高強度聚焦超聲非熱效應損傷兔肝VX2腫瘤機制及影像-病理對照研究.pdf

1、背景：高強度聚焦超聲(high intensity focused ultrasound，HIFU)現已逐漸應用于肝癌的綜合治療中并取得了一定的療效。其臨床治療腫瘤機理是利用熱效應機制，在焦點區(qū)域形成瞬間局部高溫將腫瘤細胞消融。然而，目前HIFU熱效應機制的臨床療效因受到某些影響因素的干擾而減低，可能降低到達靶區(qū)的能量或者增加輻照通道組織的能量沉積，從而會導致一系列并發(fā)癥，如皮膚燒傷、胃腸道穿孔、膽漏及熱消融不全導致殘瘤等。
　　

2、 如何解決這些問題有待于對HIFU治療機制的進一步認識和利用。HIFU除了熱效應機制外，還有非熱效應機制。在HIFU治療中熱效應損傷機制的研究和應用相對成熟，而非熱效應損傷的研究和應用較少。是否能夠利用HIFU的非熱效應機制對活體實驗性肝癌進行有效的治療，尤其能否有效的破壞腫瘤滋養(yǎng)血管，并同HIFU的熱效應療效進行比較，是當前亟待解決的問題。
　　 準確的評估消融范圍及識別殘瘤對臨床有重要指導意義，造影劑增強螺旋CT(CECT

3、)是臨床認可的消融術后檢測殘瘤的金標準，而超聲造影(CEUS)檢測腫瘤滋養(yǎng)血管具有實時動態(tài)的優(yōu)點，其應用于HIFU治療后的評估價值還有待于進一步檢驗。因此，本課題從影像及基礎兩方面探索HIFU非熱效應機制對實驗性動物肝癌損傷的評估和微觀形態(tài)學改變，為臨床HIFU應用及療效評估提供新的思路和理論依據。
　　 目的：
　　 (1)探討兔肝VX2腫瘤實質期的血供特點及增強螺旋CT和超聲造影時相劃分標準。
　　 (2)對

4、比研究高強度聚焦超聲熱效應和非熱效應機制誘導兔肝VX2腫瘤的損傷效應。
　　 (3)增強螺旋CT及超聲造影對高強度聚焦超聲損傷兔肝VX2腫瘤療效評估的價值。
　　 (4)研究高強度聚焦超聲熱效應和非熱效應損傷后兔肝VX2腫瘤超微結構、相關蛋白表達及細胞凋亡的系列變化，對其作用機制進行初步的分析。
　　 資料與方法：
　　 (1)對33只兔肝VX2腫瘤實質期模型行CECT和CEUS檢查，繪制時間密度/強度曲

5、線，根據曲線形態(tài)劃分時相，隨機處死6只動物，對腫瘤組織進行CD34及VEGF染色觀察微血管形成情況。
　　 (2)將剩余25只兔肝VX2腫瘤模型隨機分為假照組(n=3)、熱效應損傷組(n=11)和非熱效應損傷組(n=11)，在熱電偶探針實時測溫下分別運用HIFU假照、熱效應和非熱效應機制進行治療，對比分析時間溫度曲線及其相關定量參數、損傷區(qū)域的組織病理學改變和量效關系。
　　 (3)將上一步驟實驗動物在消融前后3小時內完

6、成CEUS和CECT檢查，處死實驗動物，對腫瘤的消融情況及有無殘瘤行影像學診斷并結合病理學結果對比分析。
　　 (4)將40只兔肝VX2腫瘤模型隨機分為熱效應損傷組(n=20)和非熱效應損傷組(n=20)，分別運用HIFU熱效應和非熱效應機制進行治療后，每組按0d、3d、7d、14d分別隨機處死5只，取腫瘤靶區(qū)及其周圍組織進行組織學檢查，分析消融區(qū)、交界區(qū)和周圍區(qū)超微結構、相關蛋白表達及細胞凋亡情況。
　　 結果：

