射频消融治疗局部晚期胰腺癌的研究进展

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(1复旦大学附属中山医院介入治疗科 上海 200032; 2上海市影像医学研究所 上海 200032)

胰腺癌是一种高度恶性的消化系统肿瘤,其病死率高,5年生存率低于8%[1]。据美国肿瘤学会统计,胰腺癌是美国癌症死亡的第四大原因,预计至2030年,胰腺癌病死率有可能上升为癌症死亡的第三大原因。2015年,我国新发胰腺癌9万例,死亡8万例,发病率逐年上升[2]。胰腺癌起病隐匿,早期诊断困难,确诊时仅20%患者可行根治性切除术[3]。对于不可切除的局部晚期胰腺癌,首选以吉西他滨为基础药物的全身化疗,中位生存期为9.2～11.7个月[4]。FOLFIRINOX方案的提出使得中位生存期延长至13个月,但是较高的不良反应发生率使这一方案只能应用于体力状态良好的患者[5]。因此,局部晚期胰腺癌患者可选治疗方案甚少,而射频消融(radiofrequency ablation,RFA)作为一种姑息性的辅助治疗手段,因其局部疗效好、创伤小以及使患者生活质量改善明显而备受关注。本文就RFA治疗局部晚期胰腺癌的技术原理、解剖学依据、有效安全性及术后随访进行相关综述。

RFA治疗的技术原理通常情况下,RFA是在超声或者CT引导下,经皮穿刺、腹腔镜或开腹途径将射频电极插入肿瘤组织中,通过裸露的电极针发出中高频率的射频波,使周围组织内的正负离子、水分及蛋白质等极性分子高速振荡、摩擦,转化为热能,从而使蛋白质发生不可逆的凝固变性、坏死。研究表明,细胞在40 ℃时仍可保持稳态,当温度升高到42 ℃～45 ℃,极易受外界刺激引起损伤,>46 ℃时细胞开始出现不可逆性损伤,具体的损伤机制可分为直接损伤与间接损伤。直接损伤包括热消融改变细胞膜完整性、流动性及渗透性,导致线粒体、高尔基体功能及DNA、RNA合成障碍,并且释放大量溶酶体酶破坏周围组织,包括肿瘤细胞;间接损伤包括诱导细胞凋亡,血管损伤引起的缺血再灌注损伤等[6-7]。从宏观上看,RFA是对肿瘤细胞进行了直接杀伤,但进一步研究发现肿瘤局部免疫也发生了相关的改变。RFA后释放大量细胞免疫原[如RNA、DNA、热休克蛋白(heat shock protein,HSP)和尿酸高机动组蛋白B1(uric acid high mobility group protein,HMGB1)]激活一系列先天性免疫和获得性免疫反应。在60 ℃～100 ℃时细胞发生凝固性坏死,在邻近射频后凝固性坏死的区域,免疫细胞浸润明显,包括中性粒细胞、巨噬细胞、树突细胞、自然杀伤细胞、B细胞和T细胞。在随后的动物模型及临床样本中也发现了治疗后免疫细胞亚群的改变[6]。研究表明,RFA后HSP70表达增加在激活抗肿瘤免疫反应中起着关键作用,肿瘤细胞大量表达的HSP有不同的功能,细胞内的热休克通过抑制细胞凋亡保护组织免受损伤,而分泌至细胞外的热休克参与各种抗原免疫反应,促进肿瘤微环境中特异性抗原的表达,诱导特异性CD4+和CD8+T淋巴细胞分化为细胞毒性T细胞,从而增强机体抗肿瘤免疫,提高患者的无进展生存期[8]。这些都说明激活免疫反应在RFA治疗中也发挥着至关重要的作用。

胰腺癌RFA的解剖学依据胰腺本身血液供应丰富,解剖结构复杂,目前公认的胰腺血供特点是:胰腺的动脉血供主要来自于肝动脉、脾动脉、肠系膜上动脉及胃十二指肠动脉[9];胰头主要由胃十二指肠动脉的胰十二指肠上动脉和肠系膜上动脉的胰十二指肠下动脉共同吻合成的动脉弓供血,此外,还由源自肝、脾动脉、腹腔干及肠系膜上动脉的分支胰背动脉右支供血;胰体主要由胰背动脉左支(又称为胰横或者胰上动脉)及其分支和脾动脉发出的胰大动脉供血,胰尾部主要由分布至胰尾的胰大动脉以及少量的尾动脉供血[10]。胰腺癌组织内部由大量纤维成分组成,血供较差,而胰腺自身血供相对丰富,与胰腺癌的明显乏血供形成对比。这一方面有利于结合术前CT/MRI影像学表现,术中在超声或者CT引导下对局部胰腺肿瘤进行精准定位;另一方面对胰腺肿瘤组织RFA治疗时局部热量明显升高,可进一步增强对胰腺局部肿瘤的杀伤作用,丰富的血供可以及时带走RFA时的部分热量,减少术中对正常胰腺组织以及病灶周围管道结构的热损伤。

