVX2livermetastasismodelsshowedaring-enhancedenhancementa-roundtheintima,andnoen-hancementinthecentralarea(redarrow)
肝脏是消化道恶性肿瘤最常见的转移器官,如果不进行有效治疗,其中位生存期仅为6.9个月[1-2,8]。在LM的各种治疗方法中,非手术治疗是LM最常用的治疗方法,化疗、靶向治疗及免疫治疗等方法对于LM的疗效均在动物实验及临床实验中取得了证实[6,9-10]。随着介入技术及栓塞剂的发展,尤其是载药微球的临床应用,HAI/TACE在LM治疗中的应用越来越广泛[11-13]。但是HAI/TACE对LM的疗效仍存在着争议[14-15]。因而,建立一种符合LM生物学特性,可以进行HAI/TACE治疗,并且能观察HAI/TACE治疗疗效的动物模型对于临床上进一步研究具有重要意义。
VX2瘤株肿瘤模型是一种成熟的动物模型,已运用到多种恶性肿瘤的实验及临床研究中,尤其是肝癌模型中[16-17]。一种理想的动物模型应该与人类的生物学特性一致。前期研究证实,经脾种植VX2瘤株形成LM模型接近人LM的生物学特性,是一种理想地研究LM的动物模型[7]。但是其能否成为研究HAI/TACE治疗LM的理想模型仍需进一步证实。本研究通过研究经脾种植VX2瘤株兔LM模型的DSA表现,观察肝内血管走形及LM染色情况,并观察LM病理结构,分析其能否成为研究HAI/TACE治疗LM的理想模型。
人LM的DSA表现有3种:富血供、中等血供及乏血供[18]。本研究成功建立VX2瘤株兔LM模型37只,发现LM病灶57个,其中中等血供病灶38个、乏血供病灶19个。LM的DSA表现为肝内动脉走行迂曲,LM供血支紊乱、不规则,这与人LM的中等血供及乏血供的血管走行表现相似;并且VX2瘤株兔LM在动脉中晚期呈类圆形肿瘤染色,较大LM可观察到中心区域染色较边缘染色稍浅淡。实质期LM染色进一步加重,但是低于正常肝实质染色,这与人中等血供及乏血供的LM染色情况大致一致。肝动脉锥形束强化CT表现可见肝内LM强化特点为转移瘤周边呈环形强化,中心区域未见强化,VX2瘤株兔LM的肝动脉锥形束强化CT表现与DSA造影前CT表现一致,提示经脾种植VX2瘤株形成的兔LM模型适合于临床上影像学表现为环形强化的人LM的研究,与前期研究一致[7]。VX2瘤株兔LM模型的大体病理镜下表现为活性的肿瘤细胞、炎性细胞及结缔组织分布于肿瘤外周,与DSA染色部分及肝动脉锥形束CT肿瘤强化部位情况一致,而肿瘤中心分布嗜碱性红染坏死肿瘤细胞,与DSA中心染色浅淡及锥形束CT未强化部位一致。
另外,进行了VX2瘤株兔LM模型间接门静脉造影,造影表现为门静脉主干粗大,各叶分支门静脉显示清晰,门静脉分支逐级分支,走行规则,肝内未见明显肿瘤染色,肝内染色均匀一致。这提示该肿瘤模型能成功行间接门静脉造影,能对临床上研究LM血供等研究提供合适的LM模型。经脾种植VX2瘤株形成的兔LM模型符合临床上影像学表现为环形强化,DSA为中等血供或乏血供的LM,能够为临床提供理想的研究肝转移的HAI/TACE治疗疗效及其他介入实验研究的模型。
笔者将经脾种植兔VX2瘤株LM模型行DSA经验和注意点总结如下:①行兔股动脉插管时应在直视下进行穿刺,并结扎股动脉远端,待股动脉明显增粗后进行穿刺,成功率较高,本研究1次穿刺成功率为86.5%,2次成功率为100%;②行股动脉穿刺时选用穿刺针为5 F穿刺针,穿刺成功率及穿刺后操作更佳,使用>5 F型号穿刺针容易造成股动脉穿刺不成功,而<5 F穿刺针穿刺后微导管无法顺利进入穿刺鞘;③穿刺成功后应用穿刺针自带针鞘替代为导管鞘,使用导管鞘容易造成人为性股动脉撕裂或髂动脉撕裂,而使用针鞘后可完全避免上述情况发生;④选用2.2 F Stride微导管和微导丝对肝动脉进行插管,既能顺利通过针鞘又能对肝动脉进行超选择,>2.2 F的微导管无法顺利通过5 F针鞘,<2.2 F的微导管再行DSA造影时显影较2.2 F导管差;⑤在胸12椎体中部水平进行常规背大动脉造影,能够清晰显示兔腹腔动脉走形及开口方向,进行肝动脉超选择插管,能有效地减少介入术中时间;⑥2.2 F Stride微导管能超选择至兔肝动脉二级分支水平,如需研究精准TACE治疗或载药微球TACE(drug-eluting beads TACE,DEB-TACE)治疗LM的疗效时,建议更换更细微导管,减轻栓塞剂对正常肝组织损伤。
本文研究不足之处在于无法完全消除兔呼吸运动对DSA及肝动脉锥形束强化CT图像质量的影响,部分LM无法清晰观察染色情况,对于临床上行HAI /TACE治疗时影响较大。课题组将进一步研究如何减轻呼吸运动对该模型的影响,进一步完善该模型对临床TACE治疗的需求。