纳米碳淋巴示踪剂在胃肠肿瘤手术中的应用研究

发布时间：2018-03-16 17:22

本文选题：纳米碳　切入点：早期胃癌　出处：《南方医科大学》2016年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：第一部分纳米碳示踪早期胃癌前哨淋巴结的多中心研究研究背景及目的胃癌(GC)是消化系统常见的恶性肿瘤之一。据最新资料显示,在全球范围内,每年新发的胃癌病例数达100万,每年因胃癌死亡的病例数大约80万；胃癌发病率和死亡率分别位于恶性肿瘤的第四位和第二位。在我国每年新发的胃癌患者达40万,每年因胃癌死亡的患者大约30万,严重危害人们的健康。早期胃癌(EGC)是指癌组织仅局限于粘膜层或粘膜下层,无论病灶大小或有无淋巴结转移的胃癌。与进展期胃癌相比,早期胃癌较少发生远处转移及淋巴结转移,预后较好。因此,胃癌的早期诊断、早期治疗显得格外重要。近年来随着社会经济水平的提高、人们对健康意识的重视、消化内镜检查的普及、以及肿瘤筛查策略的改进与完善,早期胃癌的发现率呈逐年上升趋势。目前早期胃癌手术治疗的策略主要包括：腹腔镜/开腹根治性全胃或远端胃大部分切除加胃周区域淋巴结清扫(D1或D2淋巴结清扫)、胃部分(局部)切除、腹腔镜下胃部分(局部)切除、内镜下黏膜层切除(EMR)或黏膜下层切除(ESD)。其中,胃癌根治性切除(全胃/远端胃大部分切除)加D1或D2淋巴结清扫术仍然是当前早期胃癌主要的治疗手段。既往研究发现早期胃癌患者淋巴结转移率较低,为10%左右。另外,Sekiguchi等大宗病例探讨胃癌淋巴结转移规律的研究也发现,早期胃癌患者大多数无伴有淋巴结转移。因此,对于这部分患者常规行规范的淋巴结清除术,可能会增加手术创伤及术后并发症,影响患者术后生活质量。日本胃癌协会(JGCA)治疗指南也较为明确的阐述了早期胃癌的治疗方法：对于伴有淋巴结转移的早期胃癌患者,则需行规范的胃癌根治术,而对于无淋巴结的早期胃癌患者,可行局部切除或联合D1淋巴结清扫。另外,近年来随着内镜设备及内镜技术的发展,内镜下黏膜层切除(EMR)或黏膜下层切除(ESD),也逐渐成为早期胃癌患者一种新的治疗选择。区域淋巴结转移情况是影响早期胃癌患者预后最为重要的因素之一,也是决定早期胃癌治疗策略的重要依据。因此,术前或术中准确判断区域淋巴结的转移状况对于早期胃癌患者手术方式的选择及术后治疗有重要的临床意义。然而,目前尚无确切、可靠的肿瘤学指标来预测区域淋巴结的转移情况：另外,现有的影像学检查手段,如超声内镜、MRI、CT、甚至PET-CT检查对早期胃癌淋巴结转移情况的评估尚缺乏精确性和敏感性。而术中判断胃癌是否有淋巴结转移存在较大的困难,传统的方法是依靠术者的临床经验,其主观性较强而客观准确性相对较差。因此,探索准确、快速判断胃癌区域淋巴结转移状况的方法,以指导早期胃癌的个体化治疗,一直是胃癌外科研究的热点。前哨淋巴结(SLNs)是指首先接受原发肿瘤区域淋巴引流的一个或数个淋巴结,也是肿瘤最早发生转移的地方,前哨淋巴结活检有助于确定早期胃癌淋巴结是否存在有转移；理论上讲,若前哨淋巴结阴性,则可以推断区域淋巴结未受累；若前哨淋巴结阳性,则区域淋巴结可能出现转移。因此,术中对前哨淋巴结进行检测与评估,对早期胃癌的治疗具有重要的意义。遗憾的是,与其他实体肿瘤相比(如乳腺癌、甲状腺癌),前哨淋巴结示踪与活检技术在胃癌中的应用尚处于探索阶段。近年来随着纳米技术的不断发展与完善,纳米材料在医药中的应用越来越广泛。