温热疗法治疗肺癌癌性胸水及其机制的临床研究
康明强 周 陈志哲 谢建武 林培裘 陈椿
摘 要 目的 评价热疗肺癌癌性胸水的综合疗效，探讨肿瘤热疗的机制。 方法 采用43±0.5℃温盐水胸腔循环灌注60 min，治疗30例肺癌癌性胸水患者，随访观察对胸水的疗效、肺原发病灶变化、生活质量以及生存期，评价其临床综合疗效，同时利用光镜、电镜、末端脱氧核苷酰转移酶原位标记(TUNEL)等技术，比较了热疗前后胸膜转移癌细胞的形态学和生化学改变。 结果 全组均只经一次热疗，胸水控制有效率达100%(CR 96.7%+PR 3.3%)，仅1例于热疗后1年胸水复发，余29例分别随访2～31个月无胸水复发。13例热疗后复查CT，发现肺部原发灶缩小者5例。无手术死亡及并发症。全组1年存活率达80.0%，3例分别达29，24，31个月。28例热疗后生活质量明显提高。光镜、电镜见胸膜转移癌细胞胞核固缩、碎裂和凋亡小体，TUNEL见带亮黄色荧光的凋亡阳性细胞。 结论 温盐水胸腔循环灌注是肺癌癌性胸水安全、有效的新疗法；凋亡介导的肿瘤细胞热杀伤作用是肿瘤热疗的独特机制。
, 百拇医药
关键词：癌性胸水 肺癌 高温，诱发 细胞凋亡
自1995年11月～1999年10月，笔者采用温盐水胸腔循环灌注治疗肺癌癌性胸水患者30例，比较热疗前后胸膜转移癌细胞的形态学和生化学改变，探讨其治疗机制。
1 资料与方法
1.1 一般资料 男性16例，女性14例，平均年龄58±5.7岁(35～75岁)，均经组织学病理确诊。其中腺癌25例，鳞癌3例，肺泡细胞癌2例；Ⅲb期23例,Ⅳ期7例(骨转移、肺内播散)。临床表现咳嗽25例，呼吸困难22例(其中端坐呼吸12例)，胸痛15例。生活质量Karnofsky行为评分[1]：≤50分20例，≥60分10例。7例在本次热疗前分别接受过静脉化疗、支气管动脉化疗、肺动脉化疗或/和胸腔注射药物等治疗无效。热疗前共抽吸胸水量100～1000 ml 8例，1000～5000 ml 15例，5000～12000 ml 7例。红色积液24例，黄色积液6例。
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1.2 方法
1.2.1 麻醉和切口 全麻28例，局麻2例。27例取胸前外侧皮肤切口3～5 cm，3例取胸后外侧切口，吸净胸水，28例见脏壁层胸膜上有散在或弥漫性癌结节，直径约0.2～1.0 cm，以膈面及侧后胸壁为多，胸膜活检做病理检查；2例肉眼见胸膜稍增厚而无明显癌结节，但病理检查见癌细胞。术中探查伴肺不张者13例。3例热疗前切除肺叶或楔形切除肺周边原发灶，其中1例同时伴心包积液者予心包开窗后一并热疗。
1.2.2 温盐水胸腔循环灌注热疗法 经切口附近肋间安置2条直径1.5 cm的硅胶胸引流管，与无菌的体外循环塑料管道连接成闭合环路，先用40℃左右温生理盐水预充胸腔及管道，配合体外恒温水浴箱及体外循环泵进行温盐水胸腔循环灌注，保持胸内水温43±0.5℃ 60 min，每隔10 min改变转流方向一次,使胸内水温均匀一致。热疗中肺潮气量400～500 ml，胸腔预充量1300 ml左右，循环泵流量600～800 ml/min。热疗毕吸净胸水，并取胸膜癌结节备实验用，留置低位胸腔引流管1根。
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1.3 观察指标
1.3.1 疗效观察 随访患者的主观症状、副作用、生活质量以及存活期，并定期胸部B超、X线或CT检查，了解胸腔及肺部原发病灶变化。胸水疗效评定标准：完全缓解(CR)为胸水完全消失，持续4周以上；部分缓解(PR)为胸水显著减少(>1/2)，持续4周以上；无效(NC)为未达上述标准者。
1.3.2 热疗前后胸膜转移癌细胞的形态学和生物化学改变 取热疗前、热疗后即刻的胸膜癌结节标本：(1)10%福尔马林固定、HE染色，光镜下观察细胞形态学变化；(2)4%多聚甲醛固定处理后，透视电镜下观察细胞超微结构；(3)4%多聚甲醛固定处理后，使用原位细胞死亡试剂盒(德国宝灵曼公司)，按说明书步骤进行DNA末端脱氧核苷酰转移酶原位标记(TUNEL)，荧光显微镜下检测细胞凋亡。另5例分别于热疗后1，5，6，7，19个月，局麻下再取壁层胸膜活组织，光镜观察。
