超聲消融術(shù)治療肝癌門靜脈癌栓的實驗研究

摘要：目的探索超聲消融術(shù)治療肝癌門靜脈癌栓的可行性。方法建立兔異種門靜脈癌栓模型，觀察超聲消融術(shù)體內(nèi)消融效果和對體外Walker-256和SMMC-7721細(xì)胞殺傷作用。結(jié)果消融前后，門靜脈通暢度由0恢復(fù)到100%，門靜脈壓力由23.2cmH2O降至14.3cmH2O。兔存活時間由1.8h延至8.0h。體外實驗發(fā)現(xiàn)超聲消融對癌細(xì)胞的殺傷作用很強(qiáng)。經(jīng)超聲消融后的Walker-256細(xì)胞接種到大鼠皮下癌生長明顯延緩。接種至門靜脈，肝內(nèi)癌發(fā)生率為28%～57%。結(jié)論超聲消融術(shù)能有效消融癌栓，同時也能有效殺傷癌細(xì)胞，但殺傷作用不完全。

關(guān)鍵詞：超聲療法；腫瘤循環(huán)細(xì)胞AnexperimentalultrasonicdisruptioninthetreatmentofintraportalthrombioflivercancerCHENGShuqun

（EastHepatobiliarySurgeryHospital,TheSecondMilitaryMedicalUniversity,Shanghai200438,China）

WUMengchao

（EastHepatobiliarySurgeryHospital,TheSecondMilitaryMedicalUniversity,Shanghai200438,China）

CUIZhenfu

（EastHepatobiliarySurgeryHospital,TheSecondMilitaryMedicalUniversity,Shanghai200438,China）Abstract：ObjectiveToevaluatethetherapeuticeffectivenessofultrasonicdisruptioninthetreatmentofintraportalthrombioflivercancer.Methods10rabbitmodelswithheterogeneousintraportalcancerousthrombiwereestablished,andultrasounddisruptiondissolvingtumorthrombiinvivoanddestroyingsuspensionsofWalker-256andSMMC-7721invitrowerestudied.ResultsAfterultrasounddisruptiontherapy,thepatencyoftheportalveinincreasedfrom0%to100%,andtheportalveinpressuredecreasedfrom23.2cmH2Oto14.3cmH2O,atthesametimerabbitssurvivalincreasedfrom1.8hto8.0h.Walker256celllineprocessedbyultrasoundshoweddelayedgrowthwheninoculatedsubcutaneously,andtheintrahepatictumoroccurrencedecreasedtobetween28%～57%afterintraportalinoculation.ConclusionsUltrasonicdisruptioncandissolvetumorthrombieffectivelyandrenderapartialkillingofthetumorcells.

Keywords：Ultrasonictherapy;Neoplasmcirculatingcells▲超聲消融術(shù)（ultrasonicdisruption）是80年代末才問世的專治閉塞性或狹窄性血管疾病的導(dǎo)管介入治療新技術(shù)［1,2］。我們研制了適合體外門靜脈穿刺用的超聲消融儀樣機(jī)，本研究利用兔異種門靜脈癌栓模型和體外培養(yǎng)癌細(xì)胞，驗證超聲消融術(shù)治療肝癌門靜脈癌栓的有效性和可行性。材料與方法一、體內(nèi)實驗

10只新西蘭白兔（2.0～2.2kg）麻醉后，取腹正中切口開腹。游離門靜脈主干并剪1小口長約0.5cm，將直徑約0.5cm新鮮人癌栓標(biāo)本1枚植入門靜脈腔內(nèi)，7-0縫線縫合門靜脈切口。隨機(jī)選擇5只兔子作為對照組，另5只作為消融組。

用0.4mm消融導(dǎo)絲直接刺入門靜脈癌栓處，消融組采用連續(xù)超聲波（42[KG?4〗KHz,0.22W,3～5min）消融，對照組不發(fā)射超聲波，治畢將導(dǎo)絲拔出，棉球壓迫止血，逐層關(guān)腹。觀察動物門靜脈通暢度、門靜脈壓力和動物存活時間。

二、體外實驗

取SMMC-7721和Walker-256細(xì)胞1×106/ml，移至1.5ml的Eppendrof管中，超聲消融(42KHz,0.15W或0.22W)，臺盼藍(lán)染色并計數(shù)，觀察超聲消融對SMMC-7721和Walker-256細(xì)胞的殺傷作用和超聲消融對SMMC-7721細(xì)胞形成集落能力的影響。

