診斷超聲激勵微泡空化增強胰腺癌血流灌注的臨床研究

鄧晴玥 董小小 韓 峰 林慶光 云 苗 李安華 劉 政

胰腺癌是一種惡性程度高、預后極差的消化系統腫瘤，患者5 年生存率不足8%［1］。目前，化療是無法進行手術切除的局部晚期或合并遠處轉移的胰腺癌患者的主要治療手段，然而胰腺癌的化療面臨著化療抵抗的挑戰，也是影響胰腺癌化療效果的主要因素［2-3］。近年來，大量研究［4-7］表明胰腺癌乏氧、乏血供的微環境是造成其化療抵抗的重要因素。因此如何改善胰腺癌乏氧、乏血供的腫瘤微環境成為臨床亟待解決的問題。本課題組前期實驗［8-9］采用診斷超聲激勵微泡空化治療動物腫瘤，研究發現低強度、低聲壓超聲激勵微泡空化可明顯增加腫瘤內部血流灌注，不僅提高腫瘤局部的化療釋藥，而且可能改善腫瘤乏血供微環境，為逆轉胰腺癌化療抵抗提供了新思路?；诖?，本研究對臨床胰腺癌患者實施了低強度超聲治療，探討診斷超聲激勵微泡空化對胰腺癌血流灌注的影響。

資料與方法

一、研究對象

選取2018 年7 月至2021 年3 月在中山大學腫瘤防治中心經病理組織學或細胞學證實的胰腺癌患者21 例。納入標準：①經病理組織學或細胞學證實為無法手術切除的胰腺癌局部晚期（Ⅲ期）伴或不伴遠處轉移（Ⅳ期）患者，轉移灶數量不限；②腫瘤學評估（超聲、CT 或MRI）有可測量和可評價的腫瘤病灶；③預計生存期3 個月以上；④體力狀況（PS）評分0～1 分。本研究經中山大學腫瘤防治中心倫理委員會批準（C2018-004-01），所有患者均簽署知情同意書。

二、儀器與方法

1.儀器及試劑：使用飛依諾Vinno 70 彩色多普勒超聲診斷儀，S1-8C 凸陣探頭，頻率4.5 MHz；配備Vflash 模塊，即微泡空化調控組件，在二次諧波造影成像模式下對電子相控陣電路調節，從而可對聲波頻率、脈沖重復頻率、脈沖寬度及脈沖時間等參數進行人為設定，同時配備自適應可變焦域技術，可將超聲能量相對聚焦于設置的感興趣區內。超聲造影及空化治療過程中使用的造影劑均為SonoVue?（意大利博萊科公司），微泡平均粒徑約2～4 μm，濃度約1×108/ml。

2.診斷超聲激勵微泡空化治療程序

（1）治療時機：于每次臨床靜脈滴注化療藥物（白蛋白紫杉醇聯合吉西他濱方案、FOLFIRINOX 方案、白蛋白紫杉醇聯合替吉奧方案）結束后120 min 內開始治療。

（2）診斷超聲治療參數：頻率1.7 MHz，脈沖重復頻率2000 Hz，脈沖長度8.5 cycles，脈沖治療時間2 s，間隔時間1 s，空化治療時間30 min。通過聲功率調節將機械指數控制在0.25～0.35。

（3）治療程序：治療前首先對患者行常規超聲檢查，胰腺腫瘤聲窗較差時可以通過適量飲水改善。確定目標腫瘤后，將其置于影像中央，測量腫瘤大小并觀察血供情況；然后行超聲造影檢查：經肘靜脈團注配制好的造影劑混懸液2.5 ml，尾隨5.0 ml 生理鹽水沖管，固定造影切面后采集腫瘤超聲造影動態影像60 s，再動態觀察60 s。造影結束后利用造影殘余微泡介導超聲治療5 min，隨后繼續行超聲輻照25 min，每5 min 緩慢推注4.0 ml 稀釋后的微泡（1.0 ml 造影劑微泡經生理鹽水稀釋為4.0 ml）。治療過程中操作者輕微旋轉探頭，使整個腫瘤均位于感興趣區?？栈委熃Y束后，再次行超聲造影檢查，步驟及方法同前，造影切面及參數與治療前一致（圖1）。超聲治療次數與患者臨床化療周期數相同。