2 结 果
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2.1 临床疗效 全组均只经一次热疗，胸水控制总有效率达100%，其中完全缓解(CR)为96.7%(29/30)，部分缓解率(PR)为3.3%(1/30)。大多患者热疗后3～5天内拔除胸管。全组仅1例于热疗后1年胸水复发，余29例分别随访2～31个月无胸水复发。13例热疗后1～19个月复查CT，发现肺部原发灶缩小者5例，基本不变者4例，增大或扩散者4例。
本组1年存活率达80.0%，3例分别达29，24，31个月(后2例仍存活)。迄今仍存活16例，其中超过1年者14例。死亡14例，其中超过1年者10例，2例仅存活2个月，热疗前均为Ⅳ期，热疗后胸水消失但肺部原发病灶继续发展，另2例热疗后肺部原发癌灶增大者分别存活10，12个月。死亡原因主要为原发癌灶恶化或远处转移所致。28例热疗后生活质量明显提高，Karnofsky评分均为80～90分。
2.2 副作用 患者从热疗开始至结束鼻温上升0.5～1.0℃,肛温上升0.3～1.0℃，仅1例达1.8℃，脉搏上升10～20 min-1，但均在热疗结束后1 h内复原，血压及血氧饱和度平稳。术后16例诉患侧季肋部紧缩感，无恶心、呕吐反应，无肝肾功能损害，无肺水肿。
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2.3 热疗后胸膜转移癌细胞的形态学和生化学改变
2.3.1 光镜 热疗后癌细胞胞体皱缩，胞核固缩，有的靠核膜呈月牙状，出现早期凋亡核形态变化，同时也见部分癌细胞出现肿胀坏死。5例热疗后1～19个月壁层胸膜再活检，光镜下见纤维细胞，未见癌细胞。
2.3.2 细胞超微结构 热疗后电镜观察见部分癌细胞核周边的异染色质与核膜有分离趋势，染色质聚集成团，并可见到包膜完整的凋亡小体，有的凋亡小体已被吞噬细胞吞入胞内(图1)。
图1 热疗后胸膜癌组织见多个体积较小的凋亡小体
(透视电镜 ×3000)
2.3.3 TUNEL法 热疗后胸膜癌组织经TUNEL标记后，荧光显微镜下可见散在的带亮黄色荧光的凋亡阳性细胞，有的见凋亡小体(图2)。
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图2 热疗后胸膜癌组织TUNEL标记见散在的胞核呈亮黄色荧光的凋亡阳性细胞。(荧光显微镜×1000)
3 讨 论
癌性胸水是进展期肿瘤常见的并发症，据统计，肺癌确诊时约15%伴有癌性胸水[2，3]。癌性胸水治疗困难，以局部治疗为主[4]。单纯胸腔引流胸水控制有效率仅11%～40%[5]，胸膜全肺切除术创伤大，手术死亡率高[6]，目前多采用胸内注入化疗药物，但常需多次注射，胸水控制有效率一般在70%～80%[7～9]。另外，液氮冷冻也被应用于肺癌伴癌性胸水的治疗，但有手术死亡病例报告[2]。本组全部病例只经一次温盐水胸腔灌注治疗，胸水控制总有效率达100%，其中CR占96.7%。另外笔者也采用温盐水心包循环灌注治疗肺癌伴恶性心包积液1例，心包积液持续消失已达10个月。全组仅1例于热疗后1年胸水复发，其余病例随访期间无复发。胸内注射四环素或博来霉素后平均胸水复发时间分别是32和46天[7]。本组7例经其他方法治疗仍无法控制的顽固性胸水，予一次热疗后得以控制。以上体现了热疗癌性胸水疗效的确切性。热疗后CT复查13例，发现5例肺原发癌灶缩小，基本不变者4例，说明温热胸腔灌注对肺原发肿瘤的生长也有一定抑制作用。
