不同劑量高強度聚焦超聲輻照兔肝VX2移植瘤的病理學觀察歐霞;鄒建中;張奕;王琦;廖曉崗【摘要】目的觀察不同劑量高強度聚焦超聲(HIFU)對兔肝VX2移植瘤形態和超微結構的影響.方法通過光鏡、電鏡觀察VX2兔肝移植瘤受不同劑量高強度聚焦超聲輻照后即刻、72h時靶區的病理學特點.結果不同劑量HIFU輻照后即刻,瘤細胞大致有6凝固性壞死和裂解壞死;72h2180WHIFUofoutcomeswereobserved:Celltendedtobenormal,orfurtherdissolvedandabsorbed.ConclusionThebestdoseofone-timeHIFUradiationis180W,andthedosecombinationmaybeabetterchoiceofcancertreatment.【期刊名稱】《中國介入影像與治療學》【年(卷),期】2011(008)002【總頁數】5頁(P132-136)【關鍵詞】高強度聚焦超聲消融術;病理學;劑量組合【作者】歐霞;鄒建中;張奕;王琦;廖曉崗【作者單位】重慶醫科大學生物醫學工程系,省部共建超聲醫學工程國家重點實驗室,超聲醫學工程重慶市市級重點實驗室,重慶,400016;重慶醫科大學生物醫學工程系,省部共建超聲醫學工程國家重點實驗室,超聲醫學工程重慶市市級重點實驗室,重慶,400016;重慶醫科大學附屬第一醫院超聲科,重慶,400016;重慶醫科大學生物醫學工程系,省部共建超聲醫學工程國家重點實驗室,超聲醫學工程重慶市市級重點實驗室,重慶,400016;重慶醫科大學生命科學研究院,重慶,400016【正文語種】中文【中圖分類】R-332;R454.3高強度聚焦超聲(highintensityfocusedultrasound,HIFU)是一種無創性局部治療腫瘤的新技術[1-5],近年來國內外研究尤為關注其量效關系。然而,針對從低劑量HIFUHIFUVX2行探討。材料與方法VX2501.5～2.0kg,2～3;VX21Funbanski進,重慶醫科大學超聲醫學研究所提供)。術前1天禁飼不禁水,術前12hVX2透明組織,切成1mm3大小的瘤塊待用。開腹暴露擬行接種的兔肝,取1粒瘤塊將其包埋于肝右中葉,清創、關腹,依次縫合切口。JC200(HIFU)技術有限公司生產,1.03MHz159mm,焦點處聲強最高為19894.38W/cm2];Olympus-Bx40Hitachi-750050VX2510201.8～2.0cm(60W、100W、140W、180W、220W15min(0.6～0.8ml/HIFUB5mm3mm/s,4mm3mm72h10%甲醛溶液固定,HE1mm32.5%戊二醛于4℃下固定后,制成超薄切片,電子顯微鏡下觀察。先用低倍視野全面觀察,后以同一4表15組不同劑量輻照后即刻病理變化比較注：A～F分別代表相應病理改變?結果6306形式A：光鏡：瘤細胞呈團片狀,形態不規則,核大深染,可見核分裂象。電鏡：瘤細胞呈多形性,見分裂象,核膜清楚,染色質豐富、顆粒粗大,核仁較清晰。B：漿內線粒體輕度腫脹、內質網擴張,空泡形成,細胞核正常。形式C：光鏡：細胞氣球樣改變,細胞核稍大,染色質邊集(圖1A)。電鏡：細胞間隙增寬,胞漿內大量線粒體高度腫脹,內質網腫脹擴張,異染色質密集于核被膜鄰近,核中心電子密度低。D：光鏡：細胞體積變小,胞漿致密,嗜酸性增加,染色質濃集呈深藍色球狀或塊1A)。電鏡：細胞皺縮,細胞器相互靠近,核致密形成大小不2A)。形式E：光鏡：瘤細胞胞體內大小不等的空泡融合,核凝聚、核固縮,有退變性圈狀核仁;紅細胞大量溢出。電鏡：細胞膜不連續,胞漿內空泡融合,髓鞘樣物質形成,核固縮、染色質邊集,核內出現絮狀結構(圖2B)。形式F細胞膜破裂或溶解,細胞器逸出,核被膜斷裂,核仁破壞,裸核形成不同劑量輻照后即刻1。72h72h42032)：表25組不同劑量輻照72h后病理變化比較注：G～I分別代表相應病理改變輻照劑量標本數(個)靶區細胞變化程度[標本數(個)]GHI60W4+++(4)-(4)-(4)100W4+++(2)/+(2)-(4)++(2)140W4-(4)++(1)+++(3)/+(1)180W4-(4)+++(2)/++(2)+(2)220W4-(4)+++(1)/+(1)+++(2)/++(1)形式G：光鏡：瘤細胞形態大致正常,輕度腫脹,可見空泡,胞間散在少量中性粒細胞、紅細胞。電鏡：瘤細胞線粒體輕度腫脹,細胞膜、核被膜連續性完整,染色質緊密纏繞,分布于核中央。形式H：光鏡：大部分細胞結構消失、相互融合成均質紅染片狀物,少量中性粒細胞浸潤(圖1B)。電鏡：細胞膜及細胞核膜斷裂、溶解,細胞融合成片,細胞器消失,核內大小不等顆粒及鈣鹽沉積(圖2C)。形式I：光鏡：瘤細胞氣球樣空泡變性、液化性壞死,或見篩網狀結構,大量中性粒細胞浸潤(圖1C)。電鏡：細胞結構完全消失,僅見不連續的膜網狀結構。討論VX2ShopeVX220HIFUHIFUpH斷裂等,致空化泡形成,組織撕裂;強沖擊波、自由基等物理效應及聲化學效應可造成細胞損傷。HIFU6A.細胞生長旺盛、B.可逆性損傷、C.不可逆性損傷改變、D.變性壞死、E.