i粒子植入治疗非小细胞肺癌的研究进展

i粒子植入治疗非小细胞肺癌的研究进展

辐射颗粒的种植是指根据治疗计划将辐射颗粒移植到肿瘤部位。这种方法已经使用了100多年，最初用于治疗前列腺老人，然后用于胰腺、肺癌、颅内肿瘤和肺癌。微创方法将放射性粒子永久性植入肿瘤内部以治疗肿瘤是近20年发展起来的新技术,尤其是新型、低能、安全、易防护的放射性核素125I粒子研制成功、超声和CT影像学技术的进展及计算机三维治疗计划系统(Treatmentplanningsystem,TPS)出现,使放射性粒子近距离治疗肿瘤显示生命力。经多年应用研究,用125I粒子治疗前列腺癌技术已相当成熟,得到普及和推广,但在其他肿瘤治疗方面还处于研究阶段。近年来,125I放射性粒子在我国研制成功,已逐步应用于肺癌等肿瘤的治疗中。现将125I粒子的有关特性及在非小细胞肺癌(NSCLC)治疗方面的应用综述如下。112了战国时期的肿瘤治疗125I是人工同位素,生产过程是利用热中子照射丰度较高的氙气-124Xe,生产放射性125I。125I衰变过程中7%以电子俘获方式转变成125Te激发态,同时释放35.5keV(千电子伏特)的γ射线回到基态,93%的能量发生内转换释放X射线和电子线。125I的半衰期为60.2d,半衰期较长,保存期相对较长,便于运输,利于临床应用。125I粒子是一种极为先进的微型密封放射源,将125I封焊于钛金属壳内,制成约0.8mm×5mm的“籽源”(seed),可以直接植入到肿瘤组织局部进行治疗。125I粒子肿瘤内植入治疗NSCLC的机制是:种植在肿瘤组织间的放射性125I粒子释放低剂量的γ射线,γ射线使DNA分子链单链断裂、双链断裂;同时,产生自由基,引起细胞损伤,持续照射肿瘤细胞,使肿瘤的氧增比减少、乏氧细胞比例减少,不断的消耗肿瘤干细胞而使肿瘤细胞死亡。125I粒子的半衰期为60.2d,在3个半衰期内能有效杀死肿瘤细胞,起到持续有效的局部放疗作用。对于永久性125I植入,Lazarescu等认为有效治疗时间(从治疗开始到杀伤肿瘤细胞速率与肿瘤细胞增殖速率相等时为止)主要与肿瘤倍增时间有关,肿瘤倍增时间较小,无效剂量(有效治疗时间以后的剂量)将增大。而Ling等的研究显示,肿瘤倍增时间在5～30d时125I的有效治疗时间由120d增至275d,而无效剂量由给予剂量的30%降至5%。从有效生物剂量和杀伤肿瘤细胞力度考虑,125I对于细胞倍增时间较长的肿瘤疗效较好,尤其是倍增时间>10d者更佳。NSCLC倍增时间为92～183d,适合永久性125I植入治疗。2其他植入领域的射线永久性植入粒子125I,大小为0.8mm×4.5mm,包壳为钛合金,半衰期60.2d。放射性粒子植入需要严格的剂量学保证,应用TPS是惟一的手段,所有患者均应采用TPS在植入术前计算布源,在植入术后验证实际植入粒子数量、位置,植入的粒子发出重叠的γ射线能量是否有效覆盖肿瘤全部以及与肿瘤边缘接壤的亚肿瘤区域、产生有效的治疗作用并避免损伤周围敏感组织器官。如B超、CT、纤维支气管镜、胸腔镜等。如粒子引导系统、装载设备、植入针、固定架等。125I衰变产生的γ射线穿透力较弱,在铅和组织中的半价层分别为0.025mm和17mm,因此lmm厚的铅防护(防护服、防护镜等)即可阻挡绝大部分的125I所产生的γ射线。再者,由于其γ射线的能量仅35.5keV,故在植入过程中医务工作者的安全性大大提高;对于接受治疗的患者,在植入后无需采取特殊的防护措施,也不会给周围环境和人员带来放射性污染。