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长期以来合并癌性胸水的晚期肿瘤预后极差，多在胸水出现后1～6个月内死亡[10]。本组1年存活率已达80.0%(24/30)，2年存活率达10%(3/30)，存活期明显延长，热疗后大多患者生活质量明显提高，也为化疗等进一步治疗创造了条件。该疗法具有热启动快、作用均匀、疗效确切、副作用小、安全等优点，为肺癌癌性胸水创立了一种安全、有效的新疗法。该疗法要求热疗前体温不宜超过38℃，适应证主要有：(1)非小细胞肺癌伴发的癌性胸水；(2)恶性心包积液；(3)胸膜有弥漫性癌结节者；(4)无肝、脑、骨骼等远处转移者。
既往一般认为，胸膜粘连固定是癌性胸水消失所必需的[4]。但是，本组术中探查伴肺不张者13例；热疗后CT复查13例，发现4例肺与胸壁有气腔存在；另5例热疗后1～19个月壁层胸膜再活检时证实3例肺与胸壁无粘连固定，以上病例热疗后胸水均持久消失，说明胸膜粘连固定不是温盐水胸腔循环灌注治疗癌性胸水的唯一机制。恶性肿瘤胸膜转移后，胸膜血管通透性增加，这是发生癌性胸水的主要原因之一[2]，本研究中胸膜转移癌细胞的形态学改变提示，43℃温热能有效杀伤胸膜转移癌细胞，而生物化学变化进一步表明热疗后胸膜转移癌细胞出现凋亡现象，这是一种不同于坏死的特殊的细胞死亡形式，凋亡介导的癌细胞热杀伤作用是温盐水胸腔循环灌注治疗癌性胸水高效性的独特机制，这为肿瘤热疗的临床应用提供新的理论依据。
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*:福建省教委科研基金资助课题(JB97002)
作者单位：康明强，周，林培裘，陈 椿：福建医科大学附属协和医院胸外科，福建省胸心外科研究所(福州 350001)
陈志哲：福建省血液病研究所
谢建武：福建医科大学分子医学研究室
参考文献
1 查人俊，黄孝迈，何长清(主编). 现代肺癌诊断与治疗. 北京: 人民军医出版社, 1993:292
2 周,林培裘,林若柏,等. 肺癌伴癌性胸水的外科治疗. 福建医学院学报, 1996;30:143
3 罗慰慈(主编). 现代呼吸病学. 北京:人民军医出版社, 1997：541
, 百拇医药
4 Moores DW. Malignant pleural effusion. Semin Oncol, 1991;18(Suppl 2):59
5 Goth G,Gatzemeier U,Haussingen K,et al. Intrapleural palliative treatment of malignant pleural effusions with pleural tube alone. Ann Oncol, 1991;2:213
6 孙玉鹗,初向阳,黄孝迈. 胸膜全肺切除治疗伴有胸膜转移和癌性胸水的肺癌. 中华胸心血管外科杂志, 1991；7:24
7 Ruckdeschel JC,Moores D,Lee JY,et al. Intrapleural therapy for malignant pleural effusions: a random comparision of bleomyucin and tetracycline. Chest, 1991;100:1528
, 百拇医药
8 Patz Jr,Mcadams HP,Erasmus JJ,et al. Sclerotherapy for malignant pleural effusions:a prospective randomized trial of bleomycin vs doxycycline with small-bore catheter drainage. Chest, 1998;113:1305
9 Prevost A,Nazeyrollas P,Milosevic D,et al. Malignant pleural effusions treated with high dose intrapleural doxycycline:clinical efficacy and tolerance. Oncol Rep, 1998;5:363
10 崔祥宾，王鸣岐，萨藤三(主编).实用肺脏病学.上海：上海科技出版社，1991：542, http://www.100md.com
