不可逆电穿孔消融治疗前列腺癌5例

杨玉媚， 杜端明， 陈继冰， 李蓉蓉， 王 横， 刘树鹏， 王秋雨， 牛立志

世界范围前列腺癌发病率呈逐步上升的趋势，现已成为男性最常见的癌症之一，也是男性癌症相关死亡的第3大原因［1］。前列腺癌根治术和放疗是目前早期局限性前列腺癌临床治疗的主要方法，但由于前列腺位置深入体内，毗邻直肠、尿道，会阴部神经、血管等结构，使手术和放疗难以施行，尿失禁、勃起功能障碍等并发症发生率高。不可逆电穿孔（irreversible electroporation，IRE）消融技术又叫纳米刀，是近年在可逆性电穿孔技术基础上发展而来的一种新的微创治疗技术，其原理是使用短时电脉冲通过电极产生电场，在细胞膜中产生纳米级微孔，导致细胞凋亡，达到消融病灶的目的，同时对周围神经、血管等正常组织器官无明显损害［2］。该术于2012年获美国食品药物管理局（FDA）及欧盟CE批准应用于临床软组织消融治疗。本研究回顾性分析5例采用IRE治疗的前列腺癌患者，初步探讨IRE应用的安全性及近期疗效。

1 材料与方法

1.1 临床资料

筛选2017年4—10月，暨南大学附属广州复大肿瘤医院临床收治并完成近期随访的5例前列腺癌患者入组。所有患者术前均经影像学检查及前列腺穿刺活检术确诊为前列腺癌，不能耐受或拒绝常规方案（监测、手术、放疗、去势疗法）治疗，要求进行IRE手术治疗并签署知情同意书。患者年龄53～76岁，平均66岁。其中2例患者曾因冠心病行心脏支架植入术，3例患者合并高血压病，平素血压控制良好。

1.2 方法

1.2.1 麻醉 为避免术中电流刺激产生肌肉收缩引起电极移位，所有患者均在含有肌松剂的气管插管静吸复合全麻下行IRE消融术。术前禁食8 h。麻醉前开放静脉通道，使用依托咪酯0.3 mg/kg、苯磺酸顺式阿曲库铵0.2 mg/kg，瑞芬太尼150 μg行全麻诱导。经口直视下气管插管，确定导管在主气道，双肺呼吸对称，固定导管，监测呼气末CO2浓度，调整呼吸参数，左侧桡动脉穿刺测压。麻醉维持用药使用静脉泵注异丙酚50～150 mg/h，瑞芬太尼320～720 μg/h；吸入七氟醚0.6%～2%。术中予足量肌松药苯磺酸顺式阿曲库铵 6 μg·kg-1·min-1， 确保肌肉完全松弛。术毕前停止吸入七氟醚并调整异丙酚、瑞芬太尼用量。术毕前30 min，恩丹司琼8 mg静注。

1.2.2 IRE消融方法 所有患者手术方式均为经会阴前列腺癌局部消融。麻醉后肌肉松弛，患者取膀胱截石位，在B超引导下，以前列腺肿瘤为靶区，常规消毒铺巾后，用2%利多卡因5 mL加0.75%布比卡因5 mL局部浸润麻醉穿刺点［1］，所有患者均在经直肠B超下行IRE手术，采用美国AngioDynamics公司IRE组织消融系统（NanoKnifeTMSystem，型号HVP01），主要配置包括释放高压电流的发生器（最大能量输出为 3 kV，50 A）、心电同步仪（The AccuSyneR synchronizer Device）、15 cm 脉冲启动探针（型号20400103）和15 cm脉冲标准探针（型号20400104）。按术前治疗计划系统（TPS）决定探针数量、插针方式和术中参数，术中使用启动2～3支电极穿刺至前列腺肿瘤靶区，电极有效暴露为1～2 cm，使用电极间隔板（20400301）固定探针针间距为1～2 cm，B超扫描穿刺针到位后，设置以同步心电触发模式开始消融，每组放电脉冲次数70～90次，脉宽 70～90 μs，放电组数 3～13 个，电压 1 500～2 400 V，平均电场强度1 200～2 000 V/cm。治疗计划运算软件可模拟IRE消融范围，利用心电同步仪监测患者心电活动，确保脉冲处于心室不应期内，避免发生心律失常。在输入1组测试脉冲后，继续输出余下脉冲完成1次循环。如肿瘤体积过大则对进行多次分区消融。每次消融时间1～2 cm。循环结束后拔出消融针，B超探查见肿瘤治疗区域治疗后改变，确认消融成功，观察无出血、渗液等情况后，拔针后包扎穿刺点，术毕。术后患者带气管插管接呼吸机，转入ICU，持续心电监护，吸氧，加强预防感染治疗、止血、补液及对症支持治疗。