三、消融術(shù)對癌細(xì)胞體內(nèi)生長的影響

取Walker-256細(xì)胞懸液,超聲消融（42KHz,0.22W）后，抽取0.2ml（1×105個細(xì)胞）接種于SD大鼠（80～100g）右腹壁皮下和門靜脈灌注，實驗按消融時間不同分為3組，每組各7只，觀察癌生長。

四、統(tǒng)計學(xué)處理

SPSS/PC+軟件包對全部數(shù)據(jù)作統(tǒng)計學(xué)處理。結(jié)果一、體內(nèi)實驗

消融前門靜脈因癌栓栓塞通暢度均為0，消融后門靜脈通暢度均恢復(fù)至100%（1，2）。組織學(xué)檢查示消融后，門靜脈癌栓幾乎全部消失。同時門靜脈壓力顯著降低〔由（23.2±1.6）cmH2O降至（14.3±2.2）cmH2O,P＜0.01〕（1cmH2O=0.098kPa）,動物存活時間延長〔消融組和對照組平均存活時間分別為（8.2±3.7）h和（1.8±1.0）h,P＜0.05〕。

1消融前，兔門靜脈因癌栓阻塞，通暢度為0

2消融后，兔門靜脈通暢度又恢復(fù)至100%二、體外實驗

消融術(shù)對癌細(xì)胞的直接破壞作用很強(qiáng)，42kHz、0.22W的超聲消融5min，即刻破壞Walker-256細(xì)胞60%（3），破壞SMMC-7721細(xì)胞達(dá)75%。除即刻破壞外，還有部分細(xì)胞逐漸死亡，24h達(dá)到頂峰，以后又逐漸恢復(fù)(4)。而不同功率不同時間消融下，SMMC-7721細(xì)胞形成集落數(shù)分布見表1。

3不同功率超聲（0.22W和0.15W）消融Walker-256細(xì)胞，細(xì)胞存活數(shù)與其作用時間關(guān)系

4在同一消融時間(5min)下不同功率超聲(0.22W和0.15W)對癌細(xì)胞SMMC-7721增殖生長的影響表1不同功率不同時間消融作用下，SMMC-7721細(xì)胞集落生成數(shù)分布超聲功率消融時間（min）01357100.22W53±547±840±715±8*10±4*7±2*0.15W51±749±746±530±6*25±4*20±3*

注：*P＜0.05

三、消融術(shù)對癌細(xì)胞體內(nèi)生長的影響

Walker-256癌細(xì)胞經(jīng)消融后接種大鼠皮下，癌灶生長情況見5。經(jīng)消融術(shù)后，癌灶生長延遲且生長明顯受到抑制。消融后，由門靜脈灌注致肝內(nèi)發(fā)生轉(zhuǎn)移及動物3周前自然死亡情況見表2。

5Walker-256癌細(xì)胞超聲消融后接種大鼠皮下癌生長曲線表2Walker-256癌細(xì)胞經(jīng)消融作用后門靜脈灌注

致肝內(nèi)轉(zhuǎn)移及生存期組別腫瘤發(fā)生率(%)3周前自然死亡率(%)對照組100（7/7）*△85（6/7）△消3'組57（4/7）*57（4/7）*消7'組28（2/7）△14（1/7）*△

注：*△P＜0.05討論至今國內(nèi)外已建立起了不少誘發(fā)性或移植性肝癌動物模型［3］，但還沒有肝癌門靜脈癌栓模型。我們利用我院新鮮人肝癌門靜脈癌栓建立起了急性兔門靜脈異種癌栓模型，這個模型顯然不適宜作癌栓形成及轉(zhuǎn)移機(jī)制的研究，但對用新技術(shù)處理的急性治療觀察，我們認(rèn)為還是一個比較合適的替代模型，因為①該模型門靜脈癌栓的解剖結(jié)構(gòu)與人體類似；②該模型仍保留了人肝癌癌栓的特性，治療上有可比性；③其生存期一般只有1～2h，容易觀察到治療效果；④手術(shù)操作不很難。本實驗我們用超聲消融（42kHz,0.22W,3～5min）消融該模型門靜脈癌栓，發(fā)現(xiàn)門靜脈通暢度由0達(dá)到近100%，門靜脈壓力由23cmH2O降至14cmH2O,且動物存活時間由1.8h延長至8h左右，一者說明該模型已較好地反映出體內(nèi)超聲治療的效果，為臨床實踐提供了實驗依據(jù)；二者也說明了超聲消融術(shù)體內(nèi)消融癌栓的有效性。