摘 要 目的 评价热疗肺癌癌性胸水的综合疗效，探讨肿瘤热疗的机制。 方法 采用43±0.5℃温盐水胸腔循环灌注60 min，治疗30例肺癌癌性胸水患者，随访观察对胸水的疗效、肺原发病灶变化、生活质量以及生存期，评价其临床综合疗效，同时利用光镜、电镜、末端脱氧核苷酰转移酶原位标记(TUNEL)等技术，比较了热疗前后胸膜转移癌细胞的形态学和生化学改变。 结果 全组均只经一次热疗，胸水控制有效率达100%(CR 96.7%+PR 3.3%)，仅1例于热疗后1年胸水复发，余29例分别随访2～31个月无胸水复发。13例热疗后复查CT，发现肺部原发灶缩小者5例。无手术死亡及并发症。全组1年存活率达80.0%，3例分别达29，24，31个月。28例热疗后生活质量明显提高。光镜、电镜见胸膜转移癌细胞胞核固缩、碎裂和凋亡小体，TUNEL见带亮黄色荧光的凋亡阳性细胞。 结论 温盐水胸腔循环灌注是肺癌癌性胸水安全、有效的新疗法；凋亡介导的肿瘤细胞热杀伤作用是肿瘤热疗的独特机制。
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关键词：癌性胸水 肺癌 高温，诱发 细胞凋亡
自1995年11月～1999年10月，笔者采用温盐水胸腔循环灌注治疗肺癌癌性胸水患者30例，比较热疗前后胸膜转移癌细胞的形态学和生化学改变，探讨其治疗机制。
1 资料与方法
1.1 一般资料 男性16例，女性14例，平均年龄58±5.7岁(35～75岁)，均经组织学病理确诊。其中腺癌25例，鳞癌3例，肺泡细胞癌2例；Ⅲb期23例,Ⅳ期7例(骨转移、肺内播散)。临床表现咳嗽25例，呼吸困难22例(其中端坐呼吸12例)，胸痛15例。生活质量Karnofsky行为评分[1]：≤50分20例，≥60分10例。7例在本次热疗前分别接受过静脉化疗、支气管动脉化疗、肺动脉化疗或/和胸腔注射药物等治疗无效。热疗前共抽吸胸水量100～1000 ml 8例，1000～5000 ml 15例，5000～12000 ml 7例。红色积液24例，黄色积液6例。
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1.2 方法
1.2.1 麻醉和切口 全麻28例，局麻2例。27例取胸前外侧皮肤切口3～5 cm，3例取胸后外侧切口，吸净胸水，28例见脏壁层胸膜上有散在或弥漫性癌结节，直径约0.2～1.0 cm，以膈面及侧后胸壁为多，胸膜活检做病理检查；2例肉眼见胸膜稍增厚而无明显癌结节，但病理检查见癌细胞。术中探查伴肺不张者13例。3例热疗前切除肺叶或楔形切除肺周边原发灶，其中1例同时伴心包积液者予心包开窗后一并热疗。
1.2.2 温盐水胸腔循环灌注热疗法 经切口附近肋间安置2条直径1.5 cm的硅胶胸引流管，与无菌的体外循环塑料管道连接成闭合环路，先用40℃左右温生理盐水预充胸腔及管道，配合体外恒温水浴箱及体外循环泵进行温盐水胸腔循环灌注，保持胸内水温43±0.5℃ 60 min，每隔10 min改变转流方向一次,使胸内水温均匀一致。热疗中肺潮气量400～500 ml，胸腔预充量1300 ml左右，循环泵流量600～800 ml/min。热疗毕吸净胸水，并取胸膜癌结节备实验用，留置低位胸腔引流管1根。
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1.3 观察指标
1.3.1 疗效观察 随访患者的主观症状、副作用、生活质量以及存活期，并定期胸部B超、X线或CT检查，了解胸腔及肺部原发病灶变化。胸水疗效评定标准：完全缓解(CR)为胸水完全消失，持续4周以上；部分缓解(PR)为胸水显著减少(>1/2)，持续4周以上；无效(NC)为未达上述标准者。
1.3.2 热疗前后胸膜转移癌细胞的形态学和生物化学改变 取热疗前、热疗后即刻的胸膜癌结节标本：(1)10%福尔马林固定、HE染色，光镜下观察细胞形态学变化；(2)4%多聚甲醛固定处理后，透视电镜下观察细胞超微结构；(3)4%多聚甲醛固定处理后，使用原位细胞死亡试剂盒(德国宝灵曼公司)，按说明书步骤进行DNA末端脱氧核苷酰转移酶原位标记(TUNEL)，荧光显微镜下检测细胞凋亡。另5例分别于热疗后1，5，6，7，19个月，局麻下再取壁层胸膜活组织，光镜观察。
