氬氦冷凍消融在肺癌多學科綜合治療中的研究進展

馬洋洋，陳繼冰，牛立志

肺癌在全球范圍內死亡率占惡性腫瘤第一位，其發病率和死亡率仍在不斷升高[1-2]。研究顯示，肺葉切除術是治療非小細胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）黃金標準。然而，大多肺癌發現時已屬晚期，僅＜30%肺癌患者能予手術切除。因此，尋求更加有效且創傷更小的治療方法，受到臨床普遍關注。近年微創手術如氬氦冷凍消融術，因具有創傷小、冰球可視化、疼痛少、對大血管損傷輕微、可激活機體免疫功能、安全性高及療效好等諸多優勢，不斷應用于肺癌治療，已取得醫患雙方接受[3-5]。由于肺臟為含氣組織，冷凍壞死癌灶程度受到限制。為了克服這一潛在問題，目前已有研究報道采用改良三循環冷凍法予以治療[6-8]。

1 肺癌冷凍消融技術特點

1.1 基本原理

氬氦冷凍治療系統由氬氣靶向制冷、氦氣靶向制熱、生物傳感、適時監控和微創等多項航天技術專利研制而成。這是一種根據Joule-Thomson 原理，以氬氣為冷媒快速降溫、氦氣為熱媒快速升溫破壞腫瘤細胞的微創手術技術[9]。氬氣或氦氣通過節流嘴釋放進入較大膨脹區，產生急速降溫或升溫絕熱節流效應，并可在局部產生溫度急劇變化，因為氬氣降溫和氦氣升溫均在極短時間內發生，可使針尖溫度降低至-165℃，氦氣使溫度上升至40℃。低溫使腫瘤細胞內形成冰晶，快速升溫使細胞內冰晶爆破，最終使癌細胞壞死。

1.2 冷凍機制

冷凍消融過程中冷凍破壞靶組織方式有兩種：①冷凍和復溫對靶細胞形成直接性殺傷作用。當溫度低于-20℃時，細胞外和細胞間質內冰晶形成，細胞外冰晶形成并逐漸增多引起細胞外溶質濃度增大，產生高滲環境；為了平衡化學滲透壓，細胞內水分便通過滲透壓梯度作用滲透至細胞外間隙，從而引起細胞內滲透壓上升、溶質濃度增加、細胞內脫水，細胞膜和細胞器受損，這些變化的協同效應導致細胞損傷或死亡。②微血管損傷是公認的冷凍組織損傷機制[10]。當溫度下降至-40℃～-100℃時，冰晶迅速在細胞內外、微靜脈及微動靜脈內持續形成、微血管擴張，進而破壞一系列結構完整性，如血管內皮層破壞，血管壁通透性增加、出現小孔，血管內液外滲及引起間質水腫，血小板凝集，微血栓形成，最終血流淤滯和閉塞，導致細胞缺血和壞死[11-12]。大血管由多層上皮細胞構成，血管“熱池”效應可抵御冷凍傷害，同時冷凍治療不摧毀膠原蛋白，不破壞組織支撐結構和功能。

1.3 冷凍設備

冷凍消融設備主要包括液氮冷凍系統和氬氦冷凍系統，目前臨床應用的主要有美國Endocare 公司和以色列Galil Medical 公司生產的氬氦冷凍系統。控制主機和4～8 根冷凍探針（“氬氦刀”）組成氬氦冷凍治療系統主要部分，冷凍探針有幾種不同直徑（1.47～2.40 mm），產生不同大小冰球，可根據腫瘤組織大小和形狀采用多根配合使用，確保冷凍區溫度均勻，對靶組織破壞力度更大[13]。

1.4 導引方式

常用于監控肺癌冷凍過程的方法有超聲、CT或MRI。超聲優點是能準確監測冷凍后組織、實時成像、多角度探測和導引定位，使用方便，但對肺部腫瘤導引監測成像易受肺泡內氣體影響，質量較差，具有較大局限性。CT 能清晰顯示冰球大小和形狀，尤其對肺組織及病變顯示具有很大優勢，可精確觀察冷凍探針與病灶及周圍組織的關系，使穿刺進針更加靈活準確，是最常用的影像學導引方式，但CT不便于實時導引穿刺和冷凍定位，而超聲定位穿刺與CT 監測冰球形成相結合是一種有效手段。MR具有對溫度高敏感性和三維成像優點，導引穿刺更加快速，準確率更高，開放式磁體結構使術中實時掃描與監測成為可能，但肺內含氣量較多，可嚴重干擾MRI 信號形成，且價格較昂貴，其在臨床推廣應用受到限制。

