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【摘要】 目前，国内外关于陡脉冲不可逆性电击穿的研究正热。妇科肿瘤是女性生殖系统常见病，治疗方法各异又都有其适用范围。本文从陡脉冲不可逆性电击穿疗法的来源及研究现状、作用机制、影像学监测、在妇科肿瘤中的研究、独特优点等几方面进行总结，深入探讨陡脉冲不可逆性电击穿疗法及其在妇科肿瘤中的研究。
【关键词】 陡脉冲不可逆性电击穿 妇科肿瘤
妇科肿瘤是女性生殖系统常见病、多发病，严重威胁女性健康。其传统治疗方法，如手术、放疗、化疗法虽都有一定发展，但受其适应证、禁忌证和不良反应等因素限制。近年来，一种新型的治疗方法-陡脉冲不可逆性电击穿疗法正在成为肿瘤治疗的研究热点。本文就其法本身及在妇科肿瘤方面的研究作一综述。
1 陡脉冲不可逆性电击穿疗法的来源及研究现状
1.1 陡脉冲不可逆性电击穿疗法的来源 陡脉冲不可逆性电击穿被发现的最早时间可能要追溯到17世纪50年代，此后又有多位学者对其特性进行了研究。1961年，Doevenspeck［1］将陡脉冲不可逆性电击穿用于工业消毒及预处理。1967年，Sale等［2］首次提出电场会导致细胞死亡或减少。随后美国MIT 学者 Weaver等［3］发现了电穿孔效应。产生电穿孔后，细胞膜的渗透性极大地增强，有利于细胞吸收药物分子、基因物质、蛋白质、其他大分子等，而对细胞核等膜内细胞器没有任何影响。根据这个特点，日本学者创立了电化学疗法［4］。目前电穿孔疗法已在Ⅰ、Ⅱ期临床试验中取得了显著效果。此外它还可用于肿瘤的基因疗法、分子生物学上的DNA 电转染、促进细胞电融合等。
在电穿孔疗法主宰的30年间，陡脉冲不可逆性电击穿因会导致细胞死亡而仅仅作为可逆性电穿孔的治疗不良反应及作用剂量上限被认识。但近些年来，学者们将陡脉冲不可逆性电击穿作为一种单独治疗手段进行研究。若可行，这种治疗不需注入药物或其他物质，即可达到杀死肿瘤细胞的目的。此法简单，也免去了患者的化疗痛苦及不良反应，因此具有巨大的临床潜力。
1.2 陡脉冲不可逆性电击穿疗法的研究现状 目前，陡脉冲不可逆性电击穿以其独特的生物电效应及在肿瘤治疗等领域展示出的良好前景在国际上掀起了一股研究热潮。国外正加紧开展其在肿瘤治疗领域的实验和临床应用研究。Miller等通过对细胞［5］、小动物模型［6］、大动物肝脏［7］及心脏模型［8］的研究中发现，陡脉冲不可逆性电击穿能作为一种单用手段，引起组织消融。Onik等［9］将陡脉冲不可逆性电击穿治疗犬前列腺组织后观察到：治疗区与非治疗区之间有一明显狭小的分界线，更重要的是治疗区的某些结构，如输尿管、大血管、神经、直肠等并不受影响。
国内以孙才新院士为首的重庆大学及重庆医科大学课题组，对陡脉冲治疗进行了一系列研究。李大强等［10］将陡脉冲作用于20例新鲜离体肿瘤组织，肿瘤包括卵巢癌、乳腺癌、胃癌、直肠癌、横结肠癌、膀胱癌。不同类型肿瘤分别施以不同参数后，证实了陡脉冲治疗上述肿瘤的有效性。喻金梅［11］、凌晓娟［12］、李成祥等［13］对肝脏组织的研究中发现，坏死区面积随着脉冲参数的变化而变化，呈明显的量效关系。并且，坏死轮廓与电场分布仿真图基本吻合。董晓静等［14］通过比较陡脉冲治疗前后荷瘤兔的肝肾功能、血图、ECG的变化，证实了陡脉冲治疗的安全性。这些研究为实验的深入开展奠定了良好的基础。
2 作用机制
关于陡脉冲不可逆性电击穿机制的研究，主要有以下几点。
2.1 不可逆性电穿孔效应 对于生物膜的结构，普遍认为：生物膜是镶嵌着蛋白质的脂质双分子层结构。姚成果等［15］从细胞的物质结构阐述为：在很强的电场力作用下，细胞膜和核膜会产生电穿孔，周期性的陡脉冲使微孔难以愈合。其结果是有可能引起微孔量滚雪球似的增加，对细胞膜和核膜的膜结构造成不可恢复性破坏。光镜、电镜的观察结果充分证实了这种预测。
2.2 凋亡效应 早前，Karl等［16］研究指出，不可逆性电击穿能通过下调Bcl-2/Bax表达的比值，造成细胞器内促凋亡因子的释放，诱导细胞凋亡。近来，唐均英等［17］观察到，陡脉冲作用后细胞内钙离子浓度增高，细胞发生凋亡，并用透射电镜观察到了典型的凋亡细胞形态。
2.3 抗血管生成及淋巴转移效应 一般来讲，肿瘤组织血供丰富，转移方式主要有局部浸润、血行转移及淋巴转移。罗小东等［18］观察到陡脉冲处理后肿瘤组织体积减小，血管内皮生长因子、微血管密度的表达均降低。李均等［19］用美蓝灌注后发现，陡脉冲作用后的癌组织边缘模糊，无线样或环状的淋巴管，双重染色靶区内未见任何呈阳性反应淋巴管，仅见毛细淋巴管碎片样结构。这些实验暗示了陡脉冲的抗血管及淋巴转移效应。