2 结 果
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2.1 临床疗效 全组均只经一次热疗，胸水控制总有效率达100%，其中完全缓解(CR)为96.7%(29/30)，部分缓解率(PR)为3.3%(1/30)。大多患者热疗后3～5天内拔除胸管。全组仅1例于热疗后1年胸水复发，余29例分别随访2～31个月无胸水复发。13例热疗后1～19个月复查CT，发现肺部原发灶缩小者5例，基本不变者4例，增大或扩散者4例。
本组1年存活率达80.0%，3例分别达29，24，31个月(后2例仍存活)。迄今仍存活16例，其中超过1年者14例。死亡14例，其中超过1年者10例，2例仅存活2个月，热疗前均为Ⅳ期，热疗后胸水消失但肺部原发病灶继续发展，另2例热疗后肺部原发癌灶增大者分别存活10，12个月。死亡原因主要为原发癌灶恶化或远处转移所致。28例热疗后生活质量明显提高，Karnofsky评分均为80～90分。
2.2 副作用 患者从热疗开始至结束鼻温上升0.5～1.0℃,肛温上升0.3～1.0℃，仅1例达1.8℃，脉搏上升10～20 min-1，但均在热疗结束后1 h内复原，血压及血氧饱和度平稳。术后16例诉患侧季肋部紧缩感，无恶心、呕吐反应，无肝肾功能损害，无肺水肿。
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2.3 热疗后胸膜转移癌细胞的形态学和生化学改变
2.3.1 光镜 热疗后癌细胞胞体皱缩，胞核固缩，有的靠核膜呈月牙状，出现早期凋亡核形态变化，同时也见部分癌细胞出现肿胀坏死。5例热疗后1～19个月壁层胸膜再活检，光镜下见纤维细胞，未见癌细胞。
2.3.2 细胞超微结构 热疗后电镜观察见部分癌细胞核周边的异染色质与核膜有分离趋势，染色质聚集成团，并可见到包膜完整的凋亡小体，有的凋亡小体已被吞噬细胞吞入胞内(图1)。
图1 热疗后胸膜癌组织见多个体积较小的凋亡小体
(透视电镜 ×3000)
2.3.3 TUNEL法 热疗后胸膜癌组织经TUNEL标记后，荧光显微镜下可见散在的带亮黄色荧光的凋亡阳性细胞，有的见凋亡小体(图2)。
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图2 热疗后胸膜癌组织TUNEL标记见散在的胞核呈亮黄色荧光的凋亡阳性细胞。(荧光显微镜×1000)
3 讨 论
癌性胸水是进展期肿瘤常见的并发症，据统计，肺癌确诊时约15%伴有癌性胸水[2，3]。癌性胸水治疗困难，以局部治疗为主[4]。单纯胸腔引流胸水控制有效率仅11%～40%[5]，胸膜全肺切除术创伤大，手术死亡率高[6]，目前多采用胸内注入化疗药物，但常需多次注射，胸水控制有效率一般在70%～80%[7～9]。另外，液氮冷冻也被应用于肺癌伴癌性胸水的治疗，但有手术死亡病例报告[2]。本组全部病例只经一次温盐水胸腔灌注治疗，胸水控制总有效率达100%，其中CR占96.7%。另外笔者也采用温盐水心包循环灌注治疗肺癌伴恶性心包积液1例，心包积液持续消失已达10个月。全组仅1例于热疗后1年胸水复发，其余病例随访期间无复发。胸内注射四环素或博来霉素后平均胸水复发时间分别是32和46天[7]。本组7例经其他方法治疗仍无法控制的顽固性胸水，予一次热疗后得以控制。以上体现了热疗癌性胸水疗效的确切性。热疗后CT复查13例，发现5例肺原发癌灶缩小，基本不变者4例，说明温热胸腔灌注对肺原发肿瘤的生长也有一定抑制作用。
