【你听说过电化学疗法ECT吗？】电化学疗法在兽医肿瘤中的研究现 ...

胡璠

电化学疗法在兽医肿瘤中的研究现状和展望

翻译：刘语涵

 

关键词：双相脉冲，博来霉素，癌，顺铂，电穿孔，肥大细胞瘤，宠物，肉瘤

关键点

细胞膜是化疗药物达到其生物学靶点需要克服的主要障碍。对于博来霉素等疏脂剂尤其如此。

电穿孔是一种可以大大增加肿瘤对此类药物的吸收的技术。透化脉冲和化疗的结合称为电化学疗法 (ECT)。

ECT已成功与博来霉素和顺铂联合用于治疗癌、肉瘤等实体瘤和肥大细胞瘤等血液恶性肿瘤。

新颖的应用包括在超声引导下治疗内脏肿瘤以及输送寡核苷酸、质粒和小蛋白质等分子化合物。

 

1 简介

对患有实体瘤的兽医患者实现局部肿瘤控制是兽医肿瘤学家面临的主要挑战之一，这通常是由于转诊较晚或肿瘤快速生长所致。这种临床表现通常无法仅通过手术实现局部控制，需要采用涉及辅助治疗的多模式方法，例如化疗、放疗或电化学疗法 (ECT)。

化疗可以用作减少肿瘤体积的方案，从而允许广泛切除，或者可以在选定的组织型中用作降低手术后局部复发概率的工具。最后，其主要应用是减少远端转移的纪律性。放射治疗是实体瘤综合治疗的基石，通常作为无法手术肿瘤的辅助治疗或姑息治疗。ECT 在过去 15 年，ECT 作为局部控制实体瘤的一种额外治疗方式得到了广泛的研究，显示出高反应率和有限的副作用。它涉及化疗药物（主要是疏脂分子）与应用透化电脉冲的组合，以促进癌细胞对这些药物的摄取。这种疗法因其有利的特点而在兽医界迅速流行：易于给药、有效、低发病率和相对便宜。

 

2 电化学疗法的技术原理

电穿孔是在暴露于具有适当波形的短时强电场后在细胞膜中创建水通道（电孔）。这种暂时的透化允许分子、离子和水在细胞膜的两侧之间自由传输（图 1）。暴露于透化脉冲后，细胞有 2 种可能的结果：（1）逆转并恢复到先前的稳态(2) 不可能逆转离子通道和胱天蛋白酶凋亡或坏死途径的激活，并进展至细胞死亡。这两种结果之间的转折点是将钙离子泵出膜外并将其隔离在内质网或肌浆网内的能力。第一个结果被称为可逆电穿孔；后者被称为不可逆电穿孔。为方便起见，电穿孔可分为 5 个阶段：诱导、扩增、稳定、重新封闭和记忆效应。细胞暴露于透化电场的另一个影响是跨膜蛋白的瞬时聚集，形成有助于物质交叉流动的假通道。电穿孔被定义为当透化脉冲超过跨膜电位阈值 （△Фm) 时发生的现象，具体公式如下：△Фm =1.5x Eext x r xcos Q（Q=膜相对于 Eext（外部电场）的极角）。该物理模型对于肿瘤的 ECT 来说过于粗糙。事实上，即使在定义上被证明是可接受的，它也没有考虑肿瘤组织内的细胞异质性、肿瘤灶的存在或结缔组织的可变内容，以及癌细胞在场极性方面的不同取向，这些参数将可以防止不对抗性透化。对于这些因素，序列被分成 两两垂直的 4 个脉冲序列，或作为双相脉冲序列进行管理。脉冲的长度、数量和形状是关键因素以获得成功的电穿孔。进一步的实验阐明了电穿孔现象，显示了相关临床应用的两个阶段：（1）孔诱导的早期阶段，（2）孔扩大的后期阶段。这些早期孔被称为“瞬时电孔”，电场消失后，尺寸缩小并稳定，形成所谓的持久电孔。 在摄取方面，大分子（大于数千道尔顿）主要通过瞬时电孔穿过细胞膜，并且数量较少，通过蛋白质假隧道。相反，较小的分子可以通过“持久电孔”，其特点是半衰期更长。

 

图1 电穿孔后药物灌注的机制。 (A) 应用透化脉冲之前的细胞质膜：如果没有跨膜载体的干预，疏脂药物无法进入细胞。 (B) 透化脉冲诱导跨膜蛋白聚集和/或 (C) 膜脂质双层中孔的形成。

 