2 適應證

手術切除是根治肺惡性腫瘤的重要方式，對于不能手術切除或不能耐受手術患者，冷凍消融是一種良好選擇。患者適應證可按以下原則[14]：①Ⅰ、Ⅱ期和部分Ⅲa 期（T3N1M0、T12N2M0）和局限期（T1-2N0-1M0）NSCLC，或不能手術切除癌灶和不能耐受手術；②其他部位惡性腫瘤發生肺轉移癌；③經新輔助治療有效的N2 NSCLC；④轉移性單發或多發癌灶、肺功能良好；⑤高齡或無法耐受全身麻醉開胸手術；⑥檢查示癌灶不能完全切除；⑦對化療或靶向藥治療耐藥；⑧腫瘤體積巨大，累及縱隔、心包，需減瘤；⑨局部癌灶穩定但不能消失或縮小不明顯。

3 禁忌證

常見禁忌證：①癌灶呈現彌漫性，消融治療無法改善病情；②消融癌灶同側惡性胸腔積液未很好控制；③大血管包繞癌灶引起穿刺困難；④肺功能嚴重受損，最大通氣量＜40%；⑤嚴重出血，血小板計數＜70×109/L 和凝血功能嚴重紊亂；⑥重要臟器官功能嚴重不全，嚴重貧血、脫水和營養代謝嚴重紊亂，無法在短期內糾正或改善。

4 臨床研究

4.1 早期肺癌冷凍消融

肺葉切除術是早期NSCLC 治療金標準，然而有超過20%患者不適合外科手術[15-16]。冷凍消融為無法手術的Ⅰ期NSCLC 患者提供了一相對安全的選擇，旨在實現根治。Moore 等[17]回顧性分析45 例接受經皮冷凍消融治療的T1N0M0期NSCLC 患者生存和復發情況，5 年總生存率（OS）為（67.8±15.3）%，無進展生存率（PFS）為（87.9±9.0）%，主要并發癥為2 例咯血，1 例胸腔積液，需要引流，術后30 d 內無死亡。Yamauchi 等[18]報道CT 導引下經皮穿刺22 例不能耐受手術的NSCLC 患者，共34 枚癌灶予以冷凍消融，平均隨訪23 個月顯示34 枚癌灶中僅1 枚進展（冷凍消融后8 個月），2 年、3 年OS 均為88%，PFS 分別為78%、67%。Zemlyak 等[19]比較64 例Ⅰ期NSCLC 高危患者經冷凍消融、射頻消融和葉下切除術治療后生存率，結果顯示3 年OS 分別為77.0%、87.5%、87.1%，癌癥特異性生存率分別為90.2%、90.6%、87.5%。de Baere 等[20]前瞻性研究40 例肺轉移患者冷凍消融腫瘤控制率，結果顯示術后6、12 個月局部腫瘤控制率分別為96.6%、94.2%，隨訪期間患者生活質量無明顯變化，全年OS 為97.5%。鑒于上述研究報道，經皮冷凍消融是不可切除性早期肺癌患者的合理選擇，可保證患者生活質量。

近年研究表明CT 導引下經皮冷凍消融治療早期肺癌局部失敗率較低，其OS 可與葉下切除術和射頻消融治療結果相比，且手術侵入性最小，因此可作為不可切除的早期肺癌患者的合理選擇。

4.2 晚期肺癌姑息性冷凍消融

對于不能手術切除的晚期肺癌，冷凍消融治療可有效改善癥狀，減少腫瘤負荷，其療效已由相關研究報道證實。Niu 等[21]回顧性分析影像導引下冷凍消融治療54 例Ⅳ期肺癌患者，其中31 例接受原發性和轉移性腫瘤綜合冷凍消融治療，23 例接受其他姑息性治療，隨訪6.5 年后患者OS 分別為14 個月、7 個月，冷凍消融組明顯占優勢；亞組分析中多次冷凍消融（12 例消融2 次，5 例3 次，1 例4 次）在提高OS 上占顯著優勢（長達18 個月）。Gao 等[22]回顧性評估22 例放化療失敗后ⅢB/ⅣNSCLC 患者經皮冷凍消融效果，結果顯示1 年OS為81.8%，PFS 為27.8%。另一項meta 分析評估中晚期NSCLC 患者接受冷凍消融的生存率和生活質量，結果表明冷凍消融能提高患者生活質量[23]。因此，晚期肺癌冷凍消融治療可實現腫瘤體積縮小，減輕癥狀，為其他治療提供可能，同時提高患者生存質量。