RFA治疗胰腺癌的临床前研究RFA用于临床治疗胰腺癌并获得推广前,进行了大量的动物试验及临床前研究。1999年,Goldberg等[11]首次报道在超声内镜引导下,对猪的胰腺组织以(285±120) mA电流RFA 6 min,术后随访CT、脂肪酶、淀粉酶及病理,证实RFA可以较为安全地应用于局部晚期胰腺癌的姑息性治疗。Kim等[12]应用18G穿刺针在超声内镜下对10只猪的胰尾部进行RFA治疗,消融条件为50 W 5 min,消融范围可达(23.0±6.9) mm,术后并未发现手术相关严重并发症,术后7天病理发现球形消融区被周围的纤维组织包绕,但此研究依旧存在局限性,研究者重点阐明RFA治疗胰尾部的安全性以及有效性,却未对胰头部进行研究。随着科学技术的发展,Nagy Habib及其团队研制出直径为1F (约0.33 mm)的超声内镜引导下使用的RFA器材,其精准度更高。有文献报道在正常猪胰腺组织中的试验表明,Habib RFA导管治疗后,未出现严重的治疗相关并发症,仅有血淀粉酶和碱性磷酸酶的一过性增高,说明其在内镜超声引导下治疗胰腺头部肿瘤是安全有效的[13]。Silviu等[14]为了证实Habib RFA导管的安全有效性,对10只正常猪的胰腺在超声内镜引导下,经19G穿刺系统对正常猪的胰头部进行连续的4次RFA,消融参数分别为5、10、15、20 W,120 s,消融直径可达(2.65±0.50) cm。通过对正常猪术前及术后3天、7天的血液生化指标分析,仅有血液淀粉酶及谷酰转肽酶在术后3天出现一过性升高,仅有1例出现轻微腹水,1例胃壁出现炎性水肿反应,其他并未见严重并发症。

除了超声内镜下RFA,部分研究者[15]在剖腹术中对猪正常胰腺进行RFA,作者采用22G穿刺系统,参数设置为3、4、5、10、15、25 W,90 s。术后病理染色发现:3、4和5 W时胰腺出现不均匀散在的凝固性坏死区;而参数设置在10、15和25 W时可见到均匀一致的坏死区。进一步阐明了RFA治疗参数选择的重要性及有效性。

随后,孙高峰等[16]在CT引导下使用直径3 mm (15 G)多电极穿刺针对健康猪胰腺尾部进行RFA治疗,在电极周围形成一个确切的凝固性坏死灶,且并发症发生率低。因而,提出CT引导下的RFA治疗有望成为一种安全可靠的治疗方法,值得进一步研究和应用。在对RFA治疗的安全性评估基础上,Date等[17-18]在离体猪胰腺及其周围组织上,采用不同的温度及消融时长,并模拟门静脉血流状况,术后病理评估温度、时间及血流对RFA的影响,结果表明以90 ℃ RFA 5 min时,病灶毁损完全且不影响周围其他组织,而更高的温度或可导致胆管和门静脉损伤。新器械的不断进步以及穿刺途径及穿刺系统的改进使得RFA治疗胰腺病变的安全性及有效性得以提高,为临床应用提供有力保障。

胰腺癌RFA治疗的临床研究目前,RFA治疗局部晚期胰腺癌通常联合应用其他治疗方式。早期Spiliotis等[19]通过前瞻性临床对照研究比较RFA联合姑息性手术与单纯姑息性手术治疗,全部RFA组患者的最长生存期达到33个月,相比较单纯姑息性治疗组最长生存期30个月明显延长;且接受治疗的Ⅲ期胰腺癌患者的最长生存时间可达38个月。RFA治疗术后患者血清胆红素、血清CA19-9和CA242的水平也均较对照组明显下降,提示患者预后良好。Girelli等[20]对100例接受RFA治疗的Ⅲ期胰腺癌患者进行1项前瞻性随机对照研究,中位随访时间为12个月,55例患者死亡,19例患者疾病进展,22例患者无疾病进展。患者中位总生存期为20个月,中位疾病相关存活率(disease-specific survival,DSS)为23个月。Giardino等[21]也回顾性分析了107例RFA治疗局部晚期胰腺癌的疗效,随访至少18个月,所有患者中位总生存期为25.6个月,部分联合RFA、放化疗、动脉内灌注3种治疗方式的患者总生存期可以达到34个月。