2.4 免疫效应 研究表明，免疫功能低下者容易引起恶性肿瘤，同时肿瘤细胞可诱导产生免疫抑制因子，从而降低机体的免疫功能。米彦等［20］的一项对陡脉冲治疗后荷瘤大鼠免疫功能影响的实验中发现：陡脉冲电场能增加T淋巴细胞、NK细胞的免疫活性、增强巨噬细胞分泌TNF-α的能力从而导致荷瘤机体细胞免疫功能增强。
3 影像学监测在治疗中的作用
通常超声、CT、MRI在深部肿瘤的局部治疗中能起到引导、定位、监测等作用。而超声因使用方便、价格经济而被广泛应用。在多种物理治疗，如射频消融、微波固化的操作中，都选择其作为引导定位工具。而HIFU更是将聚焦超声作为一种治疗手段来应用。就陡脉冲不可逆性电击穿而言，Lee等［21］已运用超声成功地实施了经皮电极针定位及实时监测等问题。为今后的临床治疗提供了借鉴与经验。
4 陡脉冲不可逆性电击穿疗法在妇科肿瘤中的研究
4.1 卵巢肿瘤 卵巢组织复杂，肿瘤类型居各脏器之首，因位置较深不易扪及，发现时已多属晚期。治疗以手术、化疗、放疗为主，但病死率仍极高。吴晓娟等［22］用场强8.5～12.5 kV/cm脉宽100 ns的陡脉冲作用于卵巢癌SKOV3细胞，结果表明：一定场强的纳秒级陡脉冲能抑制卵巢SKOV3细胞的生长及诱导其凋亡。胡娅等［23］用陡脉冲作用于体外培养的人卵巢癌细胞发现，陡脉冲通过急慢性损伤效应不仅能改变人卵巢癌细胞正常的生物学性状，而且通过其电解作用又改变了肿瘤细胞正常生存环境，最终导致肿瘤细胞死亡。
4.2 宫颈癌 宫颈癌是妇科最常见的恶性肿瘤。近40年来，由于普遍开展的宫颈脱落细胞学检查，宫颈癌的病死率及死亡率不断下降。手术为其主要治疗方式，但研究者们同时也在寻求一种能同时提高患者生活质量的治疗方法。胡娅等［24］用陡脉冲作用于小鼠U14宫颈癌皮下移植瘤模型的研究中发现：实验组在治疗后即刻，光镜下观察电极针阳极区有大片均质红染区，细胞结构模糊不清，呈凝固性坏死；阴极区细胞轮廊尚清楚，形态变化不明显。治疗后18天，肿瘤见大片坏死区，呈核固缩、碎裂、溶解等征象。部分切片见残留癌细胞。治疗后7天，对照组和实验组体积生长即可呈现出差异，治疗后15天，实验组体积抑瘤率为54.85%。
卵巢肿瘤及宫颈癌同属女性生殖系统常见恶性肿瘤，目前，用陡脉冲不可逆性电击穿治疗的研究报道虽还不多见，但都揭示了其治疗的有效性。此外，陡脉冲不可逆性电击穿治疗另外一些妇科肿瘤，如外阴癌、子宫内膜癌的研究尚未有报道，但相信在不久的将来，会在此有所突破。
5 陡脉冲不可逆性电击穿疗法的独特之处
5.1 作用时间变短 相对于其他治疗方法，陡脉冲不可逆性电击穿的作用时间仅为10 min或者更短，极大地的节省了治疗时间，同时也为不能耐受长时间手术的患者带来了治疗可能。
5.2 操作相对简单 仅需将电极针插入相应部位，施以一定参数即可治疗。
5.3 可能适用于免疫抑制患者 Al-Sakere等［25］的一项关于肿瘤治疗区域免疫反应的研究表明，陡脉冲治疗后，作用区免疫因子并不增加，这意味着陡脉冲不可逆性电击穿可能同样适用于免疫抑制患者。
5.4 非热效应 与射频、HIFU等传统局部治疗手段不同，研究发现陡脉冲治疗中并不产生热效应，即热能并不是杀死肿瘤细胞的主要机制。因此，相对于热疗法中由于大血管带走热量而使其周围肿瘤治疗效果不佳的问题，陡脉冲不可逆性电击穿疗法有望给予解决。
6 展望
陡脉冲不可逆性电击穿疗法是一种新的肿瘤潜在治疗手段，其操作简单、作用时间短，便于推广应用，因此该疗法在肿瘤包括妇科肿瘤治疗领域的前景必将吸引大量科研工作者的关注。作为一种新的治癌方法，陡脉冲不可逆性电击穿法仍须进一步解决治疗仪的选择、电参数的剂量、疗效评价标准、远期效果观察等问题。
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25 Al-Sakere B，Bernat C，Andre F，et al.A study of the immunological response to tumor ablation with irreversible electroporation.Technology in Cancer Research and Treatement，2007，6:301-306.
（编辑：丁 平）
作者单位：400030 重庆，重庆医科大学附属第二医院妇产科