圖1 診斷超聲激勵微泡空化治療流程圖

（4）分析指標：使用儀器自帶的動態造影分析軟件進行圖像分析，以整個腫瘤為感興趣區，根據超聲造影時間-強度曲線獲取峰值強度（PI）及曲線下面積（AUC）。

3.臨床化療方案：①白蛋白紫杉醇聯合吉西他濱方案，具體為：于第1 天和第8 天靜脈注射吉西他濱（1000 mg/m2）和白蛋白紫杉醇（120 mg/m2），21 d 為1 個周期；②白蛋白紫杉醇聯合替吉奧方案，具體為：于第1 天靜脈注射白蛋白紫杉醇（120 mg/m2），第1～7 天口服替吉奧（60 mg）每日2 次，14 d 為1 個周期；③FOLFIRINOX 方案（甲酰四氫葉酸、氟尿嘧啶、伊立替康、奧沙利鉑），具體為：奧沙利鉑（85 mg/m2）靜脈注射2 h，甲酰四氫葉酸（400 mg/m2）靜脈注射2 h，30 min 后通過Y 型連接器加用伊立替康（180 mg/m2）靜脈注射90 min，隨后靜脈推注氟尿嘧啶（400 mg/m2），之后以2400 mg/m2持續輸注46 h，每2周1次。

三、統計學處理

應用SPSS 26.0 統計軟件，計量資料以x±s表示，兩組比較采用配對t檢驗。P＜0.05 為差異有統計學意義。

結果

本研究共納入21 例胰腺癌患者，共計進行84 次臨床化療聯合診斷超聲激勵微泡空化治療，均無造影劑過敏、胰腺炎等不良反應發生。

一、患者基本情況

21 例胰腺癌患者年齡平均（58.48±2.04）歲，其中男10 例（47.62%），女11 例（52.38%），體質量指數中位數20.29（18.35，22.40）kg/m2，腫瘤最大徑平均（43.38±2.34）mm；其中腫瘤Ⅲ期9 例（42.86%），Ⅳ期12 例（57.14%）；白蛋白紫杉醇聯合吉西他濱或聯合替吉奧方案化療13 例（61.90%），FOLFIRINOX 方案化療8 例（38.10%）；患者治療周期平均（4.00±0.30）次，隨訪時間中位數6.10（3.35，7.70）個月，截至2022 年9 月生存4例（19.05%），死亡17例（80.95%）。

二、治療前后超聲造影時間-強度曲線定量分析結果

治療后胰腺癌病灶PI、AUC分別為（110.62±2.70）dB、（4863.67±159.77）dB·s，均較治療前［（109.19±2.64）dB、（4752.76±149.53）dB·s］增加，但差異均無統計學意義（P=0.16、0.33）。見圖2，3。

圖2 診斷超聲激勵微泡空化治療胰腺癌病灶（箭頭示）前后超聲造影圖

圖3 診斷超聲激勵微泡空化治療胰腺癌前后超聲造影時間-強度曲線圖

討論

胰腺癌是目前公認惡性程度最高的腫瘤。胰腺癌腫瘤中結締組織增生活躍，造成過度纖維化而形成致密的基質環境，間質液壓高，嚴重影響了化療藥物滲透［10］，同時缺血、缺氧的微環境不僅為腫瘤的生長和侵襲創造了條件，也會影響藥物進入腫瘤，繼而共同對化療及其他抗腫瘤藥物產生治療抵抗［11-12］。本課題組前期實驗［13］采用診斷超聲聯合微泡增強SD 大鼠Walker-256 腫瘤的血流灌注，結果顯示超聲空化治療組腫瘤血流灌注面積增加30.6%，且持續時間長達4 h以上；該實驗還發現微泡空化產生的血流灌注增強可能由于微泡空化造成血管內皮損傷誘導的無菌性炎癥反應，產生的血管活性前列腺素可造成腫瘤血管擴張和血流加速，產生的炎癥介質C5a、LTC4 可增加血管的通透性，進而引起血管擴張。本研究在上述實驗研究的基礎上，首次采用診斷超聲激勵微泡空化技術對臨床胰腺癌患者腫瘤局部進行輻照，并采用超聲造影定量評估其對腫瘤血流灌注的增強效應。