纳米碳混悬注射液(简称纳米碳)是一种新型的淋巴结示踪剂,它是应用纳米技术将活性炭研制成的黑色混悬液,其大小均匀,理化特性稳定,表面积大,有较强的吸附能力,对淋巴组织有较好的亲合力,并且纳米碳颗粒直径约150 nm,而毛细血管内皮间隙为30～50 nm,毛细淋巴管内皮间隙约500 nm左右,并且毛细淋巴管基膜发育不全,局部注射纳米碳混悬液后,纳米碳颗粒不进入毛细血管而能够穿过毛细淋巴管,所以在肿瘤病灶周围注射纳米碳后其迅速被巨噬细胞吞噬,随后进入淋巴管,并集聚、滞留于淋巴结中,使淋巴结染成黑色。纳米碳这一良好的生物学特性已被临床上广泛的研究应用,如乳腺癌、甲状腺癌前哨淋巴结的检出、药物载体与化疗等等。本研究拟通过多中心合作来探讨纳米碳示踪早期胃癌前哨淋巴结的可行性及其临床价值。资料与方法1.研究对象本研究有南方医科大学南方医院、福建省立医院、福建省肿瘤医院三个中心参与合作。选取2012年7月至2014年11月在此三中心胃肠外科行腹腔镜胃癌D2或D2-根治术的患者。纳入标准为：年龄为18-70岁；术前确诊为胃腺癌：超声内镜示肿瘤局限于黏膜层或黏膜下层；肿瘤为单发,无合并其他部位恶性肿瘤；术前未行内镜黏膜切除术(EMR)及内镜黏膜下剥离术(ESD)；全身情况可,无严重的心、肺、肝、肾疾病,能耐受麻醉及手术；术前ASA评分Ⅰ-Ⅲ；术前ECOG体力状态评分为0/1；既往无腹部重大手术史。排除标准：胃内肿瘤为多发或者合并有其他部位恶性肿瘤;胃癌合并有胃出血、幽门梗阻、或胃穿孔等合并症行急诊手术患者；术前有接受过放、化疗病史。2.纳米碳注射方法术前6-8小时(通常在手术当日早晨,本研究之前我们的预实验结果示此时间点注射纳米碳是示踪胃肠癌前哨淋巴结的最佳时间点)在胃镜的引导下于胃癌肿瘤病灶周缘选取4个点,在黏膜下层注入纳米碳混悬注射液,每点约0.25ml,共1ml。3.手术及术后淋巴结挑拣所有患者均行腹腔镜胃癌D2或D2-根治术。术后由手术组的医生对标本进行解剖,尽可能检出肿瘤区域淋巴结,其中将黑染的淋巴结为前哨淋巴结(SLNs)。所有标本固定后送病理科常规HE染色后进行病理检查分析。4.主要的统计指标纳米碳示踪的前哨淋巴结转移状态预测早期胃癌区域淋巴结转移状况的准确性、灵敏性、特异性、阴性预测值、阳性预测值。结果1.91例早期胃癌患者中纳米碳示踪前哨淋巴结均获得成功,腔镜视野下染色的前哨淋巴结清晰可见。2.共检出前哨淋巴结364枚,平均为4枚/例(1-9枚)。3.术后病理结果示10例(10.99%)患者出现区域淋巴结转移,其中9例患者前哨淋巴结为阳性,前哨淋巴结预测早期胃癌区域淋巴结转移状况的敏感性为90.00%,特异性为100%,准确性为98.90%,阳性预测值为100%,阴性预测值为98.78%。结论纳米碳示踪的前哨淋巴结有助于判断早期胃癌区域淋巴结的转移状况,有利于早期胃癌患者的个体化治疗。第二部分纳米碳示踪T1-2期结直肠癌前哨淋巴结的多中心研究研究背景及目的结直肠癌(CRC)是消化系统常见的恶性肿瘤之一,在全球范围其病率位居男性肿瘤的第三位,女性肿瘤的第二位,以40-50岁年龄组发病率最高,严重威胁着人类的健康；近几年,我国结直肠癌发病率呈不断上升的趋势。据统计,每年结直肠癌新发病例数超过25万,死亡病例数约14万,新发病例数与死亡病例数均占同期世界结直肠癌病例数的20%左右,并且发病人群越来越年轻化。外科手术仍然是结直肠癌主要的治疗方式,淋巴结的清扫是结直肠癌根治术的要素之一,并且淋巴结转移还被认为是影响结直肠癌患者预后最为重要的因素。但是,目前对于淋巴结清扫的范围和适应证仍存在有不同的观点。近年来,随着胃肠镜检查的普及,我国早期胃肠癌的检出率逐年提高。早期结直肠癌患者的淋巴结转移率相对较低并且预后良好,因此如何选择合适的治疗方法一直是临床医师关心的问题。随着内镜下治疗技术和手术技术的不断发展,个体化的治疗,如内镜下粘膜切除或粘膜下切除(ESD)、局部切除或胃肠部分切除等等)已逐渐成为早期结直肠癌患者治疗的新选择。