凝固性壞F.3100W180W,出現凝固性壞死伴變性壞死;進一步加大劑量,瘤細胞主要變化為裂解壞死,且聲強越高,裂解性壞死越明顯,這與高聲強時瞬態空化占主導地位相一致,但部分學者[9]認為裂解壞死瞬間的爆發作用對組織產生極大破壞,可導致靶組織大出血和臟器穿孔。以上結果提示,低聲強輻照能促進細胞生長或僅致可逆性損傷;中強度超聲波主要引起細胞變性壞死;高聲強時則以凝固性壞死及裂解壞死為主要表現,考慮到安全性,在臨床上應盡量避免后72hH、I)。140～180W180WHIFU研究[10]表明,超聲監控下灰度變化不明顯時也可出現凝固性壞死。臨床工作中,部分醫療者完全依賴超聲聲圖像變化,追求大劑量方案,重復輻照,使治療劑量和時間增加,風險也隨之上升。本實驗與以往一次性治療不同,采用一次性輻照(只掃描一遍),觀察可能為最短治療時間情況下靶區的病理學變化。從本實驗結果看,輻照能量與病理變化間雖無線性關系,但每種劑量下均存在主導的變化特征,而最終結果卻有相似歸途;提示可利用此特點進行劑量組合及分次治療,其效率不一定降低,而安全性將有所提高。近年來,腫瘤放射治療的方式、劑量優化及放射生物科學研究發展迅速,已是一種成熟的臨床治療手段[11-13],生物等效劑量(biologicalequralentdose,BED)、超分割(hyperfraction,HF)、低速超分割(acceleratedhyperfraction,AF)等技術的應用,可能與HIFU的劑量組合及分次治療有異曲同工之妙。這些技術利用正常細胞和腫瘤細胞的“受量耐受性差”作為治療根據,達到物理劑量及所對應的生物學效應有差異的目的,使腫瘤細胞死亡,而正常細胞基本恢復。本實驗以不同劑量HIFU輻照后,病理學證實靶組織發生不同程度的結構、質地、功能狀態等改變,也會增加輻照前后靶區聲環境的“受量耐受性差”,使超聲再次輻照時聲衰減明顯,聲能沉積加速。劑量組合及分次治療可能成為更理想的HIFU治療方案,但最佳劑量組合及機制仍有待進一步探討。1輻照后組織學變化A.細胞氣球樣變,染色質邊集(黑箭),細胞體積變小,胞漿致密,核呈塊狀(白箭);B.細胞凝固性壞死后相互融合成紅染片狀;C.液化性壞死,中性粒細胞浸潤(HE,×400)2A.凋亡細胞(×12000);B(箭),染色質邊集及絮狀物沉淀(×12000);C.細胞器消失,鈣鹽沉積(箭)(×5000)[參考文獻]BlanaA,MuratF,WaterB,etal.Firstanalysisofthelong-termresultswithtransrectalHIFUinpatientswithlocalizedprostatecancer.EurUrol,2008,53(6)：1194-1201.WuF,WangZB,CaoYD,etal.Expressionoftumorantigensandheat-shockprotein70inbreastcancercellsafterhigh-intensityfocusedultrasoundablation.AnnSurgOncol,2007,14(3)：1237-1242.FruehaufJH,BackW,EiermannA,etal.High-intensityfocusedultrasoundforthetargeteddestructionofuterinetissues：experiencesfromapilotstudyusingamobileHIFUunit.ArchGynecolObstet,2008,227(2)：143-150.術,2010,26(5)：43-45.的影響.中國介入影像與治療學,2010,7(3)：309-312.DunneAA,PlehnS,SchnlzS,etal.LymphnodetopographyoftheheadandneckinNewZealandwhiterabbits.LabAnim,2003,37(1)：37-43.RaiR,RichardsonC,FlecknellP,etal.Studyofapoptosisandheatshockprotein(HSP)expressioninhepatocytesfollowingradiofrequencyablation.JSurgRes,2005,129(1)：147-151.AshushH,RozenszajnLA,BlassM,etal.Apoptosisinductionofhumanmyeloidleukemiccellsbyultrasoundexposure.CancerRes,2000,60(4)：1014-1020.學雜志,2003,19(7)：485-487.死現象的研究.臨床超聲醫學雜志,2008,10,(9)：581-583.ShafferR,VollansE,VellaniR,etal.AradiotherapyplanningstudyofRapidArc,intensitymodulatedradiotherapy,three-dimensionalconformalradiotherapy,andparallelopposedbeamsinthetreatmentofpediatricr