4.3 肺磨玻璃樣結節冷凍消融

隨著低劑量螺旋CT 應用，越來越多肺小結節被發現，而肺磨玻璃樣結節（ground-glass nodule，GGN）治療仍有爭議。一些外科醫師傾向于密切隨訪，僅在單純GGN 大小或外觀發生明顯變化時予以手術[24]，另一些醫師則主張立即手術[25]。肺儲備有限的GGN 患者不宜接受外科手術，經皮影像導引下冷凍消融可能提供新的解決方法。Kim 等[26]報道1 例5 mm 單純GGN 患者經冷凍消融治療成功，隨訪6 個月未復發。Liu 等[27]前瞻性臨床評估14 例肺磨玻璃樣變（ground-glass opacity，GGO）冷凍消融治療的安全性和可行性，CT 主要表現為肺片狀高密度影，密度輕且不均勻，邊緣模糊且隱約可見，病變平均大小為1.08 cm，8 例（57.1%）＜1 cm 未活檢，結果顯示所有患者均成功完成消融，未出現嚴重并發癥，術后1 個月肝功能恢復至術前95%，術后2年均無復發。總之，GGN 冷凍消融到目前為此尚無大規模研究報道，其可能是一種適合于單純GGN 的輔助治療方法。冷凍消融可很容易地與其他后續治療方案相結合，但還需進一步進行前瞻性調查和遠期隨訪。

5 肺癌多學科綜合治療

肺癌為全身性疾病，冷凍消融治療屬局部微創治療。特別是對腺癌患者，術前可能已發生亞臨床轉移，因此除局部冷凍消融治療外，必須根據腫瘤病理學類型予以個體化綜合治療。可根據不同情況聯合其他治療方法，如放化療、免疫療法和分子靶向藥物治療等，以提高療效。

5.1 冷凍消融聯合放化療

放化療是治療晚期肺癌的一般模式，但多數晚期患者局部腫瘤負荷大，嚴重影響放化療效果，5 年生存率低于20%，總生存期僅為10～16.8 個月[28-29]。放化療治療方式單一、受益率較低、不良反應大，雖延長患者生存時間，但也降低生存質量。冷凍治療可增加腫瘤細胞對放化療的敏感性[30]。錢建新等[31]對比分析61 例接受冷凍消融序貫化療與52 例接受單純化療的晚期NSCLC 患者療效，結果顯示腫瘤緩解率分別為34.4%、15.4%，中位生存時間分別為12.9 個月、9.5 個月，術后1 年OS 分別為53.6%、35.4%。另一文獻報道顯示，晚期肺癌患者冷凍治療后1～2 周接受放療，術后1 年、2 年OS 分別為70.2%、53.1%，而單純冷凍消融治療分別為42.1%、20.0%[32]。冷凍消融聯合放化療一方面有效殺傷冷凍區未壞死腫瘤細胞，另一方面控制轉移灶發展。

5.2 冷凍消融聯合放射性粒子治療

肺癌瘤體較大時形態通常不規則，單一氬氦刀冷凍治療難以達到適形治療目的，因此對于殘余腫瘤可植入放射性碘粒子，以降低腫瘤局部復發風險。研究表明，氫氦刀冷凍消融能減少腫瘤負荷，易于粒子植入病灶，減小射線輻射范圍。周紅桃等[33]采用冷凍消融聯合放射性碘粒子植入治療140 例（244枚癌灶）不可切除肺癌患者，冰球平均覆蓋率在直徑＜5 cm 癌灶為91%（植入粒子10～30 顆），直徑＞5 cm 癌灶為86%（植入粒子30～60 顆）；術后6 個月CT 復查顯示244 枚癌灶完全緩解（CR）為16.8%，部分緩解（PR）為70.1%，病情穩定（SD）為7.4%，疾病進展（PD）為5.7%，總有效率為93.4%；140 例患者平均Karnofsky 行為狀態（KPS）評分由術前平均66.9 提高至術后1 個月76.3，生活質量得到明顯提高，1 年生存率達65.7%。王文輝等[34]研究報道51 例Ⅲ或Ⅳ期肺癌患者，術前影像學檢查評估提示均可由冷凍消融減低腫瘤負荷并行放射性125I 粒子植入，結果顯示消融后均在病灶邊緣或氬氦刀盲區植入放射性粒子，術后1、2、3、6 個月總有效率分別為31.4%、62.8%、98.0%、92.0%；認為冷凍消融結合125I 粒子植入可有效緩解患者臨床癥狀，提高生存質量，但遠期療效需進一步研究。

