影像学引导下不可逆电穿孔治疗局部进展期胰腺癌

陈娇，李涛，宋佳芮，杨汉丰

【提要】 胰腺癌是一种起病隐匿，恶性程度较高的一种肿瘤性疾病。临床上大多数病人在确诊时已处于不可手术切除的阶段。局部治疗，控制肿瘤生长，延长患者的生存时间是这阶段治疗的主要目的。不可逆电穿孔作为肿瘤的一种微创消融技术，引起消融区细胞凋亡，同时可以很好的保护周围血管、胆管及胰管等细胞基质的完整性，在治疗进展期胰腺癌方面逐渐显示出优势。本文就影像学引导下不可逆电穿孔治疗局部进展期胰腺癌进行综述。

胰腺是人体的腹膜后位器官，起病隐匿，早期检出困难。在肿瘤确诊时，只有10%～20%的患者可获得根治性手术的机会，30%～40%的患者处于肿瘤局部晚期状态，而50%～60%的患者已发生肿瘤远处转移[1]。据2018年的全球癌症统计报告[2]显示近30年来胰腺癌的总体生存率无明显提高，5年生存率甚至低于7%，但发病率却在不断的上升。近年来针对局部进展期胰腺癌提出了多种治疗方法，不可逆电穿孔(irreversible electroporation，IRE)消融治疗法就是其中一种[3]。不可逆电穿孔(IRE)又称为纳米刀(NanoKnife)是一种新型非热能性的物理消融技术。本文就IRE的基本原理及其在不同的影像学引导方式下行局部进展期胰腺癌消融治疗展开综述。

1 IRE的基本原理

当细胞处于脉冲电场中时，细胞膜上的磷脂双分子层在电场作用下会产生纳米级孔洞[4]，当电场强度增大到一定程度时，细胞膜上产生的空洞将不会恢复，从而引起细胞内环境的破坏，导致细胞死亡[5]。IRE就是基于这样的原理，在用特殊材料制成的两个电极之间施加短而高的脉冲电压，让细胞原有的膜电位改变，在膜的脂质双分子层中产生不可逆的纳米级孔洞，使细胞的稳态遭到破坏，从而引起细胞的死亡[6]。这种消融方式只引起特定区域内的细胞死亡，同时可以保留细胞的组织支架、纤维结构等的完整性[7]，而消融区临近的组织(如血管或周边正常的组织)不被损伤[8]，避免了消融区的“热沉效应”，有利于机体的修复。IRE是通过破坏细胞的稳态来实现局部病灶消融，从而消灭肿瘤或控制肿瘤的生长。在IRE治疗后，自体肿瘤细胞抗原大量流向细胞外，抗原刺激机体的免疫应答，可以提高机体的抗肿瘤疗效[9]。

2 IRE治疗胰腺癌的实验研究

在2011年，国外学者在活猪胰腺中行超声引导下IRE消融，消融区域有出血坏死的表现，并在两周后出现纤维化，但是消融区内的血管和胰管没有受到破坏，实验猪没有出现胰漏和大出血等并发症[10]。初步证实了IRE在活体中应用的可能性。José等[11]对原位异体种植的胰腺癌小鼠行IRE治疗，消融区广泛的肿瘤细胞坏死，肿瘤细胞增殖明显减少且没有血管的破坏，所有实验动物转氨酶、淀粉酶和脂肪酶在轻度升高后均恢复正常水平。这表明IRE对机体的正常代谢影响较小。苏俊俊等[12]对22只胰腺原位癌裸鼠行IRE术后，超声图像上消融区回声增强。病理切片上的消融区为急性、广泛的肿瘤细胞死亡，炎性细胞浸润，消融区域的组织结构显示清楚，周边组织结构完整， 消融区组织内Ki67、cleaved caspase-3阳性表达率明显增高。动物实验证明了IRE在胰腺消融对机体影响较小但肿瘤消融效果较好且具有较高的安全性，让IRE在胰腺肿瘤的消融而成为可能。

Li等[13]对骨肉瘤大鼠行IRE治疗后，分析术前和术后血液中免疫成分的变化时发现IRE组表现出更强的细胞免疫反应，其外周血中特别是CD3+和CD4+细胞显著增加，CD4+/CD8+增加，IFN-γ阳性的脾细胞百分比增加，而sIL-2R水平不断下降。Zhao等[14]于免疫治疗的背景下对胰腺癌小鼠进行IRE治疗，结果发现IRE可以激活树突状细胞诱导免疫原性细胞死亡，并减轻基质诱导的免疫抑制，而不会耗尽抑制肿瘤的胶原蛋白。IRE和抗程序性细胞死亡蛋白1(anti-PD1)免疫检查点结合封锁可促进CD8+细胞对肿瘤的选择性浸润T细胞产生长期记忆性免疫反应。国内学者对34例局部晚期胰腺癌患者行IRE治疗后，也有同样的发现，治疗后的患者体内细胞因子、补体和免疫球蛋白水平稳定增加，并且发现IRE术后CD8+T细胞的变化可能作为IRE疗效的监测[15]。IRE不仅可以直接破坏肿瘤细胞，还可以改变机体的免疫调节功能，从免疫角度治疗肿瘤。

