经皮肺穿刺放射性粒子种植术

将放射性种子源（放射性粒子）种植（implant）到实体瘤内，利用其释放的γ射线对肿瘤细胞进行杀伤属于近距离放射治疗（brachytherapy）的方式之一。近距离放射治疗除了将放射性粒子种植到瘤体内进行组织间照射外，还可进行腔内及管内放射疗治。后装治疗属于近距离放射疗治的另外一种方式。粒子种植治疗包括短暂种植治疗和相永久种植治疗两种。永久放射性粒子种植近距离治疗肿瘤是指将种子源植入肿瘤内或受肿瘤浸润侵犯的组织中，包括肿瘤淋巴扩散途径周围的组织，通过种子源发出的持续低能量的γ射线，使肿瘤组织遭受最大程度的毁灭性杀伤，而对正常组织不损伤或仅有微小损伤。放射性粒子永久留在体内。放射性粒子近距离治疗肿瘤由于其创伤小、靶区剂量分布均匀和对周围正常组织损伤小等特点，使其临床应用显示了广阔的前景。

一、放射性粒子种植放射治疗的历史

1901年Pierre Curie成功地研制出放射性粒子，并应用于临床治疗肿瘤，开始了组织间粒子种植治疗肿瘤的时代。但是由于早期放射性粒子如60C°、192Ir和226　Re大都释放中、高能γ射线，放射防护颇难处理，同时由于粒子植入技术条件的限制，操作非常烦琐和无法进行质量控制，因此，早期粒子治疗临床应用发展非常缓慢。1930年Paterson及Pakkar建立了Manchester系统，建成插植规律及计算剂量方法，从此组织内照射成为有效的治疗方法。1935年小居里夫妇发现人工放射性核素。20世纪80年代后期，由于低能γ射线放射性核素研制成功，计算机三维治疗计划系统的出现和B超或电视透视及CT引导下精确定位系统的保证，使粒子种植治疗更加精确，肿瘤周围正常组织损伤更小。

1921年，Yankauer经过气管镜将镭籽种植于肿瘤内进行治疗。

1929年Kernan和Cracovaner经气管镜将镭针插入引起左全肺不张的左主支气管内肿瘤，进行组织间照射。

1933年Kernan改用氡籽种植治疗，治疗7例肺癌。

1961年Poor报道，1936—1960年用氡籽治疗43例。

1979年Hilaris报道1956—1976年用放射性核素125I、198　Au、192Ir等治疗322例。

1987年Heelan报道CT引导下经皮穿刺种植125I粒子治疗肺癌7例。

1992年Fleischman报道开胸种植125I粒子治疗非小细胞肺癌14例。

2002年笔者报道经皮穿刺种植125I粒子治疗肺癌20例。

2003年Santos报道肺癌肺段切除联合125I粒子种植治疗肺癌101例。Lee报道肺癌局部切除联合125I粒子种植治疗肺癌33例。

二、放射性粒子种植治疗的生物学特点

低剂量率放射治疗的生物学特性包括“4R”：再修复、再分布、再氧合和再增殖。亚致死和潜在致死性损伤的修复很大程度上取决于剂量率的影响，剂量一定时，剂量率越低，组织的放射生物效应越小。正常组织细胞修复亚致死和潜在致死性损伤的能力高于肿瘤细胞，这样可获得肿瘤放射治疗的收益。由于射线连续不间断的作用于肿瘤，这样射线对肿瘤细胞的损伤效应就会累计叠加，处于增殖细胞周期的细胞就会被杀伤，而处于细胞周期抗拒时相静止期的细胞则进入敏感的G2／M期。同时，随着连续不间断照射，一部分细胞死亡，使得乏氧细胞获得氧合的机会大大增加，提高了其对射线的敏感性。如果细胞死亡超过细胞的新生，那么细胞的再增殖不再发生。由于有丝分裂延迟在G2／M期，细胞周期延长，这样每个细胞周期接受的总剂量将超过7～10Gy。

