第109期
出刊日:2025-01-13
返回上一層治療肝癌 無傷口 Histotripsy 高強度超音波組織碎化術 讓肝腫瘤「自爆」瓦解
肝癌的治療又有新突破!一種運用高能量超音波的組織碎化術已在美國核准用於肝癌治療,此療法讓肝癌治療從「微創」晉級到「無創」,且無輻射,被視為劃時代的發明,盼成為治療肝癌的新利器!
諮詢╱吳志宏(臺大醫學院放射線科臨床助理教授、臺大醫院影像醫學部主治醫師)、陳世杰(臺大醫學院放射線科教授、臺大醫院影像醫學部主任)
撰稿╱黃筱珮、黃靜宜
2023年10月美國食品藥物管理局(FDA)核准組織碎化術(Histotripsy)用於肝癌治療,原發性肝癌或轉移性的肝腫瘤皆適用。此一療法受到廣泛矚目,媒體報導香港首富李嘉誠斥資高達4680萬港幣購買兩部新穎的組織碎化術儀器捐贈給香港兩家醫學院,使香港成為亞洲第一個引進組織碎化術的地區。據聞廠商正在申請台灣醫療器材許可證,未來有望引進國內治療。
組織碎化術是什麼樣的療法?為何可以在不開刀、無傷口、無輻射的情況下破壞癌細胞?
現行肝癌微創療法多元 仍有治療限制
目前肝癌的治療方式已經相當多元,除手術切除外,另有其他侵襲性較低的介入治療(interventional oncology),如無線射頻燒灼術(radiofrequency ablation, RFA)、微波消融(microwave ablation, MWA)、冷凍消融(cryotherapy)、經肝動脈栓塞(transarterial chemoembolization, TACE),及放射治療(radiotherapy)等,主要是依病人身體及腫瘤條件,選擇最適當的療法,且可能合併多種治療,以達到除惡務盡的目標。
俗稱電燒療法的RFA是開刀以外,最常使用的肝癌根除性療法,過程是醫師在超音波或電腦斷層的導引下,將電燒針經腹壁進入肝臟,穿入肝腫瘤內,透過電波產熱方式,讓目標組織壞死。與外科微創手術—腹腔鏡手術相比,傷口更小,恢復更快,可以說是微創中的微創,病人的接受度高。然而電燒對於貼近大血管的腫瘤並不適用,因為靠近血管側,電燒針的熱能容易被血流帶走,造成熱沉效應(heat-sink effect),也就是達不到足以殺死腫瘤的溫度,因而有其治療限制。
微波消融也是以「熱」做為能量,但產熱原理與微波爐類似,把一種高頻率電磁波透過探針導入腫瘤,讓組織中的水分子高速震動,透過分子摩擦產生熱能,造成腫瘤局部凝固性壞死,在肝癌治療上也有一席之地。
近年來還有一種非侵入性的熱消融技術,稱為高強度聚焦超音波,又稱「神波刀」(High-intensity focused ultrasound, HIFU),是運用超音波能量使病灶組織的溫度瞬間上升至65~85℃,藉由「熱效應」使蛋白變性及組織細胞凝固性壞死。優勢是不開刀、無傷口(無創)、無須麻醉,且可重複治療。不過目前較常用於治療子宮肌瘤、神經系統疾病(如巴金森氏症),至於肝臟、胰臟和乳腺腫瘤的治療仍有一些限制,且需要較長的治療時間,因此目前較少用於肝癌。
組織碎化術的全新突破
讓腫瘤氣泡化 「自爆」崩解
上述治療各有一些缺點,近幾年,美國密西根大學生物醫學工程教授徐蓁率領研究團隊,開發出一種稱為「組織碎化術」的全新療法,雖然與神波刀一樣是運用從體外發射的聚焦超音波,但強度更強,且發明人找到特定頻率的超音波,具有「無熱」特性,可突破上述各種熱消融技術的治療限制,引起高度關注。