7、>　　 (1)CEUS和CECT對VX2腫瘤動脈期、門脈期、實質期起始時間的劃定分別為第(6.82±1.36)s、(11.64±2.03)s、(20.24±4.17)s和第(9.43±2.23)s、(13.77±2.01)s、(22.71±4.58)s，CEUS較CECT各相起始時間均提早(P<0.01)，二者對兔肝VX2腫瘤增強顯像特征一致，均表現為“快進快退”；病理組織學顯示腫瘤內豐富的滋養(yǎng)微血管形成。
　　 (2)熱效應

8、損傷組兔肝VX2腫瘤的時間溫度曲線呈“快速升高、緩慢下降”過程，非熱效應損傷組呈“緩慢升高、緩慢下降”過程，假照組保持動物正常體溫；熱效應損傷組和非熱效應損傷組兔肝VX2腫瘤的損傷體積、并發(fā)癥發(fā)生率、殘瘤率和破壞最大血管管徑分別為1.10±0.22和1.21±0.24 cm3(P>0.05)、72.7％和63.6％(P>0.05)、72.7％和18.2％(P<0.05)和135.27±22.09和877.64±253.68μm(P<0.

9、001)；非熱效應損傷組的輻照點數和輻照時間明顯低于熱效應損傷組(P<0.001)，總治療時間明顯大于熱效應損傷組(P<0.001)，而HIFU能量和損傷效率比較兩組之間無顯著性差異(P>0.05)。
　　 (3)HIFU消融后，假照組影像學無明顯變化；CEUS和CECT對完全消融者表現為腫瘤區(qū)域無造影劑進入，呈“黑洞征”；對有殘瘤者，CECT表現為損傷區(qū)域內動脈期局灶異常的高密度增強信號，門脈期密度低于周圍肝臟實質；CEUS表

10、現為損傷區(qū)域內動脈相異常的高回聲增強灶，門脈相和實質相快速消退呈低回聲增強，其內可見局部殘存腫瘤滋養(yǎng)血管顯像；CEUS和CECT檢測殘瘤的診斷準確性分別為81.8％和90.9％，CECT高于CEUS(P>0.05)，CEUS與CECT聯(lián)合的敏感性、陰性預測值和診斷準確性明顯高于單用CEUS法(P<0.05)。
　　 (4)HIFU輻照后各時間點非熱效應損傷組的組織細胞破壞程度較熱效應損傷組組嚴重；兩組交界區(qū)各種相關蛋白的表達情況

11、如下，HIFU治療后即刻至3天VEGF呈低表達，7天至14天逐漸升高，非熱效應損傷組同熱效應損傷組相比略低(P>0.05)；Caspase-3治療后即刻呈低表達，3天時達到高峰，7天至14天時逐漸下降，3天與7天時非熱效應損傷組明顯高于熱效應損傷組(P<0.05)；NFκ B的表達3天時開始增加，7天達峰、14天開始下降，各時間點非熱效應損傷組與熱效應損傷組相比無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；HSP70即刻至3天時表達達到高峰，7天至14

12、天時逐漸下降，即刻至3天熱效應損傷組明顯高于非熱效應損傷組(P<0.05)；HIFU治療后即刻交界區(qū)TUNEL檢測凋亡陽性細胞有基礎量的表達，3天時達到高峰，7天至14天時逐漸下降，3天與7天非熱效應組高于熱效應組，凋亡指數分別為28.60±1.14 vs.21.80±1.92(P<0.001)和21.00±1.58 vs.14.80±1.48(P<0.001)。
　　 結論：
　　 (1)CEUS可以對兔肝VX2腫瘤的

13、灌注情況進行實時高分辨率顯像，CEUS和CECT時相標準可為相關的影像學評估研究提供基本的理論依據。
　　 (2)HIFU非熱效應可以對腫瘤組織和管徑較大的腫瘤滋養(yǎng)血管進行破壞，殘瘤率低，但尚存在一定的并發(fā)癥及總的治療時間長等問題，有待進一步研究解決。
　　 (3)CEUS可以較為準確的對兔肝VX2腫瘤HIFU消融后的療效進行即時評估，但具有一定的漏診率，暫時尚不能完全取代CECT，二者聯(lián)合評價在一定程度上可提高診斷準確