（一）放射性粒子近距离治疗的优势

1．与手术配合的互补效应：手术中加用种植放射性粒子是治疗方法中最常用的途径，所起到的最大效果是肿瘤整体的杀灭。

2．提高肿瘤治愈的彻底性：肿瘤侵犯邻近重要脏器时，即使能切除瘤体也只是一种姑息手术，预后很差。术中加用放射性粒子种植，在淋巴通道、残留肿瘤组织和肿瘤接壤部位上布源，有望获得彻底的治愈效果。

3．减轻手术创伤、缩短手术时间、减少术后并发症：术中用穿刺技术种植放射性粒子对正常组织的创伤极小，无须充分显露手术视野和避免盲目的大范围脂肪清扫操作，能较大程度地减轻手术创伤和对正常组织的干扰，患者术后的康复顺利。在肿瘤的姑息切除中，用穿刺技术种植放射性粒子，操作简单、无须顾虑肿瘤的残留大小，极大减少正常组织的误伤程度、术后并发症发生率相应减少、减轻了患者的术后护理难度和工作量。

4．与化学治疗法的互补效应。

5．保留机体功能及形态的效应。

（二）放射性粒子近距离治疗与外照射的区别

1．由于放射源距肿瘤很近，肿瘤剂量远比正常组织高。

2．持续性照射，生物效应明显提高，对DNA双链断裂破坏完全，治疗增益可提高12．6%。

3．高度适形，降低了对周围正常组织损伤的发生率。

4．由于在不均匀剂量下照射，靶区剂量分布均匀性较差，必须慎重划分处方剂量。

三、放射性粒子的特性

用于人体内种植治疗的放射性粒子125　I、198　Au、192Ir及103　Pd种子源等，目前应用最广的为125I种子源。国产6711型125I种子源是将吸附有125I的银棒装在钛管中，两端用TIG技术焊接的密封源，其直径为0．8mm长度为4．5mm。因此，125I不会被人体吸收入血而引起环境的放射污染。由于固定良好，对肿瘤的定位治疗效果确切，临床疗效满意。125I半衰期为59．43d。125I的γ射线铅半价层为0．025mm，0．25mm铅片可屏蔽99%以上射线，临床应用易于防护。钛壳有很好的生物组织相容性。表观活度0．1～1．0mCi的125I种子源应用于对射线低至中度敏感的肿瘤永久性植入治疗，既适用于像前列腺癌或不可手术的肿瘤的治疗，也可以用于原发肿瘤切除后残余病灶的植入治疗，例如：表皮、腹腔、胸腔肿瘤治疗，通常还可以治疗头部、颈部、肺、胰腺和前列腺癌。

四、放射性粒子种植治疗适应证

1．患者不愿进行外科手术的肺癌病例。

2．预防肿瘤局部扩散或区域性扩散，增强根治性效果，即预防性植入。

3．转移性肿瘤病灶或术后孤立性肿瘤转移灶而失去手术价值者。

4．无法手术的肺癌病例。

5．外照射效果不佳或失败的病例。

6．外照射剂量不足，作为局部剂量补充。

7．术中残存肿瘤或切缘距肿瘤太近。

五、肿瘤内种植125I粒子的剂量计算

用于瘤体内永久性种植的粒子一般为0．4～1．0mCi／粒。应采用计算机辅助的治疗计划系统（TPS）根据肿瘤的大小计算出所需粒子的数目，再以三维立体图形模拟粒子分布情况，根据模拟图，确定体内种植计划。

对于经皮肺穿刺瘤体内种植125I粒子，由于肋骨对穿刺方向及穿刺位置影响较大，体外模拟在体内难以实现。以往一般采用人工计算方法，即肿瘤的平均直径（cm）乘以5等于种植125I粒子的总活度（mCi），再以总活度除以每颗粒子的活度，即得出所需种植125I粒子多少颗。将根据125I粒子的射线在组织中穿透距离为1．7cm，将粒子比较均匀地种植到瘤体内。也可根据Anderson设计的计算图［Med Phys．1976Jan－Feb；3（1）：48－51．］查出所需粒子数，并查出粒子间距，再进行种植。有条件者尽量应用TPS治疗计划系统进行计算和模拟。