1.2.3 术后评估 根据实时心电监护监测术中血流动力学变化，主要观测患者心率、血压及心血管意外发生情况。术后并发症依据Clavien-Dindo系统进行分级。术前及术后3个月采用勃起功能国际问卷-5（IIEF-5）对患者勃起功能进行评估，分析是否发生与IRE有关的勃起功能障碍。短期有效性评估包括观测前列腺特异抗原（PSA）水平及影像学变化。术后2～4个月复查多参数MRI，所有患者MRI序列包括T2加权成像、动态增强成像、弥散加权成像和类 PET成像，由2名从事影像诊断多年，经验丰富的医师单独阅片，使用Likert量表比较IRE消融术后和术前的MRI表现对肿瘤残余情况做评估（1分为非常不可能，2分为不可能，3分为模棱两可，4分为可能，5分为非常可能），1～2分为肿瘤清除，3～5 分视为肿瘤残余［3］。

1.3 统计方法

数据统计及处理采用美国Graphpad公司Prism5.0 软件，计量数据用均数±标准差（±s）表示。采用配对t检验对比术前术后PSA水平和IIEF-5评分［2］，P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 临床特征及术中参数分析

5例患者术前均行多参数MRI检查，术前PSA水平（15.0±7.3） ng/mL，测量肿瘤最大径大小（0.9～4） cm，平均（2.2±1.2） cm。术后住院时间（4～16） d，平均（9.5±5） d；术后 4～7 d 拔除导尿管，平均（5.8±1.5） d；术后随访 3.1～6.5 个月，平均（4.9±1.4）个月。患者一般资料见表1。本组所有患者均顺利完成手术，完成IRE消融循环共59次。术中出血量0.5～2 mL，平均（0.9±0.7） mL。 术中参数见表 2。

表1 患者一般资料

表2 前列腺IRE消融术中参数

2.2 安全性评估

2.2.1 术中血流动力学改变 术中出现收缩压升高4例（4/5），均为一过性改变。所有患者术中心率在 70～90次/min范围内，平均（81.0±11.7）次/min，均未出现心动过速、室性早搏等心律失常。具体心率、血压检测值改变见表3。

表3 IRE术中血流动力学改变

2.2.2 术后不良反应 术后出现阴囊水肿1例，排便困难1例，下腹胀1例，随访期间不良反应发生率为 3/5。反应程度均为Clavien-DindoⅠ级，且经过一般对症治疗均在出院前得到缓解。无重度不良反应（clavien评分≥Ⅲ级），术前IIEF-5评分6～23分，平均（14.6±7.4）分；术后 3个月 IIEF-5 评分 6～24分，平均（15.4±7.7）分，与术前比较无统计学意义（P＝0.242），无一例患者出现IRE相关勃起功能障碍。无血尿、尿路感染、直肠尿道漏等文献报道的术后并发症。

2.3 近期疗效评估

术后2～4个月MRI复查，评估为消融区肿瘤可疑残留2例，这2例患者随访期间术后复查PSA最低值分别为0.03 ng/mL和0.04 ng/mL，余3例为肿瘤清除（3/5）。 术前 PSA 平均值为（15.0±7.3） ng/mL，术后1、7、14 d和术后3个月复查PSA。术后1 d均出现一过性PSA水平增高，平均值为（72.6±39.7）ng/mL，与术前比较有统计学意义（P＝0.026 1）。随后PSA水平逐渐下降，术后 7 d降至（28.3±14.2）ng/mL。 术后 14 d降至（3.8±1.5）ng/mL，与术前比较有统计学意义（P＝0.022 7）。术后3个月PSA平均值为（0.3±0.4） ng/mL，与术前比较有统计学意义（P＝0.010 7）。至随访结束，无患者出现远处转移和死亡。见图1。

