肿瘤防治研究  2015, Vol. 42 Issue (1): 82-85
本刊由国家卫生和计划生育委员会主管,湖北省卫生厅、中国抗癌协会、湖北省肿瘤医院主办。
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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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收稿日期:2014-01-08
修回日期:2014-02-26
激光诱导间质热疗在前列腺癌中的应用
张颖瑛, 胡兵, 陈磊    
200233 上海,上海交通大学附属第六人民 医院超声医学科 上海超声医学研究所
摘要:前列腺癌是目前中老年男性常见恶性肿瘤。手术是治疗局限性前列腺癌最有效的方法。对于 无法、不愿或不必手术的患者可以采用试验性局部治疗。激光诱导间质热疗是其中的新技术,主要利 用激光短时间内产生高热杀死肿瘤细胞,产生组织凝固性坏死。近年来该技术在国外发展较快,已发 表Ⅰ期临床试验和多份小样本量报道,均取得较满意短期疗效,但尚缺乏远期疗效及大型多中心前瞻 性研究,研究方法也需尽快统一,激光诱导间质热疗需要更多的经验积累和研究结果以便推广应用。
关键词前列腺癌     试验性局部治疗     激光    
Laser Interstitial Thermotherapy in Treatment of Prostate Cancer
ZHANG Yingying, HU Bing CHEN Lei    
Department of Ultrasound in Medicine, Shanghai Jiao Tong University Af filiated Sixth People’s Hospital, Shanghai Institute of Ultrasound in Medicine, Shanghai 200233, China
Abstract:Prostate cancer is a common malignant tumor occurred in elder men, for which radical prostatectomy is officially recommended to be the most effective treatment. Laser interstitial thermotherapy(LITT)is one of the new-developed techniques in focal therapy, which is a good choice for those who cannot, do not want, or are unnecessary for surgery. LITT is based on the photothermal effect to induce heat energy in a very short time, increasing the temperature and causing irreversible damages and destruction. LITT is rapidly developed with satisfactory results in phase I clinical trails and small-sample researches, showing the high clinical value in future. But it lacks long-term results and large-scale multicentre prospective studies, and the standards vary among reports. It still needs more clinical experience and large studies to apply LITT
Key words: Prostate cancer     Focal therapy     Laser    
0  前言

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。

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