納米刀腫瘤治療系統(tǒng)（NanoKnife System）是一種非熱能的新型腫瘤微創(chuàng)消融技術(shù)，源于不可逆性電穿孔技術(shù)（Irreversible Electroporation，IRE）。它通過釋放高電場(chǎng)短脈沖，破壞腫瘤細(xì)胞膜脂質(zhì)雙層結(jié)構(gòu)，在膜上形成無數(shù)的不可逆性納米級(jí)穿孔，改變細(xì)胞膜通透性，使大小不等的分子自由進(jìn)出細(xì)胞，破壞細(xì)胞內(nèi)平衡，使細(xì)胞快速凋亡。
2011年10月美國FDA正式批準(zhǔn)納米刀應(yīng)用于臨床，2012年12月亦獲歐盟批準(zhǔn)。2015年6月在中國批準(zhǔn)應(yīng)用于臨床，廣州復(fù)大腫瘤醫(yī)院引進(jìn)納米刀技術(shù)，并于7月1日成功實(shí)施了腫瘤納米刀治療。2014年8月，徐克成教授和牛立志教授聯(lián)合主編的《腫瘤消融新技術(shù)-不可逆電穿孔》專著出版。
納米刀的臨床應(yīng)用
發(fā)展歷史
納米刀是由美國AngioDynamics 公司研發(fā)，于2011年經(jīng)美國FDA批準(zhǔn)應(yīng)用于“軟組織腫瘤消融”后，立即引起全世界專家的熱捧。歐盟、澳大利亞、加拿大、中國稍后批準(zhǔn)應(yīng)用。迄今，全球已有100多個(gè)核心腫瘤醫(yī)院采用了該技術(shù)。治療的癌腫包括胰腺、肝、腎、前列腺以及其他實(shí)質(zhì)器官以及軟組織的腫瘤，特別適用于臨近大血管、肝門區(qū)、膽囊、膽管、輸尿管的腫瘤。文獻(xiàn)報(bào)告胰腺癌的治療具有特別價(jià)值。
基本原理
納米刀腫瘤治療是近年來流行起來的治療腫瘤的新型技術(shù)。它是指把直徑1毫米的電極針經(jīng)皮膚刺入腫瘤，并以計(jì)算機(jī)技術(shù)計(jì)算和繪制預(yù)計(jì)電場(chǎng)的大小和為止，釋放高壓電脈沖在腫瘤細(xì)胞上行程納米級(jí)永久性穿孔，破壞細(xì)胞內(nèi)平衡，是靶細(xì)胞（癌細(xì)胞）快速凋亡。因細(xì)胞穿孔是納米級(jí)的，而被稱為“納米刀”。
腫瘤消融是21世紀(jì)腫瘤治療的重大進(jìn)展，使許多不能手術(shù)切除，或不耐手術(shù)的患者獲得有效治療，甚至根治的機(jī)會(huì)。常用技術(shù)有熱消融（射頻、微波）和冷消融（氬氦刀和液氮）。納米刀是不冷也不熱的特殊技術(shù)。如果說，“消融”是腫瘤局部治療的“皇冠”，那納米刀”， 則是皇冠上的“明珠”。
作用原理
一系列的實(shí)驗(yàn)和臨床研究顯示，納米刀具有其他消融技術(shù)所不具有的優(yōu)點(diǎn)，包括對(duì)組織的消融具有選擇性，只破壞“細(xì)胞”，很少傷及血管壁、神經(jīng)、氣管和支氣管、膽管、腸管、輸尿管；消融區(qū)界限清楚。這對(duì)于體積甚小的胰腺極為重要；消融不產(chǎn)生熱量，也不依賴熱量，不受臨近的大血管（例如腹腔動(dòng)脈、主動(dòng)脈）血流所影響；引起的細(xì)胞死亡不是“壞死”，而是凋亡，可激發(fā)抗腫瘤免疫反應(yīng)；治療時(shí)間極短，治療3厘米大小腫瘤只需5分鐘，麻醉時(shí)間相應(yīng)縮短，有利于術(shù)后康復(fù)。消融過程可在超聲、CT 或MR 上清清楚楚顯示出來，從而保證消融達(dá)到最大效果。
納米刀通過探針對(duì)腫瘤細(xì)胞釋放高壓脈沖，使其細(xì)胞膜產(chǎn)生納米級(jí)的不可逆電穿孔，從而導(dǎo)致細(xì)胞的凋亡。腫瘤細(xì)胞凋亡后，體內(nèi)吞噬細(xì)胞將細(xì)胞碎片吞噬掉，治療區(qū)域逐步被正常組織所取代。
納米刀腫瘤治療系統(tǒng)