众多学者认为,对于无淋巴结转移的早期浸润结直肠癌施行局部切除既可以达到根治性手术的治疗效果,又可减少创伤、术后并发症发生率,降低费用,提高患者的生活质量。据文献报道,T1、T2期结直肠癌淋巴结的转移率相对较低：T1期肿瘤淋巴结转移率为8-14.5%,T2期肿瘤淋巴结转移率为18.4-23.9%：在手术过程中,若对有淋巴结转移的患者仅仅行局部切除必然导致术后的肿瘤复发和转移；而对无淋巴结转移的患者,如果盲目扩大手术根治的范围,则可能相应的增加手术创伤、术后并发症发生以及围手术期死亡率。因此,较为理想的治疗方案为：对伴有淋巴结转移的患者施行标准根治性手术,而对无淋巴结转移的患者则可行局部切除,术后对患者进行密切跟踪随访。因此,术前准确判断区域淋巴结的转移情况对患者的治疗具有重要的意义。然而,目前临床上仍没有确切可靠的肿瘤学指标来预测区域淋巴结的转移情况；另外,现有的影像学检查手段,如超声内镜、MRI、CT、甚至PET-CT检查对结直肠癌周围淋巴结转移情况的评估尚缺乏精确性和敏感性。因此,前哨淋巴结活检有助于确定是否出现淋巴结转移,对早期浸润结直肠癌的治疗具有重要的意义。遗憾的是,与其他实体肿瘤相比(如乳腺癌、甲状腺癌),结直肠癌前哨淋巴结活检仍处于探索阶段。纳米碳混悬注射液(简称纳米碳)是一种新型的淋巴结示踪剂,它是应用纳米技术将活性炭研制成的黑色混悬液,其大小均匀,理化特性稳定,表面积大,有较强的吸附能力,对淋巴组织有较好的亲合力,其直径为150 nm,而毛细血管内皮间隙为30～50 nm,毛细淋巴管内皮间隙为500 nm左右,所以肿瘤周围局部注射后纳米碳不进入血管而迅速进入毛细淋巴管,并滞留、集聚于淋巴组织中,使淋巴结染成黑色。这一良好的生物学特性近年来已被临床上用广泛的研究应用,如乳腺癌、甲状腺癌前哨淋巴结的检出、药物载体与化疗等等。因此本研究拟通过多中心合作来探讨纳米碳示踪T1-2期结直肠癌前哨淋巴结的可行性及其临床应用价值。资料与方法1.研究对象本研究有南方医科大学南方医院、福建省立医院、福建省肿瘤医院三个中心参与合作。收集2012年7月至2014年1月在此三中心胃肠外科行腹腔镜结、直肠癌D3根治术的患者。纳入标准为：年龄为18-70岁；术前肠镜病理及超声肠镜示T1-2期结直肠癌；肿瘤为单发,无合并其他恶性肿瘤；术前未行内镜黏膜切除术(EMR)及内镜黏膜下剥离术(ESD)；全身情况可,无严重的心、肺、肝、肾疾病能耐受麻醉及手术,术前ASA评分Ⅰ-Ⅲ,术前ECOG体力状态评分为0/1；既往无腹部重大手术史。排除标准：结直肠多中心癌或者合并有其他部位肿瘤；合并有肠出血、肠梗阻、或肠穿孔等合并症行急诊手术患者；术前接受过放、化疗或生物治疗病史。2.纳米碳注射方法术前6-8小时(通常在手术当日早上,根据预实验结果此时间点注射纳米碳是示踪前哨淋巴结的最佳时间点)在肠镜的引导下于肿瘤病灶周缘选取4个点,在黏膜下层注入纳米碳混悬注射液,每点约0.25ml,共1ml。3.手术及术后淋巴结挑拣所有患者均行腹腔镜下结直肠癌D3根治术。术后由手术组医生对标本进行解剖,尽可能检出肿瘤区域淋巴结,其中将黑染的淋巴结为前哨淋巴结(SLNs)。所有标本送病理常规HE染色后进行病理检查。4.主要的统计指标纳米碳示踪的前哨淋巴结转移状态预测T1-2期结直肠癌区域淋巴结转移状况的准确性、灵敏性、特异性、阴性预测值、阳性预测值。结果1.73例结直肠癌患者前哨淋巴结示踪均获得成功,成功率100%,共检出前哨淋巴结219枚,平均为3枚/例(1-5枚)。2.术前超声肠镜诊断为T1期结直肠癌的21例患者中,有2例(9.52%)患者出现有淋巴结转移；超声肠镜诊断为T2期结直肠癌的52例患者中,有10例(19.23%)患者出现有淋巴结转移。