治療過程需先透過影像定位導引,將短周期、高強度的超音波能量灌注於目標區域,透過空化效應(cavitation)讓腫瘤細胞內的空氣不斷膨脹、「冒泡」,腫瘤細胞內產生空洞化和氣泡化,最後「自爆」,崩解為碎片。而透過組織碎化術消融掉的物質,大約會在1至2個月內液化,慢慢被人體吸收,僅留下一個小痕跡。
因為組織碎化術治療時無傷口,屬於「無創」治療;且並非利用熱能,所以也不會產生熱沉效應,因此組織碎化術應用範圍較廣,治療後的併發症也較少。
徐蓁教授團隊曾在許多離體組織上進行實驗,包含腦部、神經、眼睛、脂肪、肌肉、肝臟、肺臟、腎臟、輸尿管、腎上腺、淋巴結、膽囊、胃、食道、子宮、子宮頸及胰臟等組織器官,都發現達到明顯的組織破壞效果,對動脈、靜脈的血管構造是少部分影響;對皮膚、軟骨及韌帶等具有結締組織的部位則沒有破壞。利用組織碎化術在各組織間具有不同裂解效果的特性,能有效碎裂腫瘤,且不傷害血管及周邊組織,可達到「精準」治療的效果,相對來說能更安全地運用於臨床治療。
兩項臨床試驗治療成功率皆逾9成
為了解組織碎化術用於肝癌的可行性,研究團隊在密西根大學醫院及威斯康辛大學醫院進行動物試驗及人體肝腫瘤消融臨床試驗,病人治療後,經磁振造影(MRI)檢查影像發現腫瘤消融的效果良好,人體臨床試驗的治療成功率達到9成以上。
「THERESA」是組織碎化術第一個針對肝癌的人體臨床試驗,共有8名患者參與,其中5位女性、3位男性,平均年齡64歲。這 8 名患者共有11處肝臟腫瘤,分別是原發性肝細胞癌、結直腸癌肝轉移、乳癌肝轉移、膽囊癌肝轉移,肝腫瘤平均大小1.3公分。治療成功率為90.9%,肝腫瘤均明顯被破壞,僅有一處肝腫瘤因治療時脫靶(mistargeted)造成失敗。
第二個臨床試驗名為「HOPE4LIVER」,除了觀察治療的有效性之外,並要確認安全性。該試驗收治44名美國與歐洲國家患者、共49處肝臟腫瘤,其中18名為原發性肝腫瘤,26名病患有來自結腸、直腸、乳腺、胰腺和其他原發部位的轉移性腫瘤,腫瘤平均大小為1.5公分。研究團隊在術後3天內進行評估,發現組織碎化術有效擊碎42個腫瘤,成功率達到95.5%,也未有併發症產生,有效性與安全性均良好。

插畫:高強度超音波組織碎化術(Histotripsy)示意圖
組織碎化術利用高強度聚焦超音波,精準作用於腫瘤區域,使腫瘤細胞碎化。用於肝癌治療時,需在患者腹部上放置內含「無氣泡水」的特製水袋,利用水作為介質,使超音波能量更完整傳達到腫瘤。Histotripsy可誘發遠端效應
增強人體免疫反應
研究團隊並發現組織碎化術可以誘發免疫反應。臨床試驗發現,對於結直腸癌肝轉移的患者,治療肝臟單一區域的腫瘤之後,其他沒有接受治療的轉移病灶也同步縮小,甚至消失。
推測原因,組織碎化術的無熱效應治療原理與現行的熱消融方式有別,熱消融如同放火把腫瘤燒得片甲不留,腫瘤細胞中的蛋白幾乎全數覆滅沒有殘存;但Histotripsy是傳送特定頻率的超音波讓細胞膨大「自爆」,其爆裂的腫瘤碎屑依然存在,成為可供免疫細胞辨識的抗原,因而達到增強免疫反應的效果。
這個特別的現象如同「隔山打牛」,臨床上稱為遠端效應(abscopal effect)。醫學界認為遠端效應和人體的免疫系統有關,組織碎化術治療造成癌細胞崩裂後釋出抗原,使免疫系統得以認識這些抗原並製造出能毒殺癌細胞的淋巴球。這些淋巴球再到身體其他地方攻擊未接受治療的病灶,造成臨床上的遠端效應。