早在70年代，已有學(xué)者注意到低頻高強(qiáng)度超聲波作用于癌細(xì)胞，能引起顯著的細(xì)胞生物效應(yīng)，如改變細(xì)胞膜的通透性，引起細(xì)胞形態(tài)和功能變化，DNA斷裂、染色體畸變、細(xì)胞融解等［4,5］。而且研究證實，

這些細(xì)胞生物效應(yīng)產(chǎn)生的直接原因是超聲的空化機(jī)制，而非超聲的熱效應(yīng)。所謂超聲的空化效應(yīng)是指當(dāng)聲強(qiáng)足夠大時，聲壓幅度值很大，正負(fù)交替出現(xiàn)，在負(fù)壓區(qū)間，作用于物質(zhì)微粒之間的拉力會把組織撕破，造成空腔。而在聲波下半周期微粒間作用著正壓力，把形成的空腔緊壓而使之崩潰［6］。在本實驗中，我們發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞懸浮液經(jīng)超聲消融后，實際上已變?yōu)?部分成分，其一為溶解細(xì)胞，這部分細(xì)胞約占70%，另一部分為受傷細(xì)胞，約占20%，還有一部分細(xì)胞為活細(xì)胞，約占10%。溶解細(xì)胞是超聲消融直接作用的結(jié)果，功率越大，溶解細(xì)胞效率也越高，本實驗發(fā)現(xiàn)消融（0.22W，5min）后溶解細(xì)胞可達(dá)60%～75%，說明超聲消融可有效地殺死大部分癌細(xì)胞。受傷細(xì)胞是指超聲作用受傷后延遲死亡的細(xì)胞，本實驗可以看到這些細(xì)胞大部分在24h內(nèi)死亡，因而大部分不會致播散轉(zhuǎn)移可能。未受傷細(xì)胞只占少數(shù)，但它有復(fù)活再生的能力。本實驗中的集落生成試驗和體內(nèi)癌生長試驗，證明殘存的未受傷細(xì)胞，具有繁殖和種植的能力，但是這些細(xì)胞的生長明顯延緩。從這些實驗結(jié)果可以看出，超聲消融術(shù)對癌細(xì)胞具有強(qiáng)大的殺傷力，但為了排除超聲消融術(shù)后癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移，以徹底殺死癌細(xì)胞，還須配合其他治療（如化學(xué)藥物治療、放射治療或免疫治療）來達(dá)到理想的治療療效?！龌痦椖浚罕菊n題受中國國家博士后基金中博基〔1997〕7號二等資助金資助，該論文獲第四屆全國普外科中青年醫(yī)師學(xué)術(shù)交流會優(yōu)秀論文一等獎

作者單位：程樹群（200438上海市，第二軍醫(yī)大學(xué)東方肝膽外科醫(yī)院）

吳孟超（200438上海市，第二軍醫(yī)大學(xué)東方肝膽外科醫(yī)院）

崔貞福（200438上海市，第二軍醫(yī)大學(xué)東方肝膽外科醫(yī)院）

曹惠芳（200438上海市，第二軍醫(yī)大學(xué)東方肝膽外科醫(yī)院）

錢德初（上海交通大學(xué)生物醫(yī)學(xué)超聲研究室）參考文獻(xiàn)：［1］SiegelRJ,GainesFP,CrewJR,etal.Clinicaltrialofpercutaneousperipheralultrasoundangioplasty.JAmCollCardiol,1993,22:480-488.

［2］ArianiM,FishbeinMC,ChaeJS,etal.Dissolutionofperipheralarterialthrombibyultrasound.Circulation,1991,84:1680-1688.

［3］許良中，徐元鼎.腫瘤的實驗研究.見：湯釗猷，主編.現(xiàn)代腫瘤學(xué).上海：上海醫(yī)科大學(xué)出版社，1994.168-172.

［4］SacksPG,MillerMW,SutherlandRM.Responseofmulticellspheroidsto1-MHzultrasonicirradiation:cavitation-relateddamage.RadiationRes,1983