微泡超聲空化對腫瘤酒精消融的增強作用.pdf

1、背景:
　　以腫瘤新生血管為治療靶點的抗血管生成治療成為了腫瘤治療領(lǐng)域新興的研究熱點。但由于腫瘤分子調(diào)控通路的的多樣性、調(diào)控機制的復(fù)雜性,單一的抗血管生成藥物治療作用有限,且無法避免藥物毒副作用、腫瘤耐藥性的產(chǎn)生等。超聲空化效應(yīng)是超聲波熱效應(yīng)之外另一主要的物理效應(yīng),是指液體中的微氣泡(或稱空化核)在超聲激勵下產(chǎn)生收縮、膨脹、振蕩乃至內(nèi)爆,局部產(chǎn)生高溫、高壓、微射流等極端物理條件的現(xiàn)象。超聲造影劑微泡經(jīng)靜脈注射后,作為一種有效的外源

2、性空化核,在聲壓1MPa以上的超聲能量輻照下產(chǎn)生顯著的空化效應(yīng),會導(dǎo)致局部血管內(nèi)皮細胞通透性增高,甚至受損破裂。而腫瘤新生血管因其發(fā)育不完全、結(jié)構(gòu)薄弱,可能較正常血管更易受到空化損傷。在前期實驗中,我們已經(jīng)證實微泡超聲空化可以機械性毀損腫瘤微血管,造成24h的血流阻斷效應(yīng)。
　　經(jīng)皮無水酒精消融(Percutaneousethanolablation,PEA)以往在小肝癌治療中應(yīng)用廣泛,但由于腫瘤豐富的血流灌注對酒精的沖刷稀釋作用

3、,其消融范圍往往受限。微泡超聲空化預(yù)處理治療造成的腫瘤血流灌注的阻斷效應(yīng)可能顯著減少酒精被血流沖刷稀釋,從而增強無水酒精的腫瘤消融能力。同時超聲空化治療方法操作簡便,非創(chuàng)傷性,與其他阻斷腫瘤血流灌注的介入性方法相比,能更好地滿足無水酒精消融需多次反復(fù)進行的需要。
　　目的:
　　1.觀察微泡增強的超聲空化對人類惡性腫瘤移植瘤動物模型血流灌注的影響,進一步探討超聲空化治療對腫瘤血管的機械性毀損機制。
　　2.通過觀察單純

4、超聲空化治療、單純無水酒精消融治療以及兩者聯(lián)合治療對腫瘤血流灌注及24小時壞死情況的影響,探討微泡增強的超聲空化對酒精消融效果的影響作用。
　　材料與方法:
　　1.實驗材料:
　　(1)實驗儀器:①CZ-960型脈沖式超聲空化治療儀,由綿陽索尼克電子有限責任公司研制,其治療頭工作頻率為831KHz,超聲發(fā)射脈沖寬度、脈沖重復(fù)頻率、工作/間歇時間、峰值聲壓等參數(shù)可調(diào)節(jié)。②超聲診斷儀為西門子公司S2000型彩色多普勒超聲

5、診斷儀,配有低機械指數(shù)超聲造影模式及時間-強度曲線在線分析軟件,可實現(xiàn)造影的定量分析。
　　(2)微泡試劑:本實驗超聲造影所使用造影劑及空化治療所使用微泡制劑均為我科自行研制的脂膜微泡“脂氟顯”,其核心氣體為全氟丙烷,微泡濃度約4~9×109/ml,平均粒徑2μm,經(jīng)高頻機械振蕩后形成乳白色凝乳狀液體。
　　(3)實驗動物:健康Balb/c(nu/nu)裸鼠28只,雌雄不限,體質(zhì)量18-23g,4-5周齡,飼養(yǎng)環(huán)境SPF級;

6、雌性SD大鼠30只,體質(zhì)量160-180g,飼養(yǎng)環(huán)境清潔級。所有實驗動物均由第三軍醫(yī)大學(xué)新橋醫(yī)院實驗動物中心提供并檢疫。
　　2.實驗方法:
　　(1)裸鼠HepG2皮下移植瘤超聲空化治療實驗:26只皮下荷HepG2腫瘤荷瘤鼠隨機分為3組,即微泡超聲空化組、單純超聲輻照組以及單純微泡組。微泡超聲空化組經(jīng)球后靜脈推注微泡0.04ml同時聯(lián)合治療超聲輻照腫瘤5min;單純超聲輻照組以生理鹽水代替微泡;單純微泡組僅推注微泡而不發(fā)射

7、超聲能量,進行假照。治療前及治療后即刻對各組腫瘤進行超聲造影檢查,并分析腫瘤區(qū)域造影TIC曲線。治療結(jié)束后獲取腫瘤組織,常規(guī)HE染色及電鏡制片,觀察腫瘤組織病理改變。
　　(2)大鼠Walker-256皮下腫瘤超聲空化治療聯(lián)合酒精消融實驗:28只皮下荷Walker-256腫瘤SD大鼠隨機分為3組,即超聲空化治療組、無水酒精消融組以及空化聯(lián)合酒精治療組。超聲空化組經(jīng)尾靜脈推注脂質(zhì)微泡0.04ml同時聯(lián)合治療超聲輻照腫瘤5min,無水

8、酒精消融組于超聲引導(dǎo)下瘤內(nèi)注射無水酒精0.3ml,聯(lián)合治療組首先對腫瘤進行超聲空化治療,隨后于瘤內(nèi)注射等量無水酒精。各組動物治療前、治療后即刻及24小時后進行超聲造影檢查,分析TIC曲線。隨后處死動物,分離切取腫瘤組織,固定,包埋,切片,觀察腫瘤組織病理改變情況。每個腫瘤標本隨機選取3個不相鄰切片,分別計算其壞死率。
　　結(jié)果:
　　1.裸鼠HepG2皮下移植瘤治療實驗結(jié)果:微泡超聲空化組腫瘤治療后造影呈非灌注負性增強,其P

9、I值由治療前的(26.9±10.9)％降至(8.2±5.8)%,AUC值由(1210.4±823.1)%s下降至(291.6±255.2)%s(P<0.05);而單純超聲輻照組、單純微泡組治療后造影腫瘤內(nèi)部未見明顯充盈缺損,治療前后比較其PI值及AUC值無明顯變化(P>0.05)。病理觀察可見微泡超聲空化組部分腫瘤血管壁斷裂、管壁不完整、血管內(nèi)皮細胞腫脹,組織間隙內(nèi)彌漫性出血、不規(guī)則血腫形成,組織水腫。
　　2.大鼠Walker-

10、256皮下腫瘤治療實驗結(jié)果:各組治療后即刻及24h后造影均可見腫瘤內(nèi)部大范圍非增強負性顯影;與治療前相比,24h后各組腫瘤造影PI值及AUC值均有顯著下降,其中超聲空化組PI值下降了30.9%,AUC值下降了43.4%,無水酒精消融組PI值下降了46.3%,AUC值下降了52.5%,聯(lián)合治療組PI值下降了84.8%,AUC值下降了90.1%,其差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);各組腫瘤壞死率分別為:超聲空化組(66.17±12.54)