文章信息
- 张颖瑛, 胡兵, 陈磊. 2015.
- ZHANG Yingying, HU Bing, CHEN Lei. 2015.
- 激光诱导间质热疗在前列腺癌中的应用
- Laser Interstitial Thermotherapy in Treatment of Prostate Cancer
- 肿瘤防治研究, 2015, 42(01): 82-85
- Cancer Research on Prevention and Treatment, 2015, 42(01): 82-85
- http://www.zlfzyj.com/CN/10.3971/j.issn.1000-8578.2015.01.020
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文章历史
- 收稿日期:2014-01-08
- 修回日期:2014-02-26
前列腺癌(prostate cancer, PCa)是目前50岁以上男性最常见恶性肿瘤之一,2008年全球年龄标化发病率仅次于肺癌,其中中国发病率4.3/10万人[ 1 ],虽仍处于低发病率国家,但近年来中国前列腺癌发病率不断增高,2000年上海前列腺癌发病率7.7/10万人,居男性泌尿系统恶性肿瘤第一[ 2 ]。前列腺癌治疗方案取决于患者的一般状况、年龄、预期生存时间、肿瘤分期及Gleason评分等。手术是治疗局限性前列腺癌最有效的手段,但其并发症发生率高,且患者多为老年男性,耐受性差,发现时往往已缺乏手术指征。目前试验性局部治疗因微创安全、耐受性好、并发症少受到越来越多临床医生及患者关注。激光诱导肿瘤间质热疗(laser interstitial thermotherapy, LITT)属于局部治疗中的新技术,起始于1983年[ 3 ],近10年来发展较快。本文主要就目前LITT治疗前列腺癌的相关文献进行回顾。1 前列腺癌LITT的原理
前列腺癌LI TT利用激光产生高温杀死肿瘤细胞,其基本设备包括激光发生器和光纤。操作者一般在磁共振(magnetic resonance imaging,MRI)或超声(ultrasound,US)引导下经会阴将光纤插入肿瘤内,通过发射激光,光纤头部10~40 mm圆柱形弥散尖端可产生球型或椭圆形光能分布区激活光子,释放能量,组织吸收能量导致温度升高,当达到一定温度后,产生蛋白变性及合成抑制、DNA和RNA分子化学键断裂、磷脂双份子层完整性破坏等一系列化学变化,导致细胞不可逆性死亡。同时,高温能激活机体特异性T淋巴细胞,引起继发性肿瘤免疫,有利于肿瘤细胞进一步破坏。根据上升温度的不同,肿瘤组织分别出现高温反应、凝固性坏死、碳化等多种改变。一般认为,60℃左右即可发生不可逆蛋白变性、肿瘤细胞不可逆性死亡。也有研究表明,当加热持续时间延长,42℃~60℃的高温带在24~72 h后也可发生凝固性坏死[ 4 ],但由于此时存在残留肿瘤细胞的可能性,故多将温度控制在60℃~100℃间,过高的温度会导致碳化不利于进一步消融,在病理涂片上,LITT治疗组织为边界清晰的坏死区,内无活细胞,其周边可见充血带包绕[ 5 ]。凝固性坏死区在MRI T2加权表现为低信号,动态增强(dynamic contrast-enhanced, DCE)扫描动脉期、门静脉期和延迟期均无强化,其边缘出现一薄层较均匀的强化影;灰阶超声则表现为低回声,超声造影无造影剂灌注。2 LITT治疗前列腺癌临床相关研究
LITT治疗肿瘤开始于1983年,Bown将Nd:YAG激光应用于转移性皮肤病灶,造成治疗区局部坏死。目前LITT已被广泛应用于肝脏肿瘤、肾肿瘤、骨肿瘤等多种肿瘤治疗,获得较满意疗效[ 6 ]。前列腺癌方面相关研究较少。1993年,Amin等[ 3 ]最先报道了1例应用LITT治疗前列腺癌放疗后局部复发。他们利用805 nm双极管激光,在直肠超声(trans-rectal ultrasound ,TRUS)引导下经会阴向肿块内插入光纤,术中使用CT监控消融范围,并同时插入导尿管内注入0.9%氯化钠溶液灌洗保护尿道、膀胱、直肠等周围临近重要组织器官。患者耐受性好,术后无并发症,一天后出院。术后10日CT增强可见消融灶无增强,3月后前列腺穿刺结果示治疗区凝固坏死。自此证明LITT治疗前列腺癌安全可行,短期效果较满意。
Lindner等[ 7 ]2009年进行了第一份LITTⅠ期临床试验,他们选择12例从未进行过治疗的前列腺癌患者,术前经病史、体格检查、血化验、I-PSS、IIEF-5、 PORPUS问卷、六分法穿刺诊断低危前列腺癌(临床分期T1c~T2a, PSA <10 ng/ml, Gleason<6, 穿刺阳性针数<30% ,1针内肿瘤体积<50%),以多参数磁共振成像(multi-parametric magnetic resonance imaging,mpMRI)定位病灶,经粒子植入模板和3D US/MRI融合引导光纤,肿瘤边缘及直肠、尿道附近插入测温电极使其温度<50℃,使用Indigo Optimalaser系统(激光波长830 nm),超声造影(contrast-enhanced ultrasound, CEUS)监控示治疗区灌注缺损,术中无并发症,术后2 min CEUS确认肿瘤消融完全。