超聲造影定量指標中，PI 反映了造影劑到達感興趣區的最大劑量，與感興趣區的平均血容量成正比；AUC 反映了一定時間內感興趣區對造影劑吸收的相對劑量［14-16］。本研究結果顯示，診斷超聲激勵微泡空化治療后PI 和AUC 均較治療前有所增加，但差異均無統計學意義，提示診斷超聲激勵微泡空化治療晚期胰腺癌患者后，腫瘤的血流灌注量有增加趨勢，但這種增加趨勢尚未顯示出統計學差異。分析原因可能為：①診斷超聲激勵微泡空化增強實體腫瘤血流灌注是近期研究發現的現象，本課題組前期實驗［17］采用低強度超聲激勵微泡空化聯合PD-L1 治療小鼠MC38 腫瘤，結果顯示治療后PI 和AUC 均較治療前持續增加，且與對照組比較差異均有統計學意義（均P＜0.05），表明診斷超聲激勵微泡空化可促使腫瘤血流灌注明顯增強，且腫瘤血液灌注增加主要是由于血管正?；把苁鎻堃鸬?，而非血管生成。前期動物實驗［1］中的腫瘤均為同一批次細胞株移植，異質性小，聲窗好且一致，而臨床胰腺癌個體差異大，治療聲窗也相對較差，同時胰腺癌過度纖維化的致密微環境使腫瘤內組織間壓較高［18］，診斷超聲激勵微泡空化后血管擴張不明顯。本研究臨床診斷超聲激勵微泡空化治療中采用了與之相同的超聲治療參數，因此超聲增強效應并未達到實驗研究同樣的程度。上述原因均可能導致診斷超聲激勵微泡空化治療前后腫瘤血流灌注比較差異無統計學意義。后續研究將進一步擴大臨床樣本量，并在腫瘤空化治療過程中加入超聲空化成像，對治療過程中的空化現象進行實時監控和量化分析，以確保良好的空化條件［19-20］。②本研究納入的研究對象均為晚期胰腺癌患者，腫瘤最大徑平均（43.38±2.34）mm，中心部多有不同程度的缺血壞死。診斷超聲激勵微泡空化增強血流灌注的機制在于聲孔效應對血管壁產生的機械性“打孔損傷”，使得腫瘤微血管通透性增加［21-22］。其治療的靶目標是腫瘤微血管，對于腫瘤內部無微血管的壞死區，空化治療則無法發揮其作用。此外，受儀器造影定量分析軟件感興趣區勾畫限制，本研究僅以整個腫瘤區域為感興趣區進行分析，無法剔除中心部的無增強區域，這也可能是診斷超聲激勵微泡空化治療前后腫瘤血流灌注比較差異無統計學意義的另一原因。本研究對胰腺癌組織的過度纖維化情況仍采用與前期實驗研究相同的診斷超聲治療參數，可能導致臨床試驗中腫瘤治療強度未達到理想的程度。后續研究可適度增加機械指數，觀察其對纖維化的胰腺癌組織有無更強的血流增強作用。

綜上所述，診斷超聲激勵微泡空化可能會增加胰腺癌的血流灌注量，有望改善胰腺癌因乏氧、乏血供導致的化療抵抗問題。上述可能的原因分析為今后臨床研究設計提供了思路，通過相應的調整與完善，有望顯著增加診斷超聲激勵微泡空化對胰腺癌的血流灌注量，從而增加腫瘤局部化療藥物濃度，并改善胰腺癌因乏氧、乏血供導致的化療抵抗問題，從而使臨床胰腺癌空化治療效果有所提升。