Pai等[22]采用Habib新型消融导管超声引导下治疗的6例早期胰腺肿瘤患者中,2例完全缓解、3例部分缓解。而胰腺癌本身具有噬神经生长的特点,加之其解剖位置位于腹膜后,靠近腹腔神经节,因此局部晚期胰腺癌患者疼痛非常明显,研究表明,RFA治疗后患者疼痛情况显著改善,患者疼痛分数由5.50±1.81降至1.63±0.86,提示RFA能够明显缓解晚期疼痛,改善患者生存质量[23]。

虽然RFA治疗局部晚期胰腺癌的疗效十分显著,但在运用早期,术后胰瘘、门静脉血栓形成、胃肠道出血和急性胰腺炎的发生率高达10%～37%,手术相关死亡率达0～19%[24]。国内有研究显示中心消融可能增加胰瘘出现的机率,而RFA治疗导致的胰管高压是引起胰瘘的原因之一。但可在射频完毕后加热针道、创面喷洒蛋白凝胶、胰腺周围放置引流管、术后使用生长抑素等,以预防胰瘘的发生。

值得注意的是,即使发生胰漏,若主胰管通畅,RFA所致的胰瘘经内科保守治疗多能在1个月内控制[25-26]。也有研究报道RFA术后消化道、胆道出血率高达25%,多发生于胰头癌患者,给予积极治疗后,10周左右会逐渐好转[27]。RFA一方面可由于不恰当的RFA参数导致瘤体过热,热量传导至血管,血管不能将射频产生的多余热量通过血流带走,导致血管损伤;另一方面可由于消融过程中损伤了胰管,或是瘤体本身包绕着较大的胰管,肿瘤消融后胰管破裂,激活的胰液腐蚀周围血管而出血,这些都是RFA引起术后出血的高危因素,但研究表明,RFA手术过程中经胃管注入冷盐水,调整合适的参数以及尽可能地远离血管,可明显减少射频相关性出血等并发症的发生[28]。RFA治疗过程中难免会损伤部分正常的胰腺组织,导致发热与术后一过性的血淀粉酶增高,但不会引起坏死性胰腺炎等严重并发症[29]。Song等[30]在超声内镜导引下,用18G射频电极治疗了6例局部晚期胰腺癌患者,除2例患者术后出现腹痛外,未发现其他并发症。Pai等[22]采用Habib新型消融导管治疗的6例早期胰腺肿瘤患者中,术后仅2例患者出现自限性的轻度腹痛。我院(复旦大学附属中山医院)在CT引导下,用Habib RFA导管经皮穿刺,多点消融,治疗局部晚期胰腺癌1例。与其他术式相比,Habib射频消融导管直径为0.33 mm (1F),可以经21 G穿刺针在CT引导下到达消融靶区,手术创伤小、恢复快,大大减少了患者的痛苦,并且该手术操作更为安全和精准。我们对该例患者采用消融术后联合局部动脉灌注化疗的治疗方案,明显提高了其预后及生存质量。综上所述,除了术前、术中及术后给予患者及时有效的处理以外,其穿刺系统直径由原来的15 G到21 G甚至22 G,此技术的改进是如今并发症减少的关键。

考虑到RFA治疗局部晚期胰腺癌潜在的并发症以及局部治疗的特点,影像学监测治疗反应显得尤为重要。各个中心的随访频率各不相同,但在术后早期均采取较短的时间间隔。我院一般术后1、3、6、12个月,以后每半年复查1次增强CT或者MRI。在术后早期的影像学图像上,RFA治疗有效的特征表现为手术区域不强化,伴或不伴有边缘强化。这种边缘强化一般是围绕着消融区域光滑、匀称的强化,无结节[31]。但是,需要注意的是,应仔细鉴别这种强化是正常的胰腺组织还是残存的肿瘤组织。RFA位点的肿瘤复发主要的影像学表现为消融区域内或者周边的局部强化病灶,或消融区域直径增宽[32]。分子影像学近年来发展迅速,PET/CT因其可全身显像、功能显像,在肿瘤患者的术后随访中发挥其不可替代的作用,对于局部晚期胰腺癌患者,血清标志物CA199是胰腺癌术后随访最常用的指标。但是,临床上引起CA199升高的因素还有许多,例如胆管梗阻或胆管炎等,会误导医师对局部晚期胰腺癌RFA术后进展情况的判断[33]。因此,对于RFA术后的随访“金标准”依旧是增强CT或者MRI。PET/CT同样是“金标准”之一,尤其是CT或MRI仍不明确的患者。但也有文献报道,随访过程中增强MRI敏感性要明显高于增强CT[34]。随着精准医疗的提出,加速了分子医学时代的到来,胰腺癌基础领域的研究更加深入,包括基因、表观遗传、转录和蛋白组学及代谢等的改变,为胰腺癌临床诊断及治疗提供了更多的思路和方法。