患者平均消融体积是肿瘤体积的12.25倍,75%的患者术后当天回家,其余患者术后一天出院,患者术后性功能、排尿功能均正常,并发症为会阴部不适最普遍,轻微血尿最严重。术后7天MRI示消融区无增强,术后6月67%患者在消融部位穿刺未发现肿瘤,50%患者前列腺没有发现PCa。随后,Lindner等[ 8 ]又对4例已LITT治疗的前列腺癌患者7天后切除前列腺,发现LITT未增加手术难度,并提出消融区域为周围包绕一圈充血带的坏死组织,其内无存活的细胞,同时组织病理结果与MRI所测治疗区范围一致。Atri等[ 9 ]也用类似的方法对1例患者行CEUS监测下LITT,术中使用激光Indigo Optimalaser系统,最初能量设定为15 W,当光纤尖端温度上升为100℃后,调整为2 W,全过程总耗时12 min,总能量2.88 kJ,每根针产生约1.5 cm×1.0 cm的椭圆形消融灶,术后5 min行CEUS未见肿瘤造影剂灌注,患者当日出院,术后一周mpMRI所示无增强区与CEUS结果一致。Polascik等[ 10 ]治疗5例单灶前列腺癌,术后所有患者性功能与排尿功能正常,无并发症,其中2例患者术后6月TRUS穿刺,治疗区均为阴性,其中1例在未治疗部分检出前列腺癌,行前列腺切除术后病理结果显示首次LITT消融完全。
2010年,Raz等[ 11 ]首先对2例低危患者行MRI引导下LITT治疗前列腺癌,术前经MRI T2加权相与弥散成像(diffusion-weighted imaging, DWI)定位病灶,在粒子植入板及3DMRI重建引导下使用Visualase系统(激光波长为980 nm)插入一根光纤,术中MRI热映射图监控,除了观察病灶及周围重要临近器官温度,也能对能量输出严格控制,术后即刻MRI增强结果与热映射图一致,残留病灶予即刻再次治疗,消融完全后结束治疗。患者3 h后出院,2周后复查MRI肿瘤无增强,术后1月未出现并发症。Colin、Mouraviev等也证实了MRI可用于引导前列腺癌LITT[ 12, 13 ]。 Woodrum等[ 14 ]对1例前列腺癌复发患者行MRI引导下LITT,复发灶位于前列腺床、近膀胱底和直肠区域,大小约1.6 cm×1.6 cm×1.0 cm,穿刺结果Gleason4+3分。术中使用2根光纤,功率设定15 W,共耗时10 min,其中每根针各自作用4 min后再一起工作2 min。患者第2日出院,术后保持排尿通畅及性功能。2月后PSA从2下降至0.42 ng/ml,MRI未见残留。Oto等[ 15 ]报道了MRI引导LITT治疗前列腺癌临床Ⅰ期试验,9例低危患者治疗前后IPSS和SHIM评分基本无变化,1例患者出现自限性会阴不适,1例患者阴茎头局部感觉异常。8例患者术后即刻MRI增强示灌注缺损。术后6月MRI引导前列腺穿刺,7名患者消融区无前列腺癌,2名患者有残留(GS评分3+3=6分)。
更多相关研究正在进行中:NCT01094665选择临床分期T1~T2a、PSA <15 ng/ml 的60名PCa患者进行Ⅰ/Ⅱ期单中心单组试验,目前术后4月TRUS穿刺未发现肿瘤。3 影响前列腺癌LITT的因素
前列腺癌LITT的成功与否很大程度上取决于影像设备的准确性,涉及术前定位、引导进针及术中监测。目前主要使用US及MRI。US使用普遍,便于引导操作,但图像分辨率不佳,加上消融过程中产生的气体易干扰灰阶声像图,往往无法准确显示病灶范围。CEUS可替代灰阶超声用于术中监测,其原理为通过观察造影剂灌注情况反映肿瘤内是否存在微血流。MRI是目前诊断前列腺癌最理想的影像设备,mpMRI可发现80%~95%体积>0.5 ml的前列腺癌; T1加权热映射图可术中实时精确测量温度变化,确保肿块各部分>60℃彻底消融,并避免临近重要器官温度过高受到损伤;DCE可用于评估治疗效果,结果被证实与病理标本一致[ 16 ]。但MRI操作条件限制多、费用高、耗时长,不利于引导性操作,而且诊断难度大,往往需要专门的影像学医师读片。US/MRI融合技术将术前MRI与实时TRUS相融合,结合MRI的高分辨率与US的灵巧性,在TRUS引导下准确定位病灶的同时,减少操作时间和费用,已验证其可行性,但考虑到融合有偏差,仍需要扩大LITT消融范围[ 7 ]。
激光所能产生消融病灶的大小也是影响消融效果的另一个关键因素,主要包括波长和能量。 波长590~1 064 nm的激光,其水和血红蛋白的吸收小;波长>1 μm的激光穿透率最佳,故一般选择波长1 000 nm左右的激光。Nd:YAG(1 064 nm)穿透力好,能够穿透10 mm组织,目前临床应用广泛,但其器械体积大、笨重,价格也较贵。自从Issa等将830 nm双极管激光应用于前列腺组织消融后,国外开始应用800~980 nm激光替代Nd:YAG。这些激光虽然穿透深度仅5 mm,但能效高,仪器更小型便携,价格也更低廉。另外,治疗前列腺癌的能量一般选择5W,可形成10~20 mm的椭圆形消融区[ 17, 18 ]。提高激光能量虽然可以在短时间内提高局部温度,形成更大的消融灶,但容易引起组织碳化,反而降低热传导,限制消融范围。近年来出现部分激光设备搭载冷循环装置,能降低光纤表面温度,允许高达50 W能量输出的同时防止碳化,最大可产生80 mm的消融灶。4 结论