312放射性粒子植入法植入粒子后的剂量分布,按放射源的距离平方呈反比方式下降,源表面的剂量最高,随距离的增加剂量迅速下降,但梯度逐渐减缓。放射性粒子植入应按照巴黎系统原则,应直线排列,相互平行,各放射源(粒子)之间应为等距离,放射源应与过中心点的平面垂直。其临床剂量与肿瘤之间的计算公式进行过多次修改。目前,治疗计划的制定实现了计算机化,只要输入定位图像,TPS将自动完成设计。4125i嵌入式治疗在slc中的应用4.11肿瘤的部位和大小①肺功能储备较差,所需切除的肺组织超过了患者的耐受;②病变在肺门,并侵润周围大血管,无法安全手术切除;③病变扩展至纵隔、气管、食管、主动脉、上腔静脉或心包;④肿瘤侵犯胸壁或脊椎,无法彻底手术切除;⑤肿瘤<5cm,肿瘤的大小直接影响肿瘤的局控率,肿瘤越大局控率越低;⑥肿瘤>5cm,可与氩氦刀、微波刀及化疗粒子等多种方法联合应用。4.21手术方法的选择放射性粒子植入方法的选择取决于肿瘤的生长部位及术后残余肿瘤组织的体积。早期放射性粒子植入与外科手术联合使用治疗胸部肿瘤,Hilaris等在1977～1980年间治疗Ⅲ期、有纵隔淋巴结转移的肺癌患者,应用外科手术、术中放射性粒子种植近距离放疗和术后外照射的联合治疗,将局部控制率从63%提高到76%,中位生存期为26个月,2年生存率为51%。随粒子组织间种植的植入设备、术中监控和导航设备的不断现代化,植入方法也不断地被丰富。应用的方法有CT定位下经皮穿刺125I粒子植入术;支气管镜下125I粒子植入术;胸腔镜辅助小切口125I粒子植入术;手术切除肿瘤后在瘤床种植125I粒子术及未完整切除肿瘤在残存的瘤体上种植125I粒子术;B超引导经皮植入术等方法。4.2.1材料植入方法①穿刺植入法:常规开胸术中植入粒子适用于心肺功能较差等原因不能耐受肺叶或全肺切除的肺癌患者、病变侵犯重要器官无法手术切除者及术中癌残留及N2淋巴结转移的病例。开胸探查后,如果病灶能切除,先作姑息性切除,切除后在肿瘤内置入单排125I粒子;如果肿瘤不能切除,根据肿瘤病灶的大小确定所需植入粒子的数量,将125I粒子总量呈立体型置入病灶内。Lee等对33例不能耐受肺叶或全肺切除而作局限性切除的肺癌患者进行了125I植入组织间内照射,结果全组5年生存率为47%,T1N0和T2N0组5年生存率分别为67%和39%,认为对局限性切除的肺癌患者进行125I植入组织间内照射辅助治疗可减少复发、延长生存率。②明胶海绵块植入法:先将粒子按处方剂量植入一块与靶面积大小相等的明胶海绵内,然后在表面再盖一块明胶海绵,置入或贴附到瘤床。柴树德等对5例NSCLC患者用明胶海绵块瘤床植入法治疗,2年内未见复发。4.2.2手术方法2:纳米金属球固定,ct扫描线上线下植入根据患者肿瘤生长部位选择不同体位,在CT以1cm层厚扫描后选择肿瘤处于肋间隙之平面作为穿刺植入平面,同时测量进针位置和进针深度。常规消毒、局麻后,距肿瘤中心最近的皮肤表面之处放置植入模板,模板通道尽量与肋骨平行,外用手术膜固定。以肿瘤中心为试穿点,CT扫描试穿满意后,以此点为基准,在此平面每间隔1cm进植入针,深度为穿过肿瘤中心距边缘1cm。CT再次扫描确定准确位置后,根据术前计划系统,用植入枪每1～1.5cm3肿瘤植入1个125I粒子。术后常规扫描植入层面,观察粒子排布有无遗漏及有无气血胸等并发症。