与其他姑息治疗方法比较因胰腺癌手术切率低,临床上除RFA以外,用于治疗局部晚期胰腺癌的姑息性疗法甚多。Cool-tip RFA,其独特之处在于电极内部有循环冷却水,可冷却临近裸露电极的组织,防止组织炭化。因此,其可靠近大血管、胆囊壁或腹壁布针,相应地减少布针次数及提高消融的疗效,但是其穿刺系统较粗(17 G),容易损伤周围软组织。Wu等[26]提示Cool-tip的术后风险很高,术后手术相关死亡率可高达25%,且术后胰漏发生率为18.8%。与热消融原理不同的冷冻消融,其利用可急速制冷的氢氦针穿入肿瘤中心,在几秒钟内将肿瘤的温度降至-170 ℃,使之形成冰球,然后再借助氦气在针尖上急速制造热效应,快速将冰球解冻并升温至50 ℃以上,冷冻时癌细胞内已经形成冰晶,快速解冻及升温使冰晶爆裂,从而达到完全摧毁癌细胞的目的。相比RFA治疗胰腺癌,其在治疗后同样可保存抗原,激发机体抗肿瘤免疫反应,治疗费用相对较低。有文献报道[35],冷冻消融治疗局部晚期胰腺癌患者的中位总体生存期仅为7个月。但是,Li等[36]通过回顾性分析142位不可切除的胰腺癌患者,其中68位接受冷冻消融联合姑息性手术治疗,其余患者只进行姑息性手术治疗,平均随访时间分别为30.4个月与 28.5个月,中位生存期分别为350天与257 天,相比上文提及的RFA治疗局部晚期胰腺癌的生存期并未见明显延长,且本文中冷冻消融术后并发症发生率显著升高,可达30%。不可逆性电穿孔(irreversible electroporation,IRE)不属于热消融的范畴,它通过短时高频交流电来诱导细胞死亡,引起消融区内细胞膜的选择性损伤,几乎不会对血管(如肠系膜上、下静脉等)、胆管、胰管等骨架结构造成破坏,可很好地保护周围组织结构。其消融过程中产热极少,不存在热沉降现象(热池效应),与RFA治疗相比,提高了疗效,可见其存在巨大的潜能。但是IRE产生高频电流,胆道内支架患者不可进行IRE治疗,以防止支架因高频电流而产热造成损害。同时对于一些合并心脏病的胰腺癌患者的治疗也存在局限性[37]。文献报道,经皮不可逆电穿孔治疗局部晚期胰腺癌的并发症发生率为29%[38]。Martin等[39]通过对200例晚期胰腺癌患者进行IRE治疗,总体不良反应发生率高达37%,治疗相关死亡率为2%。就目前而言,局部晚期胰腺癌患者采取姑息性治疗方法的选择,仍然缺乏大样本临床前瞻性的随机对照试验来比较其治疗的临床获益率。

展望随着科学技术的发展,介入治疗技术及器械的不断完善与改进,肿瘤微创治疗的应用已经越来越普遍。RFA作为姑息性疗法的一种,治疗局部晚期胰腺癌虽不能起到根治效果,但却具有以下临床优势:(1)通过肿瘤局部坏死,减轻肿瘤负荷,可为根治性手术争取合理的治疗时间窗,能真正延长患者生存期;(2)具有一定镇痛效果,减少患者镇痛药物的使用量;(3)改变肿瘤局部免疫微环境,激活机体抗肿瘤免疫。越来越多的研究证实,RFA具有辅助免疫治疗的潜力,以及诱导细胞表型变化,在癌细胞之间产生纳米通道,这都为RFA同步免疫或纳米载体药物治疗提供了新的思路。基于以上分析,RFA对无远处转移的局部晚期胰腺癌患者的治疗效果是值得肯定的,但不可避免的是各种单一治疗胰腺癌的方法均存在缺点,尽管RFA的治疗范围有限,但是我们对较大病灶可以采取多点消融,尽可能地减少肿瘤负荷。但是,实际操作中为了避免损伤周围重要的组织器官,研究者倾向于只针对肿瘤的核心区域进行RFA治疗,达到减瘤或减轻疼痛进而提高患者生活质量的目的,术后残存肿瘤细胞的处理依然是当今科学研究者亟待解决的问题。RFA联合放疗、化疗、动脉内灌注化疗以及免疫治疗,治疗局部晚期胰腺癌会不会取得更好的临床效果,仍需多中心、大样本的试验来验证。随着精准医学时代的到来,针对胰腺癌的分子靶向药物的研发已然成为现代医药研究领域的热点,RFA与分子靶向药物的联合应用是否会带来更好的结果。相信在不久的将来,RFA技术将会成为恶性肿瘤治疗的又一个强有力的武器。

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