總體上，冷凍消融結合125I 粒子植入術局部控制肺癌效果良好，并發癥少且可控，有助于改善不可切除肺癌患者生存質量，延長生存期。

5.3 冷凍消融聯合免疫治療

冷凍消融和免疫聯合治療肺癌動物實驗研究已開展，對肝癌、胰腺癌、乳腺癌治療研究均有報道。冷凍治療過程中腫瘤抗原位點暴露，可激活機體免疫作用。Lin 等[35]研究報道冷凍消融聯合同種異體自然殺傷（NK）細胞治療晚期NSCLC 安全性和臨床效果，60 例患者隨機分為冷凍消融組（n=30，Ⅲ、Ⅳ期患者分別為14、16 例）和冷凍聯合NK 細胞治療組（n=30，Ⅲ、Ⅳ期患者分別為13、17 例），結果顯示冷凍消融組、聯合治療組平均KPS 評分在治療前分別為69.8±5.7、69.2±6.3，治療后1 個月、3 個月分別為80.1±3.8、83.5±4.6 和80.6±5.1、89.1±2.5，聯合治療組KPS 評分更高，患者生存質量提高；治療后3 個月聯合治療組疾病反應率（RR）和疾病控制率（DCR）分別為63.3%、83.3%，顯著高于冷凍消融組（43.3%、70.0%），提示冷凍消融聯合同種異體NK 細胞治療肺癌的安全性和有效性得到提升。李娜等[36]報道一項氬氦刀冷凍聯合細胞因子誘導的殺傷細胞（cytokine-induced killer，CIK）免疫治療研究，90例NSCLC患者隨機分為A組（n=30，單純氬氦刀冷凍治療）、B 組（n=30，單純CIK 治療）、C 組（n=30，氬氦刀冷凍聯合CIK 治療），結果顯示臨床有效率分別為53.3%、6.7%、60.0%；C 組生活質量評分與A、B 組相比，差異均有統計學意義（P＜0.05），患者生活質量改善；C 組淋巴細胞亞群檢測CD3+、CD4+、CD8+和CD4+/CD8+優于A 組、B組（P＜0.01），說明冷凍消融聯合CIK 治療能改善患者免疫功能，提高生活質量，且安全性好。

5.4 冷凍消融聯合靶向藥治療

近年來，分子靶向藥物已應用于晚期NSCLC 患者治療。吉非替尼是一種口服型表皮細胞生長因子受體-酪氨酸激酶抑制劑（EGFR-TKI），作為肺癌一線治療藥物，已被證明對復發的NSCLC 具有活性[37]。Gu 等[38]探討冷凍消融聯合分子靶向藥物治療晚期NSCLC 療效，36 例女性患者（ⅢB 期12 例，Ⅳ期24 例）平均年齡64 歲，均不吸煙、有EGFR 基因突變，隨機分為兩組（18 例接受分子靶向治療，另18 例在服用吉非替尼的同時接受冷凍消融治療），結果顯示分子靶向治療組、聯合治療組患者1 年生存率分別為33.3%、66.7%，提示冷凍消融聯合吉非替尼治療可改善晚期NSCLC 患者療效和預后。吉非替尼為低毒性藥物，可阻斷細胞增殖過程信號轉導通路，而冷凍消融則直接破壞腫瘤組織，兩種治療方法聯合應用，可改善晚期NSCLC 治療效果和預后，患者耐受性良好。后期尚需進一步大規模研究加以證實。

6 并發癥

冷凍消融過程中并發癥包括[4，39]：①氣胸，發生率為20%～30%，需行穿刺置管胸腔閉式引流；②胸腔積液，發生率為5%，積液中等或大量時需置管引流；③術中或術后咯血，一般持續3～7 d，予口服止血藥物；④皮膚損傷，多為皮膚凍傷，常規換藥可治愈；⑤胸膜瘺，少見，系冷凍過度所致，行胸腔閉式引流；⑥冷休克，少見，長時間冷凍消融后體溫降低所致，予復溫措施；⑦腎功能受損，常見于腫瘤體積大、一次冷凍消融面積大、腫瘤液化壞死顯著者。術中應靜脈輸注碳酸氫鈉堿化尿液，術后水化，及時檢測生化指標。

7 結語

冷凍消融作為一種局部物理性微創手術，近年來臨床應用越來越多，適用于不能手術切除的早期肺癌和減輕晚期肺癌負荷，局部控制率高，并發癥可控。冷凍消融在GGN 中的應用，目前缺乏遠期隨訪結果，還需進一步研究。腫瘤是一種全身性疾病，其治療已不再提倡單打獨斗，更注重綜合治療。必須根據腫瘤病理學類型進行綜合個體化治療，根據患者不同情況合理應用冷凍消融與放化療、粒子植入、免疫療法、分子靶向藥物等各種手段聯合治療，如患者存在驅動基因突變，應采用分子靶向藥物治療，同時根據具體情況進行化療和免疫治療，以控制腫瘤生長、提高治療有效率和延長患者總生存期，進一步提高肺癌治療效果。因此，設計冷凍消融與其他療法相結合的治療方法，實施遠期療效最佳、不良反應最少的肺癌治療方案，均需進一步大樣本長期研究。