3 兽医电化学治疗中使用的化疗剂

3.1博莱霉素

ECT 的基础是将电脉冲与博莱霉素给药相结合。这种药物具有疏脂性，利用蛋白质受体穿透细胞膜；因此，在正常条件下，摄取缓慢且数量有限。肿瘤细胞丧失这种膜受体是博莱霉素化疗耐药的主要机制。绕过这一障碍的一种方法是使用电脉冲对细胞膜进行透化，可以将博来霉素的跨膜增加 700 倍。图 1 显示了应用电脉冲后提出的 2 种膜透化机制。

博来霉素的作用机制是在正常条件下 DNA 断裂，导致肿瘤细胞周期的 G2-M 期停滞。当与 ECT 联合使用时，DNA 损伤的数量急剧增加，导致细胞凋亡。

 

3.2顺铂

顺铂及其类似物通过与 DNA 碱基结合与癌细胞相互作用，导致 DNA 交联，从而导致细胞死亡。电穿孔使该药物的跨膜通过增强了 4 至 8 倍，从而增加了交联数量。ECT 的这一特性使其能够在猫身上局部使用，而众所周知，猫对该药物不耐受。目前，顺铂是 ECT 中第二广泛采用的药物。

 

3.3多柔比星

多柔比星属于蒽环类药物。作用机制包括与肿瘤 DNA 的各种相互作用，例如碱基嵌入、DNA 链断裂和拓扑异构酶 II 抑制。其他机制包括 DNA 聚合酶活性抑制、基因表达调节改变以及自由基释放。临床前研究推断 ECT 可以提高体外和体内模型中多柔比星的疗效。该药物还被用于 ECT 姑息治疗。患有乳腺癌的宠物得到了可接受的结果（Enrico Pierluigi Spugnini，个人观察）。

 

3.4米托蒽醌

米托蒽醌是一种合成的蒽环类类似物，其心脏毒性比该家族其他成员低得多，其机制与多柔比星相似。它根据脂质双层的组成通过细胞膜扩散。 ECT 已被证明可以提高对人类和兽医患者的疗效。

 

4兽医肿瘤学中的临床电化学治疗方案

兽用 ECT 与人类 ECT 的区别有 3 个主要考虑因素：

1. 在人类中，它主要用于皮肤转移癌症的姑息治疗或治疗原发性皮肤肿瘤。在兽医肿瘤学中，ECT 被用作实体瘤和特定内脏肿瘤的一线治疗。

2. 虽然在人类ECT 经常在局部麻醉下进行；但在兽医应用中，ECT 是在患者处于高度镇静或全身麻醉下进行的。

3. 兽医 ECT 可以是姑息治疗、辅助治疗或新辅助治疗，并且可以与手术同时进行（术中 ECT）。

 

该方案包括根据标准化诱导方案，使用不同药物（包括布托啡诺、美托咪定、乙酰丙嗪、美沙酮和氯胺酮）组合对患者进行镇静。诱导后，静脉注射丙泊酚或巴比妥类药物以加深麻醉深度。在术中 ECT 的情况下，通常使用异氟烷或七氟烷等气体维持患者状态。在患者适当镇静后，全身和/或局部施用化疗药物。一般来说，博莱霉素以 20 至 30 mg/m2 的浓度静脉推注（或米托蒽醌的剂量为 5 mg/m2）。顺铂可以0.5 至 1 mg/mm3的浓度局部注射到肿瘤内或肿瘤床，或者浓度为 1.5 mg/mm3 的博莱霉素。两种药物的联合用药已成功地提高了治疗效果。随后，在给定的时间间隔（通常为 5 分钟）后，施用 8 个透化脉冲序列。图 2 总结了兽医患者的 ECT 疗程。两种最流行的波形是方波和双相波形。透化协议在电气形状、电压、电流强度、频率和脉冲间持续时间方面可能有所不同。作者之前的设置采用了一系列8 个双相脉冲，每个持续 50 +50 微秒，脉冲间间隔为 1 毫秒，使用卡尺或针阵列电极以 1300 V/cm（术中 ECT 为 800 V/cm）、1 Hz 频率的序列传输。目前，作者将间隔脉冲减少到 300 毫秒间隔（每列总治疗时间 3.2 毫秒），并采用安培阻尼器，显着降低了发病率。使用导电凝胶改善了外部电极与病变的接触和电传导。每隔两周重复一次治疗。在术后 ECT 的情况下，疗程次数仅限于 2 次治疗，而在直接消融肉眼疾病的情况下，进行 ECT 直至达到完全缓解或发生肿瘤进展。

 