六、种植方法

粒子种植方法有3种方式：①模板种植；②在各种影像引导下种植；③术中种植。

将粒子装于种植器内，高温高压消毒。在电视透视或CT引导下将1．2mm×160mm的BARD穿刺活检针或专用种植针按所需间距同时经皮穿刺到瘤体内，连接植入器，将125I粒子植入瘤体内。粒子植入后摄胸部正、侧位X线片或胸部CT，了解粒子分布情况及有无气胸、出血等并发症发生。

七、放射线防护

1．125I粒子由专人负责保管登记，储存于核医学科活性室保险柜内。

2．在核医学科铅玻璃防护条件下，将125I粒子安置于具有防辐射作用的转盘植入器内，在专用消毒锅内高温高压消毒。

3．在放射科电视透视或CT引导下，由穿防护衣的医师对患者行经皮肺穿刺，将125I粒子植入瘤体内。

4．接受治疗后的患者住入125I粒子治疗专用病室。术后6个月内，周围人群采用1．5m距离防护。医护人员近距离接触患者时穿防护衣，或在患者施源部位覆盖防护裙。

5．废弃的125I粒子在铅罐储存3年按普通垃圾丢弃。

八、瘤体内种植125I粒子治疗肺部肿瘤的效果

Heelan报道经皮穿刺治疗7例肺癌，全部肿瘤均缩小，其中4例基本消失。

Santos报道肺癌肺段切除联合125I粒子种植治疗肺癌101例，局部肿瘤复发率为2%，而仅切除肺段不种植粒子的102例患者局部肿瘤复发率为18．6%。

Fleischman报道开胸种植125I粒子治疗非小细胞肺癌14例，肿瘤外围接受的剂量为8Gy，中心为20Gy，至少随访12个月，平均和中位生存期分别为16．7个月和15．1个月，肿瘤局部控制率为71%（10／14），肿瘤＜3cm的6例肺癌局部肿瘤均得到控制，肿瘤直径3～5cm大小的5例患者中，4例局部肿瘤得到控制。

笔者进行经皮穿刺种植125I粒子治疗肺癌41例，38例均有肿瘤缩小，缩小程度为25%～100%，3例无变化，有效率96．6%。其中1例小细胞肺癌于治疗后1周肿瘤即缩小54%（与化学治疗联合）。另外，有1例肺部转移性神经鞘瘤，肿瘤直径2cm，经皮穿刺种植125I粒子12粒（0．9mCi／粒），4个月后完全消失，5年后患者曾经2次手术切除的腰椎处原发病灶再次复发，导致瘫痪、全身衰竭死亡，但生前肺内病灶一直未复发。

九、并　发　症

肿瘤内种植125I粒子进行近距离放射治疗不良反应少，不引起外周血白细胞下降。经皮肺穿刺瘤体内种植125I粒子常见并发症有气胸、出血、粒子移位，有通过穿刺孔漏入胸膜腔内、粒子误入肺动脉。我们治疗41例肺癌中7例于穿刺后发生气胸；无大出血发生；1例瘤体内植入10颗粒子，有4颗通过穿刺孔漏入胸膜腔内；另有1例植入10颗，有1颗误入肺动脉；均未引起明显临床症状。41例中有1例植入粒子0．7mCi×20颗者发生外周血白细胞下降，经肌内注射粒细胞集落刺激因子后恢复正常。

十、粒子治疗的防护管理原则

1．有许可登记才能合法地购置、保管、使用放射源。放射源由许可登记单位专人管理。

2．放射源操作须有执业放射性工作人员参与。工作人员定期健康检查，享有有关权利。

3．使用部门需有放射源请购、收货、保管、使用、工作场监测、除沾染等记录。

4．使用源前需进行活度检定衰变校正，有无外泄漏检验，如有泄漏及时除沾处理。使用前后需清点粒子数保证无误。术中器官可能沾染物需做放射性测定再分别处理。

5．工作人员需做个人外照射常规监测。

6．植入粒子的患者需住院治疗，按临床放射治疗常规观察处理。

7．建立放射源使用差错和事故登记处理制度。

（胡建林）

参考文献

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［2］　胡建林，杨和平．气道支架治疗的进展．第三军医大学学报，2004，26（11）：1019－1020．

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［4］　戴克楠，邹博陈，金华．CT引导下放射性碘－125粒子植入及辐射防护．临床医学工程，2009，16（10）：20－21．