3.在2例有淋巴结转移的T1期患者中,其前哨淋巴结均为阳性,因此其预测区域淋巴结的准确性为100%；在10例有淋巴结转移的T2期患者中,有9例患者前哨淋巴结为阳性,其预测区域淋巴结的敏感性、特异性和准确性分别为分别为90%、100%、98%。4.前哨淋巴结预测T1-2期结直肠癌区域淋巴结转移情况的敏感性为91.67%,特异性100%,准确性为98.63%,阳性预测值为100%,阴性预测值为98.39%。结论纳米碳示踪的前哨淋巴结转移状态有助于判断T1-2期结直肠癌区域淋巴结的转移情况,有利于T1-2期结直肠癌患者的个体化治疗。第三部分纳米碳在提高结直肠癌小淋巴结检出率及病理分期准确性中的应用研究背景及目的结直肠癌淋巴结转移状况是影响患者预后的重要因素,同时也是决定患者术后治疗策略的重要依据；淋巴结分期准确与否影响患者术后治疗选择及预后,尤其对于Ⅱ期、Ⅲ期的结直肠癌患者。相关的研究表明伴有淋巴结转移的结直肠癌患者术后接受辅助化疗后5年生存率比单纯行根治术患者有17%的提高：另有研究发现,根治术后的Ⅰ/Ⅱ期结直肠癌患者中,有15～25%的患者术后5年内出现复发或转移,分析其原因可能与部分小的阳性淋巴结残留影响肿瘤分期及术后治疗有关。因此,阳性淋巴结的检出对结直肠癌患者的术后治疗及预后有重要的意义,而足够数目的淋巴结检出是阳性淋巴结检出的前提。目前关于结直肠癌术后淋巴结送检数目仍存在有争议。为确保淋巴结分期的准确性,美国肿瘤联合会(AJCC)和国际抗癌联盟(UICC)联合推荐结直肠癌术后标本应至少检出12枚淋巴结送病理检查,多数学者支持此标准。然而,有研究发现随着标本淋巴结检出数目的增多,检出阳性淋巴结的数目也随之增加,因此建议术后应尽可能多的将标本中的淋巴结检出。但是,基于人群的研究资料显示结直肠癌标本淋巴结检出率仍然是偏低的,有部分患者淋巴结检出数目甚至低于12枚。淋巴结的检出数目受到多种因素的影响,如性别、年龄、肥胖程度、肿瘤位置、组织分化程度、淋巴结的挑拣、术前新辅助治疗等。其中,淋巴结的挑拣被认为是影响淋巴结检出数目重要的因素之一。现在临床上对标本淋巴结挑拣没有统一的规范,大多数仍采用传统的肉眼观察和手压触摸方法挑拣淋巴结,其敏感性相对较低,很多较小的淋巴结常隐藏于脂肪或系膜中无法触及,可能会出现小淋巴结的漏检。而这些淋巴结中有部分存在有转移的可能,漏检有可能造成对肿瘤分期的错误低估,影响后续治疗。为探讨小淋巴结的转移情况及其预后价值,有学者将结直肠癌中直径小于5mm淋巴结定义为小淋巴结,并对这些小淋巴结进行了研究。Rodriquez-Bigasa等研究发现转移淋巴结中有45.4%为小于5mm的小淋巴结；国内傅俊等研究发现小于4mm的淋巴结中有8%的转移率；在预后方面,相关研究表明小淋巴结阳性与患者预后明显相关。Scott等研究采用脂溶法检出淋巴结,并分析患者5年生存率,结果发现5例因检出阳性小淋巴结使肿瘤由II期升为III期的患者中有4例在术后5年随访中出现肿瘤死亡。Miguel等研究发现转移淋巴结直径5mm组患者和5mm组患者的无瘤生存率及总生存率无明显差别,这说明淋巴结转移对患者预后的影响与淋巴结本身的大小无关,小淋巴结转移也是影响患者预后的重要因素,因此,应该将小淋巴结转移状况纳入淋巴结的病理分期。为了提高术后标本淋巴结,尤其是小淋巴结检出率,一些技术及方法已用于临床,如脂肪溶溶解、脂肪变性、免疫组织化学染色等,但是由于这些技术程序复杂、耗时,并需要一些特殊的仪器设备,限制其在临床上的广泛使用。