经皮微创靶向治疗新技术--氩氦刀冷冻消融

经皮微创靶向治疗新技术——氩氦刀冷冻消融

氩氦刀是目前唯一可进行经皮微创冷冻治疗的仪器。它原理是高压氩气或氦气通过传输管进入针杆，高速通过进流管，从节流喷嘴释放，进入容积相对较大的膨胀空间，高压急剧降至常压，从而产生急速降温或升温的气体节流效应。这样做能够让肿瘤细胞由于冷冻和缺血而坏死，并且能最大限度保护正常组织，并全程有影像学引导，不会造成其他器官组织受到误伤。

1、肿瘤细胞溶解坏死

基于细胞组织的生理病理学特点，病变组织能够被低温摧毁，这个过程可分为三个阶段：温度过低-结冰-化冻。在这个过程中，四个因素起着决定性的作用：最低温度、冷冻速度(速率) 、冷冻时间和冷冻次数。温度过低现象发生在摄氏零下10—15度左右，只有当冰晶开始在细胞质中形成时，才能造成细胞组织坏死。基于这个原理，结冰阶段的功效全靠结冰速度。在温度下降过程中，如果结冰速度慢，先在细胞组织间隙形成的冰会从细胞内部吸收水分。组织内部失水会妨碍内部结冰，从而在某种程度上保护了细胞免于坏死。因此，细胞内部结冰是该阶段的关键时刻。在冷冻结束时，化冻就开始了，化冻也能对细胞组织造成伤害。在温度从-40℃逐渐回升到-20℃的过程中，冰晶会发生膨胀现象，使在冷冻过程中形成的冰球爆裂，这一过程也如同冷冻过程一样，具有高度摧毁性。

2、超低温摧毁癌细胞

低温作用(零度或以下的低温) ：

细胞脱水——当温度低于-0.56 ℃，细胞间液体将被全部冷冻，但细胞内的水仍不冷冻。这个阶段将引起细胞内外化学潜在的差异，这种潜在的结果导致了细胞脱水，由脱水所致的损伤包括：

蛋白质变性所致的细胞内液浓度增加引起细胞内分子的化学性损伤;

由于脱水所致的细胞形状改变损伤细胞膜;

来自细胞外冰结晶压迫所致的细胞膜损伤。

低温作用(高于零度的低温) ：

零度以上的低温也是有害的。这些现象包括：

膜的类脂质转换可能导致细胞内容物的渗漏;

由于减弱了生物化学反应的作用，可能减低离子泵功能;

细胞结构的损失可导致受冻细胞更大的脆性;

这些损伤方式常可逆转，当然假设冷冻持续几小时，损伤将持续。

这些损伤很大程度上依赖温度，随着温度的降低，损伤将增强。更多的损伤机制与细胞骨架有关，细胞骨架结构依赖存在于细胞膜蛋白和细胞构架之间的化学键。温度的降低削弱了化学键的活力，而使细胞骨架特别容易受到机械损害。

冷冻时间的作用：

保持细胞冷冻状态一定时间有进一步增加损害的趋势，这可能由于完成了个别细胞的脱水过程及也可能导致一种被称为重结冰晶的现象。在重结冰晶的过程中，个别冰晶聚集形成更大的冰晶，最终压迫细胞，导致进一步损伤。

冷冻率影响：

实验观察到细胞内结冰几乎总是诱导细胞死亡，尚不能确定细胞内结冰是如何形成的，当然有几种可能的解释。通过细胞膜的水是流动的，其动力过程是依赖于转运率。当冷冻迅速时，无足够的时间让水离开细胞以平衡细胞内外渗透压的差异。超冷冻水有突然聚集及冰冻趋势，聚集可以由细胞内蛋白或通过细胞膜的一些细胞外作用诱导。无论何种机制，细胞内的冰晶会突然形成，并破坏细胞。

血小板的温度如果低于类脂相位的转变温度，可导致钙离子流入, 引发血小板的激活，导致冻结病变区的血小板聚集及血管阻塞。

伴随细胞一系列冷冻的病理生理改变，如Ca2++超载，Ca2++-ATP酶活性下降，脂质过氧化反应增强，细胞间液张力过强，细胞内细胞器(线粒体、内质网) 肿胀或消失。细胞核碎裂或溶解, 血管基底膜肿胀或断裂等表现。

多次冷冻的作用：

在临床实际中，多次融冻循环是常见的。第二次冷冻所致损伤的机制与第一次相同。暴露于脱水及重脱水循环的细胞以减慢冷冻，额外增加了在快速冷冻过程中的可能性，将明显增加冷冻术的破坏作用。

细胞冷冻生物学的研究结果提示——组织细胞被低温损伤的过程可以分为三个阶段：温度过低-冰晶形成-解冻复温。解冻和回暖也会导致细胞的损伤的过程。在冷冻状态下，如果开始回暖，在较高的低冰点温度下，冰晶有再次冰晶化的趋向。再次冰晶化将导致细胞外空间的分解，并导致组织细胞的裂解。在消融过程中，随着冰的融化，细胞外的溶液可以部分或完全的成为高渗液，使水分进入细胞，使细胞膜进一步扩张或破裂。当消融的速度很快，某些细胞将在体温的条件下保持高渗, 因而导致代谢的破坏和进一步的附加损害。

3、靶向冷冻栓塞效应

氩氦刀靶向治疗中，靶区的冷热交替、冻融循环，可引起微小血管内皮细胞的电解质和渗透压的改变，导致细胞脱水、蛋白质变性、脂质层融解、微小血管内膜损伤、细胞膜破裂。冰晶及微血栓在微静脉及微动脉内形成; 小血管的冷凝栓塞效应，对于亚临床病灶有明显治疗作用. 超低温靶向治疗调控肿瘤抗原影响肿瘤的免疫逃避。

4、提高抗肿瘤免疫能力

氩氦靶向治疗肿瘤时，肿瘤组织细胞反复冻融，细胞破裂，细胞膜融解，从而促使细胞内和处于遮蔽状态的抗原释放。肿瘤细胞的坏死，使得肿瘤正常分泌的抗原停止分泌，肿瘤免疫抑制状态解除。国内外许多研究成果均已证明：肿瘤患者血清肿瘤标志物如CEA ，AFP ，PSA 的水平可以反映了肿瘤的增殖活性和患者的免疫抑制状态。当患者接受氩氦靶向治疗后1-2周，血清肿瘤抗原水平显著下降，它不仅用于评价和监测氩氦靶向治疗的疗效，而且也可用于评估患者的免疫功能恢复情况。

超低温靶向治疗调控细胞因子和抗体的分泌：

氩氦靶向治疗肿瘤后，患者白介素-2，白介素-6，肿瘤坏死因子和特异性抗体的水平分泌增加，分泌水平与冷冻靶区大小和时间有关 。

5、增加综合治疗疗效

研究表明，氩氦刀冷冻消融后短时间内进行化疗，能增加化疗药物在肿瘤区域的分布，从而增加化疗药物的治疗作用。作为物理治疗的一种方法，可与其他任何治疗方法有效结合应用而增加治疗疗效。

附：氩氦刀技术特点

1、 治疗不开刀

2、 效果显著

3、 治疗效价比高。

4、 提高免疫，提高疗效

5、 精确治疗

6、 纯物理治疗，无毒副作用。

7、 手术时间短、创伤小，病人恢复快

8、 解决难治性病