图 2. ECT的操作过程。 (A) 患者被剃毛以暴露未完全切除的纤维肉瘤的潜在疤痕。 (B) 镇静后，患者接受博来霉素推注治疗。 (C) 手术疤痕注射顺铂。 (D) 使用板电极的较大表面进行电脉冲。 (E) 用板电极的较小表面进行电脉冲。 (F) ECT 仪器。

 

4.1超声引导腔内肿瘤电化学治疗方案

患者镇静后，静脉注射博来霉素，然后在超声引导下将带有电屏蔽的成对针插入肿瘤内。成像辅助可以避免坏死和出血灶，多普勒超声技术可以避免主要血管。此时，5 个系列的双相电脉冲以 800 V 的起始电压传送到肿瘤，并根据组织电导率进行修改。该方案将焦耳效应（直接热消融）与 ECT 的效果结合起来。重复治疗直至实现肿瘤覆盖。每两周重复一次疗程，直到观察到肿瘤反应（图 3）。

 

图 3. 对犬类患者进行超声引导下的 ECT；脉冲通过针阵列电极传递。

 

5 电化学疗法在兽医肿瘤学中获得的临床结果：实体瘤

5.1间质瘤肿瘤

5.1.1 猫软组织肉瘤

猫科动物患者在兽医 ECT 方面有着特殊的记录，是第一批参加临床试验的宠物。在 20 世纪 90 年代末，一组在辅助钴放射治疗和手术消融后软组织肉瘤复发的猫被纳入一项关怀性 ECT 研究，并与未经治疗的对照进行比较。 该试验报告了一位有部分缓解的患者，这可能是结果复发性肿瘤产生的获得性化疗耐药性。由于需要进行额外的初步调查，两项研究招募了患有各种肿瘤（包括几种软组织肉瘤）的宠物，并直接使用 ECT 进行靶向治疗。与其他组织型不同，间质类肿瘤的缓解率较低，完全缓解罕见。对一只患有未完全切除的血管外皮细胞瘤的猫进行的初步观察，接受 2 次术后 ECT 治疗后获得了长期控制。采取不同方法为了进一步提高 ECT 在肉瘤中的有效性，导致手术肿瘤切除后采用辅助 ECT（术中和术后）。一组猫科动物患者被纳入术中或术后接受局部注射博莱霉素的 ECT。这些猫与仅接受手术治疗的队列进行匹配。总共 72 只猫被分配到 3 个实验组。结果证明，ECT 可以延长局部肿瘤的控制和生存，与其给药方式无关。本研究确定了许多预后因素，包括既往治疗和肿瘤大小，副作用仅限于局部炎症和偶尔的伤口裂开。值得注意的是，一只接受过放射治疗的肉瘤的猫在 ECT 后经历了放疗副反应。 多年来，ECT方案的完善使得治疗指数狭窄的化疗药物得以临床恢复。一个早期病例涉及使用基于顺铂的辅助 ECT 治疗一只患有双侧面部横纹肌肉瘤的猫。 ECT 期间药物的快速跨膜翻译可阻止接受顺铂的猫科动物报告的毒性（致命性肺水肿）。最后，一项更广泛的验证性研究进一步调查了顺铂联合 ECT 辅助治疗猫肉瘤的情况。总共招募了 64 只患有肉瘤的猫并接受 ECT 治疗，并将它们的反应与仅接受手术的 14 名患者组成的对照组进行了比较。ECT 提高了局部控制，平均复发时间为 666 天，而对照组为 180 天。

5.1.2 犬软组织肉瘤

在22只犬中，用博来霉素在肿瘤部位局部注射治疗，描述了使用辅助ECT治疗不完全切除的软组织肉瘤。该方案耐受性良好，中位复发时间为730天。可忽略的副作用被注意到。一份病例报告描述了新辅助ECT在患有无法手术的高级别软组织肉瘤的狗中的有效性，通过将肿瘤体积缩小到可手术的大小。新辅助ECT允许切除残余肿瘤和手术野的灭菌，从而获得长期的肿瘤控制。作者组最近的一项研究使用全身博来霉素和局部顺铂联合给药治疗30只犬的不完全切除的软组织肉瘤。在本文写作时，26只犬没有复发的证据；3只犬出现复发，1只犬同时出现局部复发和肺转移。中位复发时间为857天。使用博来霉素和顺铂联合的ECT似乎在治疗不完全切除的犬软组织肉瘤方面具有良好的耐受性和高度的有效性，是作者所在组目前的标准方案。

5.1.3罕见的间质类肿瘤：犬纤维瘤病

犬纤维瘤病是一种罕见的软组织肿瘤。其特点是生长迅速且具有侵袭性，容易出现瘢痕组织样复发。由于生长方式和肿瘤位置的原因，这些病变给临床带来了挑战。一篇报道描述了一名大丹麦人在不完全手术切除后诊断为复发性纤维瘤病的阳性结果。该犬在ECT治疗4个疗程后达到完全缓解，3年后死于非相关疾病。