前列腺癌是老年男性最常见的恶性肿瘤之一。对于无法或不愿手术治疗的患者,可尝试试验性局部治疗。与传统治疗方法相比,局部治疗耐受性好、并发症少、住院时间短、费用少,并可重复治疗,受到大部分患者和临床医生的关注。其中冰冻治疗(cryo-surgical ablation of the prostate,CSAP)和高强度聚焦超声(high intensity focused ultrasound,HIFU),发展早,国内外研究多,体系较完善。LITT利用激光诱导肿瘤间质热疗,与其他设备相比,激光具有成本低、易于运输、使用寿命长、维修少、能量输出灵活、仪器占地空间小等多种优势,近年来研究发展较快。前列腺本身组织性质也适合激光热疗—有适当的光能吸收率,含水量较多,血流不丰富,避免了血液的热传导作用。最重要在于激光可以与MRI兼容。第二届国际研讨会(Second International Workshop)与专责小组(task force panel)均推荐MRI可作为前列腺癌的影像学诊断标准及局部治疗筛选标准[ 19 ]。同时,激光精准可控,消融范围小,对于形态不规则、体积小的肿瘤,可以最大程度减少对重要器官的损伤以及保留正常前列腺组织,并发症少。LITT的布针以最小破坏正常组织为宜,一般每根针距肿块外缘及相互间距1~2 cm。若肿瘤边缘临近大血管,针则要距离边缘5~10 mm。若选择多根针同时作用,还须考虑协同作用会使消融体积增大。
与其他试验性局部治疗比较,LITT没有CSAP的麻醉效果,受“热沉效应”影响也较CSAP大,但LITT可以烧灼针道,出血及针道种植转移的风险降低,利用MRI热敏图术中实时监测病灶温度变化更准确,仪器设备也更小型。LITT与HIFU相比,侵袭性大,对于前列腺后部的治疗也没有HIFU方便,但对于前列腺尖部的治疗LITT更有优势,并且LITT可利用MRI热敏图术中准确实时控温,仪器占用空间更小,也可以治疗直肠封闭及存在前列腺钙化的患者。与光动力疗法(photodynamic therapy,PDT)和射频消融治疗(radiofrequency ablation,RFA)相比,LITT不需要使用光敏剂、不受组织含氧量和阻抗的影响,治疗方案规划较PDT简单,并发症、受“热沉效应”影响所致肿瘤残存复发问题也较RFA少,但LITT受组织含水量及光能吸收率影响,且对于大面积的治疗,LITT耗时长。
目前,LITT治疗前列腺癌尚处于起步阶段,缺乏大型多中心前瞻性研究与前列腺癌根治术疗效进行比较,也无远期疗效分析。研究标准、适应证、禁忌证等也需经过长期随访进一步研究。在LITT尚未取得更多研究结果之前,尚无法纳入前列腺癌治疗指南。然而不能否认,随着新的研究、治疗经验的积累及与其他治疗方法的联合等LITT将有更快发展。
[1] | Soerjomataram I, Lortet-Tieulent J, Parkin DM, et al. Globalburden of cancer in 2008: a systematic analysis of disabilityadjustedlife-years in 12 world regions[J]. Lancet, 2012,380(9856): 1840-50. |
[2] | Incidence of malignant tumor in Shanghai,2000[J]. Zhong Liu,2003, 23(6): 532.[2000年上海市恶性肿瘤发病率[J]. 肿瘤, 2003,23(6): 532.] |
[3] | Amin Z, Lees WR, Bown SG. Technical note: interstitial laserphotocoagulation for the treatment of prostatic cancer[J]. Br JRadiol, 1993, 66(791): 1044-7. |
[4] | Colin P, Nevoux P, Marqa M, et al. Focal laser interstitialthermotherapy (LITT) at 980 nm for prostate cancer: treatmentfeasibility in Dunning R3327-AT2 rat prostate tumour[J]. BJU Int,2012, 109(3): 452-8. |
[5] | Evans AJ, Ryan P, Van derKwast T. Treatment effects in theprostate including those associated with traditional and emergingtherapies[J]. Adv Anat Pathol, 2011, 18(4):281-93. |
[6] | Lindner U, Lawrentschuk N, Trachtenberg J. Focal laser ablationfor localized prostate cancer[J]. J Endourol, 2010, 24(5): 791-7. |