3 讨论

图1 前列腺癌IRE消融术前、术后影像学改变

前列腺癌发病率的逐年上升，已严重危及男性健康［4］。血清PSA水平筛查技术的提升使低危和中危前列腺癌诊出率增加。低中危前列腺癌患者的传统治疗方法是采取主动检测方案或全腺体根治性治疗（前列腺癌根治术和全腺体放疗）。但是长期监测会给患者带来巨大的心理压力，增加前列腺癌进展和转移的风险。针对全腺体的外科手术和放疗，容易损伤周围的神经血管束、尿道、膀胱颈括约肌、直肠等重要结构，术后并发症发生率高，严重影响患者生活质量。虽然前列腺癌大多数是多发的，但有学者认为其进展仅和侵袭性较强的病灶有关，而等级较低或体积较小的病灶常表现为惰性行为。相对全腺体治疗，针对侵袭可能性较大的主要病灶进行局部治疗可减少并发症的发生，多参数MRI可精确定位病灶，增加局部治疗的可行性。目前局部治疗方法主要有氩氦刀冷冻消融、高强度聚焦超声、激光消融、光动力疗法、IRE消融、射频消融和局部近距离放疗［5］，据文献报道前列腺癌局部治疗的中短期肿瘤控制率为74%～100%［6］。目前上述局部治疗方法中，氩氦刀冷冻消融在前列腺癌的应用最为广泛，但仍然存在一些不足。例如术后性功能障碍发生率高［7-8］，易引起尿路刺激症状，甚至造成严重的排尿问题，冷冻循环时间长，冷冻所需氩气和氦气运输和存储不方便、手术成本高。

IRE技术是一种新兴的微创消融方法，这项技术是利用电脉冲直接作用于细胞膜上的脂质双分子层，使其产生不可逆的纳米级（80～490 nm）电穿孔，诱导肿瘤细胞在1～7 d后凋亡，从而达到肿瘤消融的目的。可避免因热吸收效应带来的血管或尿道周围组织消融不完全以及对周围神经、血管等温度敏感结构的损伤。Onik等［9］使用小猎犬进行研究发现，即使尿道位于消融区内，消融后其结构仍然保持完整。另外，IRE脉冲时间短，可缩短手术时间。IRE理论上可以满足理想的前列腺癌局部治疗的要求。

IRE消融的安全性是其应用于临床前列腺癌治疗需要解决的首要问题。本组患者全部在含肌松剂全麻下行IRE术，以避免电刺激产生肌肉收缩从而引起电极移位带来的手术风险。目前国内外临床应用IRE几乎都在全麻下进行，但是插管全麻可引起误吸、尿潴留、麻醉药物毒性、疼痛、昏迷甚至死亡等一系列麻醉并发症，同时增加了医疗费用，这是限制IRE推广应用的主要原因之一。部分学者研究发现高频IRE可不引起肌肉收缩。Arena等［10］对比250 kHZ或500 kHZ的高频IRE和常规IRE消融鼠的脑部，通过高频IRE加速度计记录肌肉收缩次数，结果几乎所有的常规IRE均检测到肌肉收缩，而高频IRE治疗过程中未出现肉眼可见或可触及的肌肉收缩。术后进行评估MRI及病理，高频IRE同样具有常规IRE非热消融的特征。高频IRE有可能成为IRE技术发展及临床应用的突破点。

