“纳秒刀”与“纳米刀”中文命名的探讨

浙江大学医学院 浙江省生物电磁学重点实验室 生物物理与医学工程研究组，浙江 杭州 310058

引言

世界卫生组织（World Health Organization，WHO）对医疗器械的命名极为重视，2011年就提出通过标准化术语，克服人们在语言和其他障碍下的进行交流，建立有效的医疗器械规章和管理[1]。并且正在制定全球医疗器械命名体系[2]。

2011年，美国FDA首次批准了一种新型外科器械Nanoknife上市[3]，由此，在国内外掀起了一股电外科手术新技术高潮[4-5]。国内把这种新型外科设备称为“纳米刀”，然而，从各个方面看，“纳米刀”命名具有显著的不合理性。我们从纳米定义、中文命名的产生、技术特征、生物效应等多维度分析该技术的合理命名。

1 纳米定义

百度百科定义“纳米”是长度度量单位，1 nm=10-9m。国际通用名称为nanometer，简写nm。另一方面，再看一下百度百科对“纳秒”的定义是时间单位，1 ns=10-9s，简写ns。

2 “纳米刀”命名由来

在中国，“纳米刀”一词最早出现在来自香港、广州的报刊中。2013年底，香港《大公报》报导了“亚洲首例 香港中文大学以‘纳米刀’消灭肿瘤”，这是能够溯源的最早“纳米刀”一词[6]。之后，在2015末至2016年初，《广东科技报》[7-8]、《健康报》[9]、《光明日报》[10]、《人民日报》[11]、《大众卫生报》[12]等密集报导“纳米刀”。从此，“纳米刀”一词广泛出现在中文学术期刊，已成为学术期刊的关键词。

3 Nanoknife就是“纳米刀”的意思吗？

进入FDA官网，注册信息显示Nanoknife是商品名，通用名是“低能直流非热消融设备”（Low Energy Direct Current Non-Thermal Ablation Device）。设备描述是一种低能直流发生器，在一对电极之间施加脉冲序列，电压波形根据临床选择参数，参数包括电场强度、脉冲宽度、脉冲数、电极间距和定时模式，最多可将6个电极置于组织阵列中。当脚踏开关闭合，预设脉冲电压通过电极传递到组织，使组织消融[3]。根据FDA的描述，这是一种脉冲电压发生器，具有强烈的时间特性，而非长度特性，无长度概念。

Nanoknife作为商品名，由商家自由命名，词冠nano是数量级10-9，中文以“纳”表示，nanoknife译作“纳刀”也算过得去，但译为“纳米刀”与其特性相去甚远。

4 Nanoknife 肿瘤消融机理

Nanoknife肿瘤消融的生物学机理是细胞的不可逆电穿孔（Irreversible Electroporation，IRE）[13]。不可逆电穿孔是相对于可逆电穿孔而言，当脉冲电场作用在细胞膜上，细胞膜可以产生一种可逆的瞬时性亲水孔洞[14]，这种现象称为细胞膜电穿孔。目前，被广泛应用于细胞转染、细胞融合。电穿孔最早由Neumann和Rosenheck发现电脉冲引起囊膜的渗透率变化[15]，之后，Zimmermann等[16]发现1～10 kV/m脉冲电场可以击穿红细胞膜，形成细胞膜介质击穿（Dielectric Breakdown），血红蛋白释放，溶血机制引起细胞机械性破裂或热破裂，在37℃破裂细胞重新封闭。Sale等[17]进一步发现在高压脉冲电场下，红细胞和原生质体产生溶菌作用，细胞出现死亡。孙才新等[18]最先提出不可逆电击穿（Irreversible Electrical Breakdown）概念，认为随着脉冲电场增高，细胞膜出现不可逆恢复的破裂导致细胞死亡，把这种现象称为不可逆电击穿，并观察到20～250 V脉冲电压下，人卵巢腺癌SKOV3细胞出现外形留存、细胞膜完整，但线粒体肿胀、空化，表明高压脉冲电场致细胞死亡的现象。之后，愈来愈多的研究表明不可逆电穿孔对癌细胞[19]和肿瘤组织[20]具有消融效果。

Beebe等[21]证明了高强度（＞300 kV/cm）纳秒脉冲电场（Nanosecond Pulsed Electric Fields，nsPEF）持续时间越短，细胞膜上电场相互作用的发生率越低，细胞内结构相互作用的发生率越高。nsPEF可通过细胞收缩、Annexin-VFITC与细胞磷脂酰丝氨酸结合，以及caspase激活等方式诱导细胞凋亡，为抑制肿瘤生长的潜在应用提供证据。

Nanoknife制造商Angiodynamics公司介绍IRE技术时引用了加州大学洛杉矶分校Lee等[22]关于细胞膜上“纳孔”（nanopore）概念，认为IRE应用了非热能量在细胞膜上产生无数个永久性纳米孔，以破坏细胞稳态导致使细胞永久性死亡的细胞凋亡。而这个观点主要是来自于对两篇IRE论文的综述，在这两篇论文的引言中表述了电穿孔纳孔概念，却没有科学实验证据[23-24]。

5 “纳秒刀”命名更具合理性

英文Nanoknife，本身并没有指明是“纳米刀”，还是“纳秒刀”。从这项技术的历史维度看，它起源于细胞膜电穿孔，以及发展的不可逆电穿孔。从设备特性维度看，它是一种可以产生3 kV电压和50 A电流脉冲的不可逆电穿孔系统，消融的目标体积大约为50～70 cm3，最多有6个不同的电极[22]，具有明显时间特征。从消融生物学机理维度看，它是电场的脉冲强度和脉冲时间所起的作用。从Nanoknife注册信息维度看，它是一种脉冲序列发生器。因此，从各种维度看，Nanoknife具有明显时间特征，用“纳秒刀”命名更具合理性。

6 正确命名的意义

WHO对医疗器械命名很重视， 2018年在召开的第四届全球医疗器械论坛上，把“医疗器械命名和分类”作为一个研讨会讨论，旨在通过研讨会达成全球医疗器械命名和分类目录[1]。WHO指出目前命名存在的问题是定义太模糊、结构太死板、跟不上创新步伐、太多重复描述、语言单一、不受控、不可持续的融资模式、不适合国际协调。Nanoknife英文定义很明确，但用“纳米刀”定义，不符合技术特性，定义模糊。因此，确定一个正确的命名有利于接轨世界。

综上所述，建议把利用纳秒高压电脉冲对肿瘤组织进行不可逆电穿孔消融的技术，命名为“纳秒刀”具有合理性。