這個發現讓組織碎化術可望廣泛用於更多癌症上,相當令人振奮。
美國臨床多用於5公分以下肝癌
超音波需靠特製水袋做中介質
由於肝臟血流非常豐富且血管結構複雜,肝腫瘤經常長在靠近血管的「危險區域」,熱消融治療對於此類腫瘤有其限制,而組織碎化術的無熱特性可大幅減少併發症的發生,在治療肝癌上有相當大的優勢。
依據吳志宏醫師實地前往密西根大學醫院交流研習的觀察,組織碎化術儀器大小約兩台超音波的體積,治療前有些準備工作,因需在病人腹部放置一種特製水袋,需先替病人腹部除毛及去角質,使傳遞超音波能量的水袋更貼合身體。
水袋係以一種具有高韌性特質的膜製成,內含特製的「無氣泡水」,這也是組織碎化術的專利所在,也是耗材。治療前先透過電腦斷層(CT)或磁振造影(MRI)定位病灶,將水袋置於病人腹部後,儀器探頭再隔著水袋發射超音波,利用無氣泡水作為介質,能使超音波能量更完整傳達到腫瘤的位置。
療程約15分鐘即完成,在美國屬於門診手術,但考量治療過程中的穩定性,還是會幫病人全身麻醉。治療後病人多半表示無痛感,甚至因為無傷口,病人麻醉清醒後還詢問醫療團隊:「真的已經治療完成了嗎?」露出不敢相信的表情。
目前臨床上此一治療多用於5公分以下的肝腫瘤,但其實肝腫瘤大小並無限制,腫瘤愈大,所需時間愈長。治療後病人可照常生活,只是少數肝腫瘤靠近血管的病人,術後可能發生血栓,為避免此一情形,因此術後開立抗凝血劑供病人服用成為例行性作法。

圖說:美國密西根大學醫院已經使用超音波組織碎化術治療肝癌病人。(吳志宏醫師提供)
組織碎化術長期療效尚待驗證
不過如同所有的治療方式,組織碎化術也存在著侷限與可能的風險,例如並非所有的肝腫瘤都適用,像是靠近肝臟頂部(liver dome)的高位肝腫瘤即不適用,因為這類病灶靠近肺臟,超音波無法透過肺臟再傳遞到腫瘤處。因此,患者是否適合此一治療方式,仍需經醫療團隊審慎評估。
此外,組織碎化術問世不久,追蹤時間不長,目前尚不清楚肝癌病人在治療之後是否容易復發,以及腫瘤崩解後癌細胞是不是會經由血液流竄到其它部位,造成遠端轉移?這些風險還在未知階段,因此這個全新療法的長期治療效果仍待時間驗證,與其他肝癌治療方式的比較研究也仍在進行中。
期待也能用於胰臟癌及其他疾病
除了美國FDA已核准的肝癌適應症外,各界亦期盼組織碎化術未來有機會用於胰臟癌治療。因胰臟癌的惡性大,且現有的治療手段少,組織碎化術的無創及無熱效應的治療潛力,為胰臟癌帶來新希望。另外組織碎化術用於腎臟癌、骨肉瘤(Osteosarcoma)、腦瘤的臨床試驗也正在如火如荼進行中,試驗結果值得關注。
不只在癌症領域的進展,近年發現組織碎化術在心血管疾病及神經疾病也有治療潛力,例如神經系統疾病血塊液化、血栓溶解、肌肉內血腫液化、新生兒和胎兒先天性心臟病、心瓣膜疾病、腎結石治療等,組織碎化術都有介入治療的可能性,有機會造福更多病患族群。
儘管全新的治療技術令人振奮,不過組織碎化術醫療儀器造價昂貴,目前一台要價約新台幣1億元,美國的治療定價是一次約新台幣60萬元,價格不斐,未來引進台灣,健保並不給付,恐怕需自費,除了要視病人病況決定能否接受治療外,經濟狀況也是重要考量,這個全新的肝癌治療方式能否普及還有待觀察。

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