3 影像学引导的IRE治疗局部进展期胰腺癌的临床研究

3.1 超声引导的IRE

超声不管是在疾病的诊断中还是在辅助治疗中都有着重要的地位。超声图像具有实时性和易获得性，在介入手术过程中可以对手术过程进行实时监测，且其独特的多普勒成像技术可以识别手术路径中的脉管系统，确保手术的顺利进行。刘少朋等[16]采用开腹结合超声引导对30例局部进展期胰腺癌患者进行IRE消融治疗，其中20例为胰头部病变，10例胰尾部病变，所有患者均在开腹状态下充分暴露病灶，制定布针方案，在超声实时引导下选取最佳进针点和进针角度，在每次消融完成后用超声及时判定消融的完全性，若有效果不理想的消融区，可及时追加消融。所有患者术后均未出现严重的并发症，肿瘤标记物均不同程度的下降，疼痛程度减轻，且术后的CT随访扫描发现大部分消融区出现液化坏死并吸收(有效率为86.7%)。苏丽娅等[17]同样采用开腹结合超声引导下纳米刀局部进展期胰腺癌，所有患者术后1 d行胰腺超声造影检查显示所有肿瘤均完全消融，未见肿瘤周边的胰管、胆管、肠道等组织出现严重损伤，部分患者术后仅出现轻度发热、胃肠道不适等轻度并发症，患者总体生存时间延长。

也有学者采用腹腔镜联合经皮超声引导纳米刀消融技术(laparoscopically assisted percutaneous IRE, LAP-IRE)治疗局部进展期胰腺癌[18]。利用腹腔镜探查腹腔后，将消融区充分暴露。随后消除气腹，用超声评估肿瘤的大小，制定消融方案。在进针过程中采用超声实时引导，之后重新建立气腹确认消融针的位置，逐步进行消融。所有患者术中出血量少，未出现腹腔感染、胆漏等并发症，术后一般生活状态良好。开腹手术使肿瘤组织得以充分暴露，同时通过术中B超引导可以避开肿瘤周围的血管、肠管、胆管及胰管的组织，以确保手术的安全性和准确性[19]。

3.2 经皮CT引导的IRE

CT扫描操作简单，图像直观且稳定，不受肠气和呼吸的影响，在手术过程中用CT引导可以增加对操作结果的可视性，确保介入手术的安全性和准确性。Ruaru等[20]进行了多中心、前瞻性经皮CT引导下局部晚期和复发性胰腺癌IRE治疗的研究，其中大部分患者为局部进展期胰腺癌，但肿瘤的最大直径不超过5 cm，在手术开始时先行CT造影明确肿瘤的分期，确定所需要的电极数量和配置，术中根据计划进行实时CT引导下插针，电极间距12～24 cm，有效针尖长度15 mm，然后对所有电极输送脉冲电压。消融完成后立即对消融区进行CT造影，确认消融的完整性。大部分患者术后仅表现轻微的不良反应，总体生存时间延长。

魏颖恬等[21]同样在CT引导下对20例局部晚期胰腺癌患者进行IRE消融，术前用CT对肿瘤定位，确定进针路线和电极数量；术中采用19 G的单极消融针，电极针保持两两平行，并尽量包绕全部病灶，贴近血管布针时，则电极针尽量与血管长轴平行，进针完成后，用CT多方位扫描确定电极针的位置和路径，每次消融15～30 min，1组完成后退针1 cm，直到整个病灶完全消融，术后对病灶区进行增强CT扫描。所有患者术后未出现严重的并发症，19名患者术后CA19-9水平下降，术后中位生存期为329.5 d(10.9个月)。

4 IRE治疗胰腺癌的优缺点

IRE相对于射频、冷冻及微波等传统的消融方式有其独特的优势：①消融区与非消融区之间界限清楚，在消融区内的细胞被破坏死亡，但对消融区外的组织没有损伤[22]；②精准控制，在术中根据电流波形实时判断消融的程度，确保消融的完全性[21]，同时也避免过度的消融；③消融术持续时间短，有利于术后快速康复，减少了患者的住院时间[23]。④对消融的组织和细胞选择性强，对消融区内的弹性纤维、胶原纤维及细胞基质基本无影响，可以有效的保护周围的血管、胆管等重要组织[24]；⑤IRE可引起消融区细胞生理性死亡[25],避免了一次性大量的组织同时坏死，加重机体的免疫负担；⑥IRE消融后肿瘤的特异性抗原流出，可以激活机体的免疫系统，有助于机体对肿瘤的控制。

胰腺癌IRE术后的并发症包括感染[26]、心律失常[26-29]、血管并发症(血栓形成、血管狭窄/压迫或闭塞)[27-28]、胰腺炎及胰漏[29]、恶心呕吐[28]、出血[29]及腹水[30]等。其中并发心率失常的主要原因是IRE中使用的高压直流电脉冲引起骨骼肌和心肌的兴奋。对于有心率不齐的病人慎用IRE，且在手术治疗过程中一定要注意患者心率的变化。并发出血多是由于病变位于胰头部，消融区靠近十二指肠，引起十二指肠溃疡而导致的消化道出血，经过对症治疗多可缓解。

2019年发表的一项系统性评估，回顾了691例不可切除的局部进展期胰腺癌患者接受IRE治疗的效果，结果发现其并发症发生率在30%左右，且均可通过术后积极治疗得到缓解；IRE术后的累计死亡率为3.4%，生存的中位时间为27个月；另外，IRE还可以有效的控制疼痛[31]。

国内学者分析了200例IRE治疗的肿瘤患者的围术期并发症，多为常见的轻度并发症，只有5例出现较严重的并发症(消化道出血和胆道系统感染)，通过对症治疗后，所有患者并发症状都缓解[32]。

综上所述，影像学引导的IRE消融作为肿瘤的一种局部治疗方案，利用脉冲电压增加细胞膜的通透性诱导细胞死亡，在动物模型中显示出了很好的消融效果。在近几年来不断的在人体的实体肿瘤中得以应用，尤其是在局部进展期胰腺癌中显示出了广阔的应用前景，给进展期胰腺癌患者带来了希望。尽管在治疗后可能出现一些并发症，但总体上可以延长患者的生存时间，提高患者的生活质量。