 

5.2 犬上皮性肿瘤

5.2.1犬肛周和肛囊腺肿瘤

犬肝样腺肿瘤，尤其是腺瘤，对ECT反应灵敏。该疗法可用于治疗去势后未消退的大型肛周肿瘤。在选定的病例中，作者采用椎管内麻醉进行ECT，患者耐受性良好。第一篇报道使用以顺铂为基础的ECT治疗犬肛周巨大肿瘤，总反应率为82 %，其中41 %达到完全缓解。随后的报道使用以博来霉素为基础的ECT治疗这些肿瘤，总反应率为91 %，其中83 %达到完全缓解。考虑到这些肿瘤(尤其是涉及肛囊者)累及深部组织，经常发生溃疡和出血，可能影响药物的正常分布，最近针对这些侵袭性肿瘤提出了一种结合手术切除的辅助方法。，对于浸润性肛门囊癌，特别是那些延伸至腹腔的癌，超声方法被认为更合适。这些策略证明了 ECT 可以成功应用于肛门等敏感组织，从而通过保守手术控制肿瘤并保留功能。

 

5.2.2 猫头颈癌

白猫极易患上阳光诱发的恶性肿瘤，特别是鳞状细胞癌 (SCC)，影响鼻镜、眼睑和头部。患者通常在晚期情况下诊断出患有这些肿瘤，无法进行根治性切除。因此，这些肿瘤通常采用放射治疗。ECT 已被成功提出作为这些肿瘤的替代疗法。一项用病灶内使用博来霉素和 ECT 治疗 9 只猫的初步研究。其中 7 只猫 (77.7%) 获得了不同持续时间的完全缓解。在随后的研究中ECT 方案中采用了博来霉素的全身给药，再次报告了良好的控制率并保留了解剖结构。许多患有晚期头颈部鳞状细胞癌的猫接受了通透性电脉冲 (ECT) 增强的全身博来霉素治疗，并与单独接受博来霉素的对照组对比。 ECT 组的结果明显好于对照组。进展的中位时间分别为 30.5 个月和 3.9 个月。一般来说，副作用仅限于局部炎症；然而，患有晚期鼻平面鳞状细胞癌（即 T4 阶段）的猫可能会形成明显的疤痕组织，可能导致嗅觉丧失（E.P. Spugnini，个人观察）。这项研究验证了 ECT 攻击广泛癌性病变的能力，即使是在具有挑战性的区域，如眼睑和眼周区域。图 4 显示了一只患有眼 SCC 的猫接受 ECT 成功治疗的结果。

 

图 4.因阳光诱发的眼睑鳞状细胞癌的猫接受 ECT 治疗的结果。 (A) 就诊时的患者。 (B) 1 次 ECT 后的患者：肿块缩小，血管化程度降低。 (C) 2 次 ECT 后的患者，显示眼睑肿瘤完全消退。 （由 D. Santos dos Anjos、DVM、理学硕士、博士生 (Unesp-Jaboticabal) 提供，巴西、墨西哥。）

 

5.2.3 各种皮肤肿瘤

皮肤肿瘤通常通过手术治疗。 ECT 目前仅限于治疗无法手术的肿瘤、转移的肿瘤或无法采取保守策略的区域的肿瘤。

文献报道了 ECT 治疗伴有颈部淋巴结转移的顶浆腺癌、足垫神经节神经母细胞瘤和手指毛母细胞瘤的情况。患有顶浆腺癌的狗接受了基于米托蒽醌的全身 ECT 治疗，肿瘤得到了超过 6 个月的控制。患有神经节神经母细胞瘤的猫接受了 3 次 ECT 治疗，并在超过 450 天的时间里实现了完全缓解。 使用全身性博来霉素，通过 3 次 ECT 成功治疗了指毛母细胞瘤。在整个 ECT 治疗过程中，肿瘤体积不断缩小，81 天后达到完全缓解。患者的无病间隔期为 700 天。

 

6 电化学疗法在兽医肿瘤学中获得的临床结果：圆形细胞肿瘤

6.1 犬黑色素瘤

黑色素瘤是最早采用 ECT 治疗的圆形细胞肿瘤之一。一项小型研究对 10 只狗进行病灶内基于博来霉素的 ECT 进行调查，反应率为 80%，40% 的反应者得到控制超过 1 年。 促进更长反应的一个因素是肿瘤位于口腔的柔软区域，那里缺乏骨骼，使得药物分布更加均匀。值得注意的是，完全缓解者在肿瘤部位表现出持续的脱色素，这可能是继发于 ECT 诱导的免疫反应的触发。最近，一份病例报告描述了狗肛门黑色素瘤的成功姑息治疗，ECT 允许保留肛门功能 3 个月。

