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冷冻治疗具有悠久的历史,自古埃及、希波克拉底和拿破仑时代将冷冻用于创伤、炎症、止痛和止血治疗起,随着制冷剂和设备的不断发展,目前已广泛用于皮肤黏膜疾病和各类肿瘤的治疗。在气道疾病方面,冷冻消融(Cryoablation)也已成为一种气道良恶性病变的重要手段。
冷冻消融利用焦耳-汤姆逊效应,可通过支气管镜将冷冻治疗设备(如冷冻探针等)送至气道狭窄部位,利用超低温(CO2冷冻剂可达-40℃左右,N2O冷冻剂可达-89℃,氩氦可达-120至-165℃)多个循环的冻融治疗,可使病变组织细胞内冰晶形成导致细胞坏死,代谢途径解偶联,细胞骨架、细胞膜结构改变,细胞内外渗透压改变,细胞脱水、血管内血栓形成导致组织缺血以及可持续数周至数月的延迟损伤和免疫学效应,可引发多种细胞死亡级联反应。实现消融气道病变(如肿瘤、肉芽组织、瘢痕)等,并抑制病变的过度生长,延缓再狭窄。
冷冻消融相较于传统热消融治疗,具有以下优势:不产生热损伤,无电相关事故风险,可保证气道术中氧供给,气道内治疗探针可重复使用,由于气道软骨和结缔组织等对冷冻治疗的敏感性较低,在气道治疗中穿孔等损伤风险较低。冷冻本身具有麻醉效果,同时可借助直视或影像手段实时监测消融区域,甚至可评估病灶内温度梯度。另外,由于冷冻治疗更为强烈的炎症、免疫反应,甚至可诱导“远隔效应”,目前已有诸多研究探索其在晚期肿瘤联合治疗中的增效作用。
目前,冷冻消融常用于良恶性气道狭窄的支气管镜介入治疗。临床应用场景包括以下4种。
(1)良性气道狭窄:多见于气管插管/切开、气道损伤后引起的瘢痕狭窄或肉芽组织增生,可减少成纤维细胞的过度增殖和胶原纤维的异常沉积,从而抑制瘢痕、肉芽的再次形成,降低狭窄复发的风险;
(2)恶性气道狭窄:用于无法手术的恶性中央气道狭窄(如原发性肺癌或转转移性肿瘤等)的姑息治疗,通过冻切(Cryorecanalization)的方式切除肿瘤组织快速畅通气道,缓解呼吸困难,利用冻融的方式抑制肿瘤生长,也常与热消融(如激光)或支架置入联合使用解除气道狭窄;
(3)其他狭窄:用于清除气道内的阻塞性血凝块、黏稠痰栓或异物,恢复气道通畅;
(4)慢性气道疾病:利用冷冻治疗进行气道迷走神经消融、液氮冷冻喷雾破坏杯状细胞和黏膜下腺等改善痰液分泌等治疗方式也在慢性阻塞性肺疾病、哮喘等慢性气道病患者中进行了初步应用探索。
经气道冷冻消融的常用设备包括不同规格的CO2冷冻探针(图1)、N2冷冻探针等。CO2冷冻探针的治疗温度高、消融深度浅、冷冻时间长、手术时间长,受限于探头尺寸,其冷冻范围小、冷冻点多、操作时间长、存在病灶遗漏风险,再狭窄周期短。目前亟待开发适用于气道狭窄的高效率冷冻消融治疗器械。宋元林教授团队牵头了一项全国多中心的新型气道冷冻球囊消融系统随机对照研究,证实了该新型冷冻消融系统用于恶性中央气道狭窄的安全性与有效性,可显著缩短操作时间,可作为恶性中央气道狭窄支气管镜冷冻消融治疗的优选替代方案(图2),成果发表于Thorax杂志。
图1 常用的CO2冷冻探针
图2 新型气道冷冻球囊消融系统治疗肺癌所致中央气道狭窄
综上,冷冻消融在治疗支气管狭窄方面具有自身独特的特点和优势,在慢性气道病治疗领域也有前沿应用探索,是经支气管镜介入治疗中重要的措施和手段。目前,冷冻治疗正从传统的局部物理治疗,向精准微创介入、肿瘤免疫微环境调控等多元化方向演进,未来有希望在更多的疾病领域发挥不可替代的价值。
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