对安全性结果综合分析发现，术中出现一过性血压升高4例（4/5）。追查病历发现其中3例患者术前有高血压病史，但术中和术后均未出现血流动力学改变相关临床症状，也未见严重心脑血管意外发生。虽然本组有2例患者术前有冠心病冠脉支架植入病史，但所有患者均未出现其他文献报道的心律失常。其原因可能与前列腺距离心脏较远有关，2011年，Deodhar等［11］利用猪模型探讨 IRE 消融的安全性，结果认为IRE消融时心律失常的发生与电极和心脏的距离远近有关。我们可初步认为高血压及冠心病不是前列腺癌IRE消融术禁忌证，但由于本组样本量过小，不能得出结论性观点，需更大样本临床研究进一步探讨。文献报道前列腺癌术后并发症发生率差异较大（0%～94%）［3，12-13］， 但报道的并发症大多数程度较轻，本组3例（3/5）患者术后并发症发生，但是均未见ClavienⅡ级以上并发症发生，经过观察或一般对症支持治疗均在出院前好转，IRE并发症可控性良好，安全性较高。

本研究疗效结果显示，在随访期间内，PSA术后最低值与基线值相比明显降低且有统计学意义，随访期间MRI复查提示3例（3/5）前列腺癌清除。术后1～7 d出现一过性PSA升高，可能与肿瘤细胞凋亡坏死过程中释放PSA有关，查阅其他文献均未对IRE术后短期PSA水平变化水平做出观察，一过性增高是否普遍趋势尚待更大样本的临床研究证实。由于前列癌通常具有多发性和异质性，IRE作为一种局部治疗方法，可能有潜在肿瘤控制不佳或复发进展的风险。术后术前MRI对比评估结果显示2例有前列腺癌可能残余率40%，肿瘤不能完全消融的机制与不同靶组织对电学性质显示出不用的效果有关。由于各种肿瘤组织的特异性导电率还没有系统地评价［14］，术中电压及其他术中参数的最优设定也无统一指南，通过参考国内外临床经验，本组IRE消融术使用电压值范围在1 200～2 400 V。有临床前研究认为适当地降低电压，增加脉冲次数能增强消融效果［15］。但低压消融可能因肿瘤内部导电性不同等局部异质性而造成消融不彻底［16］。Crys等［17］发现具有阳离子特性的利多卡因、普鲁卡因等麻醉剂能增加肿瘤的杀伤效率，降低消融病灶所需的阈值电压，从而实现在低电压水平达到彻底消融的效果。本组患者随访时间短，随访期间均未见复发和远处转移。目前的文献报道，IRE治疗后肿瘤复发率平均为31%，其中10%是局部复发。复发的机制尚不清楚。Golberg等［14］动物实验研究发现，有流动血液的大血管或血管丛周围会出现电场强度下降超过60%的现象，出现类似于热吸收效应的“电场吸收效应”（electric field sinks），导致消融不彻底，这可能是IRE术后肿瘤复发的机制之一。

本研究具有一定局限性，首先样本量小，随访时间短，使我们无法得出结论。其二，本组所有患者术后均未行病理活检，没有使用更有说服力的疗效评价方式（术后病理或总生存时间）。虽然使用了PSA水平和多参数MRI对疗效进行初步评价，但短期的PSA水平变化是不足以预测治疗后复发情况的。近几年来，多参数MRI在监测术后肿瘤残留或复发的价值得到越来越多的文献肯定［18-19］，但是其应用价值尚待进一步验证，此外，MRI的评价具有一定主观性。因此本研究仅对IRE消融前列腺癌的近期疗效进行初步评价。由于IRE消融技术在国内开展时间较短，尚未在国内各地普及，且现开展的IRE消融术大多数应用在肝癌和胰腺癌的治疗［20-22］，前列腺癌的IRE消融在国内开展较少。虽然近年在欧洲和北美的应用越来越多，但到目前为止还没有足够的证据证明IRE消融有效性和安全性，IRE消融尚不能作为局限性前列腺癌的常规治疗方法［12］。本次研究仅作为开展和推广IRE消融技术的初步探索，IRE治疗前列腺癌的安全性和疗效评价需要更大样本的和更长随访时间的研究进一步明确。

综上所述，IRE消融前列腺癌安全性高、近期疗效好，值得临床推广。然而本研究患者数量少，随访时间短，仅着重于短期疗效观察，需要进步扩大样本量并探讨长期疗效。