近年来随着纳米技术的不断发展与完善,纳米材料在医药中的应用越来越广泛,纳米碳混悬注射液就是应用纳米技术将活性炭研制成的黑色混悬液,其大小均匀,理化特性稳定,表面积大,有较强的吸附能力,对淋巴组织有较好的亲合力,其直径为150nm,而毛细血管内皮间隙为30～50 nm,毛细淋巴管内皮间隙为500 nm左右,所以肿瘤周围局部注射后纳米碳不进入血管而迅速进入毛细淋巴管,并滞留、集聚于淋巴组织中,使淋巴结染成黑色,达到示踪效果；国内外有不少研究报道,应用纳米碳淋巴示踪剂可实现淋巴结染色,并且其应用简便、安全可行。基于此,本研究拟探讨纳米碳淋巴示踪剂在提高小淋巴结检出率及病理分期准确性的应用价值。资料与方法1.研究对象收集2014年9月至2015年08月在南方医科大学南方医院、福建省立医院、福建省肿瘤医院胃肠外科行结、直肠癌D3根治术的患者,将这些患者随机分为纳米碳组和对照组。纳入标准为：年龄为18-70岁；术前确诊为结、直肠癌;肿瘤单发,无合并其他部位恶性肿瘤；术前肿瘤未行内镜黏膜切除术(EMR术)及内镜黏膜下剥离术(ESD治疗)；全身情况可,无严重的心、肺、肝、肾疾病能耐受麻醉及手术术前ASA评分Ⅰ-Ⅲ,术前ECOG体力状态评分为0/1；既往无腹部重大手术史；并且计划行结肠或直肠癌D3根治性手术。排除标准为：结直肠多发肿瘤或者合并有其他部位肿瘤；肿瘤合并有肠出血、肠梗阻、或肠穿孔等合并症行急诊手术患者；术前已接受过放疗、化疗患者；术影像学检查(如腹部CT、胸片等)或者术中探查见肿瘤已侵犯周围组织器官或远处转移。据此共有120例患者纳入本研究,纳米碳组和对照组各60例,两组患者基本资料具有均衡可比性。2.两组患者术前处理纳米碳组术前1天在肠镜引导下于肿瘤病灶周缘取4个点,在黏膜下层注入纳米碳混悬注射液,每点约0.25 ml,共1ml。对照组不予任何处理。3.手术及术后淋巴结挑拣手术由熟练掌握腹腔镜结直肠癌根治术的同一组医师完成,手术遵循全结肠系膜切除(CME)、全直肠系膜切除(TME)原则。术后由手术组的医生对标本进行解剖,视觉辨认与手压触摸相结合方法寻找淋巴结,记录淋巴结检出数量、淋巴结大小、淋巴结的染色情况,所有标本送病理常规HE染色后进行病理检查明确淋巴结转移情况,然后比较两组淋巴结的检出情况。4.统计学方法采用SPSS 17.0软件包对数据进行统计分析,其中计量资料以均数±标准差来表示,比较采用t检验;计数资料以频数来表示,比较采用χ2检验和Fisher确切概率法,结果以P0.05为差异有统计学意义。结果1.纳米碳组检出淋巴结(25.5±6.5)枚/例：明显高于对照组的(16.8±4.6)枚/例(P0.01)；纳米碳组检出(≤5mm)小淋巴结(10.6±4.2)枚/例,明显多于对照组(2.7±1.8)枚/例,差异有统计学意义(P0.01)纳米碳组淋巴结检出数目少于12枚的比例低于而对照组(1.7% vs 13.3%,p=0.032)。2.纳米碳组检出阳性淋巴结429枚,多于对照组的322枚；纳米碳组检出阳性小淋巴结(小于3mm、3-5mm淋巴结)52枚,多于对照组的13枚,但淋巴结阳性率无明显差异(p0.05)：纳米碳组患者淋巴结转移率高于对照组(43.3% vs. 36.7%),但差异无统计学意义(p=0.46)。3.纳米碳组中总的淋巴结黑染率为78.2%,其中直径小于3mm、3-5mm淋巴结的黑染率分别为95.7%、88.6%；在检出的11枚直径小于3mm的阳性淋巴结中,10枚(90.9%)有黑染；41枚直径为3-5mm的转移淋巴结中,38枚(92.7%)为黑染。结论纳米碳淋巴示踪能够提高结直肠癌患者术后淋巴结检出数目,特别是小淋巴结的检出,可能有利于提高病理分期的准确性。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R735

【参考文献】