 

6.2 犬肥大细胞瘤

肥大细胞瘤 (MCT) 是兽医学中最常见的肿瘤之一，由于生长速度、位置以及组胺和其他血管活性物质含量高，可能难以控制。ECT 可用于直接攻击这些肿瘤，或作为手术切除后的辅助治疗。一篇文章描述了在 28 只肥大细胞肿瘤未完全切除的狗中成功使用基于博来霉素的局部 ECT。另一项研究将 ECT 直接治疗 MCT 与手术治疗的结果进行了比较，推断 ECT 可能是一种潜在的替代方案，第三项前瞻性研究使用基于顺铂的 ECT 治疗了 37 只患有不完全切除的 II 级和 III 级 MCT 的狗，结果显示 78% 的缓解率和最小的副作用。 然而，另一份报告描述了 ECT 在患有以下疾病的狗中的使用： MCT 作为一线治疗或手术辅助。在这项回顾性研究中，51 只患有 MCT 的狗被分为以下治疗组（仅 ECT，15 例；术中 ECT，11 例；ECT 辅助手术，14 例；手术后 ECT，11 例）。研究显示，术中组的狗表现出最佳的无病间隔。综合起来，这些观察结果表明 ECT 是一种非常有效且灵活的技术，可以单独使用或与其他疗法结合使用。

 

6.3 犬猫淋巴瘤

关于宠物淋巴瘤的 ECT 文献仅限于一篇评估基于博来霉素的 ECT 在治疗局限性犬和猫淋巴瘤中的潜力的文章。 本研究总共招募了 6 名患者，临床反应从 1 周到 1 周不等。最长3年。 ECT 的耐受性良好，尽管治疗的是鼻腔和球后间隙等敏感组织，但副作用也很有限。就反应程度和持续时间而言，患有鼻腔或球后淋巴瘤的猫反应最好。作者小组主要采用这种方法来缓解化疗耐药性口腔淋巴瘤。

 

6.4 传染性性病肿瘤

一种传染性性病肿瘤 (TVT)，在犬科动物中通过性传播。这种肿瘤已被长春新碱成功治疗。很少有化疗耐药的报道，建议将多柔比星作为二线治疗。另外，放射治疗已成功用于局部控制。一份临床报告描述了使用 ECT 作为补救措施的可能性，报告了 3 例化疗耐药 TVT 病例，这些病例对病灶内博来霉素和电穿孔成功产生了反应。

 

7 基于成像技术的电化学疗法

目前ECT的前沿是其在内脏和腔内肿瘤治疗中的应用。超声辅助 ECT 的首次应用是治疗猫的胸腺瘤。患者在全身麻醉下使用博来霉素进行治疗，然后通过专门设计的反射电极施加透化电脉冲。肿瘤获得了长期部分缓解，存活期为 141 个月。 ECT 应用的另一个新领域是鼻腔肿瘤的治疗。最近的一篇文章描述了使用单针电极治疗深部肿瘤。共有 11 只患有各种鼻部肿瘤的狗接受了 ECT 治疗，91% 的患者有反应。据报告，1 年总生存率为 60%，2 年总生存率为 30%。内镜ECT已成功尝试对2例犬直肠肿瘤（腺癌和淋巴瘤）患者进行治疗，取得了良好的肿瘤控制效果。目前正在研究这些治疗途径，但随着新技术的开发和现场测试，初步报告显示出希望。

 

8 结论

ECT 将一些标准化疗药物与电穿孔结合使用以提高其疗效。它允许使用治疗指数窄的疏脂药物以获得高反应率。同时避免患者中毒。在兽医肿瘤学中，这种方法因其高效和低毒性而成为各种癌症组织型的一线治疗方法。这种方法的另一个优点是在复发的情况下可以重复 ECT 疗程。必须谨慎选择患者进行这种治疗，以避免不良并发症。特别是，患有较大肿瘤的患者可能容易出现继发于肿瘤组织大量破坏的副反应（即肿瘤溶解综合征、血栓栓塞、弥散性血管内凝血）或伤口愈合延迟、瘢痕和局部坏死。

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无名小辈

这是比较新的方向吗？

胡璠

无名小辈 发表于 2024-4-7 15:37
这是比较新的方向吗？

其实这个技术已经不新了，从出现开始到现在应用的越来越多，所以我有些想试试