納米刀能更精準(zhǔn)地誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡而對(duì)腫瘤進(jìn)行完全的消融，且不會(huì)對(duì)消融區(qū)內(nèi)的其他重要組織，如血管、膽管、神經(jīng)等造成不可逆的損傷，從而減少其他傳統(tǒng)消融方式所伴有的并發(fā)癥。 因此，納米刀可應(yīng)用于胰腺、肝、腎、前列腺以及其他實(shí)體腫瘤，尤其對(duì)靠近大血管、肝門區(qū)、膽囊、膽管、輸尿管的腫瘤具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
納米刀基本工作原理
納米刀的優(yōu)勢(shì)
通過眾多臨床研究表明，納米刀是一種安全而又高效的腫瘤治療技術(shù)，其具有以下優(yōu)勢(shì)：
1. 消融時(shí)間短 治療直徑約3cm的實(shí)體腫瘤時(shí)，納米刀一般只需90個(gè)100毫秒的超短脈沖。一組治療時(shí)間不到一分鐘。因此即使有3個(gè)或4個(gè)相互重疊的消融區(qū)，全程的消融時(shí)間也不會(huì)超過5分鐘。
2. 治療區(qū)域的血管、神經(jīng)等重要組織得以保留 納米刀消融技術(shù)的另一個(gè)特點(diǎn)是它能夠保護(hù)消融區(qū)內(nèi)重要的組織結(jié)構(gòu)。 經(jīng)過納米刀治療的肝組織中，其重要結(jié)構(gòu)如肝動(dòng)脈，肝靜脈，門脈，肝內(nèi)膽管均能得到良好的保護(hù)。
3. 不受熱島效應(yīng)影響 納米刀的消融主要是通過電脈沖擊穿細(xì)胞膜，在此過程中不會(huì)產(chǎn)生熱量，也不會(huì)受到其他外界溫度影響。而傳統(tǒng)的熱消融或者冷消融，若消融區(qū)域內(nèi)存在較大血管，其熱量就會(huì)被血流帶走，導(dǎo)致周邊消融不徹底。
4. 治療徹底，治療邊界清晰 無論腫瘤是靠近血管的，還是形狀不規(guī)則或者是大腫瘤，納米刀都能對(duì)其進(jìn)行徹底消融。此外，納米刀消融區(qū)邊界清晰，劃界厚度僅為1-2細(xì)胞單元。治療區(qū)和非治療區(qū)域涇渭分明，因此，對(duì)納米刀的有效性、治療結(jié)果以及后續(xù)跟蹤都能進(jìn)行更準(zhǔn)確的判斷和評(píng)估。
5. 治療區(qū)域可恢復(fù)正常功能 納米刀會(huì)對(duì)腫瘤細(xì)胞造成不可逆的損傷，引起細(xì)胞凋亡并最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。凋亡的優(yōu)點(diǎn)之一就是它能夠利用免疫來促進(jìn)細(xì)胞死亡，人體將把細(xì)胞凋亡識(shí)別為正常的細(xì)胞死亡過程，然后通過細(xì)胞吞噬作用將凋亡組織清除掉，促進(jìn)正常組織的再生與修復(fù)。
無熱島效應(yīng)，術(shù)后恢復(fù)好
6. 效果過程可實(shí)時(shí)監(jiān)控 納米刀治療能夠通過超聲、CT和MR進(jìn)行影像導(dǎo)航和監(jiān)控。用超聲或CT監(jiān)控到的消融區(qū)與病理分析中測(cè)量真實(shí)的消融區(qū)的尺寸偏差僅有幾毫米。影像中還能清楚顯示未消融的殘余癌癥細(xì)胞，醫(yī)生能夠?qū)ζ湓俅芜M(jìn)行消融。另外，實(shí)時(shí)監(jiān)控還可以讓醫(yī)生觀察到消融區(qū)周圍組織的變化，從而推斷出并發(fā)癥出現(xiàn)的可能性，保障病人的安全以及有助于其術(shù)后快速恢復(fù)。
7. 納米刀可適應(yīng)更多復(fù)雜的病情 傳統(tǒng)的消融治療中，一旦腫瘤靠近大血管、靠近膽管、胰管、肝門靜脈等危險(xiǎn)區(qū)域，則無法進(jìn)行治療，另外對(duì)于前列腺腫瘤或者脊椎附近腫瘤，消融容易導(dǎo)致神經(jīng)受損而發(fā)生癱瘓、性功能喪失等情況。 由于納米刀較少傷及管道和神經(jīng)，對(duì)于以上情況均能進(jìn)行比較安全而有效的治療，對(duì)該類患者的療效具有重要作用。
納米刀在使用上可以完成其他消融方法無法完成的工作