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长期以来合并癌性胸水的晚期肿瘤预后极差，多在胸水出现后1～6个月内死亡[10]。本组1年存活率已达80.0%(24/30)，2年存活率达10%(3/30)，存活期明显延长，热疗后大多患者生活质量明显提高，也为化疗等进一步治疗创造了条件。该疗法具有热启动快、作用均匀、疗效确切、副作用小、安全等优点，为肺癌癌性胸水创立了一种安全、有效的新疗法。该疗法要求热疗前体温不宜超过38℃，适应证主要有：(1)非小细胞肺癌伴发的癌性胸水；(2)恶性心包积液；(3)胸膜有弥漫性癌结节者；(4)无肝、脑、骨骼等远处转移者。
既往一般认为，胸膜粘连固定是癌性胸水消失所必需的[4]。但是，本组术中探查伴肺不张者13例；热疗后CT复查13例，发现4例肺与胸壁有气腔存在；另5例热疗后1～19个月壁层胸膜再活检时证实3例肺与胸壁无粘连固定，以上病例热疗后胸水均持久消失，说明胸膜粘连固定不是温盐水胸腔循环灌注治疗癌性胸水的唯一机制。恶性肿瘤胸膜转移后，胸膜血管通透性增加，这是发生癌性胸水的主要原因之一[2]，本研究中胸膜转移癌细胞的形态学改变提示，43℃温热能有效杀伤胸膜转移癌细胞，而生物化学变化进一步表明热疗后胸膜转移癌细胞出现凋亡现象，这是一种不同于坏死的特殊的细胞死亡形式，凋亡介导的癌细胞热杀伤作用是温盐水胸腔循环灌注治疗癌性胸水高效性的独特机制，这为肿瘤热疗的临床应用提供新的理论依据。
, 百拇医药
*:福建省教委科研基金资助课题(JB97002)
作者单位：康明强，周，林培裘，陈 椿：福建医科大学附属协和医院胸外科，福建省胸心外科研究所(福州 350001)
陈志哲：福建省血液病研究所
谢建武：福建医科大学分子医学研究室
参考文献
1 查人俊，黄孝迈，何长清(主编). 现代肺癌诊断与治疗. 北京: 人民军医出版社, 1993:292
2 周,林培裘,林若柏,等. 肺癌伴癌性胸水的外科治疗. 福建医学院学报, 1996;30:143
3 罗慰慈(主编). 现代呼吸病学. 北京:人民军医出版社, 1997：541
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4 Moores DW. Malignant pleural effusion. Semin Oncol, 1991;18(Suppl 2):59
5 Goth G,Gatzemeier U,Haussingen K,et al. Intrapleural palliative treatment of malignant pleural effusions with pleural tube alone. Ann Oncol, 1991;2:213
6 孙玉鹗,初向阳,黄孝迈. 胸膜全肺切除治疗伴有胸膜转移和癌性胸水的肺癌. 中华胸心血管外科杂志, 1991；7:24
7 Ruckdeschel JC,Moores D,Lee JY,et al. Intrapleural therapy for malignant pleural effusions: a random comparision of bleomyucin and tetracycline. Chest, 1991;100:1528
, 百拇医药
8 Patz Jr,Mcadams HP,Erasmus JJ,et al. Sclerotherapy for malignant pleural effusions:a prospective randomized trial of bleomycin vs doxycycline with small-bore catheter drainage. Chest, 1998;113:1305
9 Prevost A,Nazeyrollas P,Milosevic D,et al. Malignant pleural effusions treated with high dose intrapleural doxycycline:clinical efficacy and tolerance. Oncol Rep, 1998;5:363
10 崔祥宾，王鸣岐，萨藤三(主编).实用肺脏病学.上海：上海科技出版社，1991：542, http://www.100md.com