胡建林报道了20例周围型肺癌患者,在模拟定位机或CT定位下,通过穿刺针将125I粒子植入到肺癌病灶内,通过影像学检查观察疗效,并观察其并发症。结果20例患者观察2个月以上者18例,近期有效率(完全缓解率+部分缓解率)高达94.4%(17/18)。柴树德等在2002～2003年于CT引导下治疗了53例NSCLC患者,1年生存率为95%。4.2.3纤维支气管镜下植入粒子支气管镜直视下125I粒子植入术是为了治疗无法手术切除的大气管内肿瘤以及解除大气管内肿瘤所致的气道堵塞和阻塞性肺炎等临床症状。植入方法:根据术前CT显示的肿物大小,经TPS确定植入粒子总数。常规鼻腔和气管黏膜麻醉后,常规导入纤维支气管镜至肿瘤部位,用导管抵住肿瘤表面12点、3点、6点和9点等4个互成90°的点,用导丝刺入瘤体1.5cm作为通道,植入粒子。但由于植入角度等问题,该方法与TPS计划较难符合。邢月明在纤维支气管镜下治疗支气管阻塞性NSCLC11例,大部分患者1～2周内气管再通。柴树德等采用纤维支气管镜植入方法治疗13例,2个月内均完全或部分缓解,肺不张消失69.2%,1年生存率为84.6%。4.2.4手术方法2期肺损伤并发症期外合治疗胸腔镜辅助小切口术中植入粒子适用范围同直视下植入。在胸腔镜下,选取相应肋间作一长8～10cm左右切口,以后根据具体情况适当延长切口。暴露肺肿块后,结合CT图像对肿块大小及与血管气管关系进行评估后进行插植。肿瘤接近大血管部位,在植入过程中尽量使植入粒子与大血管最近距离保持在0.8cm以内。对于术中癌残留厚度≤1.0cm者,仅需平面植入,方法采取穿刺、缝扎或敷贴+生物胶法。对于预防性插植者,可采用缝扎法在淋巴结转移途径上进行布源。术后常规经胸腔镜插口置胸腔引流管。Chen等对用125I植入作为肺癌手术后的辅助治疗效果也进行了研究。他们选择的患者为Ⅰ期外周型NSCLC,手术采用胸腔镜肺段或楔形切除,瘤体完全被切除。认为此方法治疗效果较好,患者较易耐受,对肺功能影响较小。4.2.5带风线型呈色方法对于周围型肺癌侵犯胸壁或锁骨上淋巴结转移患者可用此法。方法简介:在B超测得的肿物体表标记范围,以间距1cm正方形矩阵图形画出方格图,以方格中每个交点为进针通道。常规消毒、局麻后,应用带导航架的B超探头先固定于肿瘤边缘,从此点开始进针,针尖穿过瘤体到距肿瘤远端边缘1cm处植入第一颗粒子,退针1cm植入第二颗粒子,直至距肿瘤近端边缘1cm处植入本通道最后一颗粒子,更换通道继续植入。王舒滨等对25例患者行B超引导下经皮穿刺植入术,术后2个月复查完全缓解率16%,部分缓解率84%。5放射性粒子引起肺栓塞的损伤125I粒子植入对晚期NSCLC近期疗效明显,并发症发生率不高,主要是血痰、气胸等,粒子移位、游走造成的肺栓塞,以及对正常组织的放射性损伤并不多见。种植在正常肺组织内的和游离至远端细小支气管内的放射性粒子主要引起肺的放射性损伤。Chen等报道,在粒子种植区周围的肺组织都出现小面积的纤维化,预防的重点是植入粒子的量化要准确,避免粒子数过多。6手术的安全性与外放疗相比,它避免了①外放疗分次短时的不足之处;②因呼吸而上下移动的胸腔内恶性肿瘤,接受放射剂量不均匀的缺陷;③因放射源强度大引起并发症明显等缺点。对Ⅰ期NSCLC楔形切除患者,术中近距离治疗与外放疗相比是一种安全有效的方法。黄青远等将52例NSCLC患者随机分成内照射组(25例)和外放疗组(27例),外放