[7] | Lindner U, Weersink RA, Haider MA, et al. Image guidedphotothermal focal therapy for localized prostate cancer: phase Itrial[J]. J Urol, 2009, 182(4): 1371-7. |
[8] | Lindner U, Lawrentschuk N, Weersink RA, et al. Focal laserablation for prostate cancer followed by radical prostatectomy:validation of focal therapy and imaging accuracy[J]. Eur Urol,2010, 57(6): 1111-4. |
[9] | Atri M, Gertner MR, Haider MA, et al. Contrast-enhancedultrasonography for real-time monitoring of interstitial laserthermal therapy in the focal treatment of prostate cancer[J]. CanUrol Assoc J, 2009, 3(2): 125-30. |
[10] | Polascik TJ, Mouraviev V. focal therapy for prostate cancer[J].Curr Opin Urol, 2008, 18(3): 269-74. |
[11] | Raz O, Haider MA, Davidson SR, et al. Real-time magneticresonance imaging-guided focal laser therapy in patients withlow-risk prostate cancer[J]. Eur Urol, 2010, 58 (1): 173-7. |
[12] | Colin P, Mordon S, Nevoux P, et al. Focal Laser Ablation ofProstate Cancer: Definition, Needs, and Future[J]. Adv Urol,2012, 2012:589160. |
[13] | Mouraviev V, Polascik TJ. New frontiers in imaging and focaltherapy: highlights from the third international symposium onfocal therapy and imaging of prostate and kidney cancer, February24-27, 2010, Washington, DC[J]. Rev Urol, 2011, 13(2): 104-11. |
[14] | Woodrum DA, Mynderse LA, Gorny KR, et al. 3.0T MR-guidedlaser ablation of a prostate cancer recurrence in the postsurgicalprostate bed[J]. J Vasc Interv Radiol, 2011, 22(7): 929-34. |
[15] | Oto A, Sethi I, Karczmar G, et al. MR imaging-guided focal laserablation for prostate cancer: phase I trial[J]. Radiology, 2013,267(3): 932-40. |
[16] | Turkbey B, Mani H, Aras O, et al. Correlation of magneticresonance imaging tumor volume with histopathology[J]. J Urol,2012, 188(4): 1157-63. |
[17] | Marqa MF, Colin P, Nevoux P, et al. Focal laser ablation ofprostate cancer: numerical simulation of temperature and damagedistribution[J]. Biomed Eng Online, 2011, 10: 45. |
[18] | Kasivisvanathan V, Emberton M, Ahmed HU. Focal therapy forprostate cancer: rationale and treatment opportunities[J]. ClinOncol (R Coll Radiol), 2013, 25(8): 461-73. |
[19] | Gravas S, Tzortzis V, de la Riva SI, et al. Focal therapy forprostate cancer patient selection and evaluation[J]. Expert RevAnticancer Ther, 2012, 12(1): 77-86. |