姬忠賀孫建華武海濤張倩彭開(kāi)文李雁②
腹腔熱灌注化療對(duì)腹腔游離癌細(xì)胞殺滅效果的評(píng)價(jià)*
姬忠賀①孫建華①武海濤①?gòu)堎虎倥黹_(kāi)文①李雁①②
摘要目的:評(píng)估腹腔熱灌注化療(hyperthermic intraperitoneal chemotherapy,HIPEC)對(duì)腹腔游離癌細(xì)胞的殺滅作用,探索腹膜癌細(xì)胞學(xué)根治的可行性。方法:收集45例腹膜轉(zhuǎn)移癌患者HIPEC前、后的腹腔灌洗液(或腹水)樣本,分別行腹腔灌洗液細(xì)胞學(xué)(peritoneal lavage cytology,PLC)檢查;普通RT-PCR及實(shí)時(shí)定量RT-PCR檢測(cè)CEA mRNA、CK20 mRNA;化學(xué)發(fā)光法檢測(cè)HIPEC前、后患者血清腫瘤標(biāo)志物CEA、CA125、CA19-9;分析各項(xiàng)指標(biāo)HIPEC前、后的變化特點(diǎn)。結(jié)果:HIPEC前、后PLC檢查陽(yáng)性率分別為93.3% vs. 24.4%(P<0.001);CEA mRNA陽(yáng)性率分別為97.8% vs. 84.4%(P=0.058);CK20 mRNA陽(yáng)性率HIPEC前、后均為95.6%(P=1.000)。分別有32.5%和30.0%的患者HIPEC后CEA mRNA表達(dá)量、CK20 mRNA表達(dá)量較HIPEC前顯著下降(均P<0.001)。HIPEC前、后CEA、CA125、CA19- 9陽(yáng)性率分別為50.0% vs. 23.6%(P=0.016)、52.6% vs. 47.4%(P=0.409)、36.8% vs. 26.3%(P=0.121)。結(jié)論:HIPEC可有效殺滅腹腔游離癌細(xì)胞,為實(shí)現(xiàn)腹膜癌的細(xì)胞學(xué)根治提供了一個(gè)可行的方法。
關(guān)鍵詞腹膜癌腹腔游離癌細(xì)胞腹腔熱灌注化療
腹腔游離癌細(xì)胞(intraperitoneal free cancer cells,IFCCs)是胃腸道及卵巢惡性腫瘤腹膜復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移的病理學(xué)基礎(chǔ)。腹膜轉(zhuǎn)移癌(peritoneal carcinomatosis,PC)一旦發(fā)生,預(yù)后極差,中位生存期不足6個(gè)月[1]。
傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為,IFCCs陽(yáng)性的胃腸道腫瘤患者不適用標(biāo)準(zhǔn)根治性手術(shù),簡(jiǎn)單器官病灶切除術(shù)是最佳的治療策略。近30年來(lái),細(xì)胞減滅術(shù)(cytoreductive surgery,CRS)加腹腔熱灌注化療(hyperthermic intra?peritoneal chemotherapy)綜合治療策略逐漸發(fā)展為PC治療的有效手段,其優(yōu)勢(shì)在于通過(guò)CRS消除可見(jiàn)腫瘤,通過(guò)HIPEC殺滅微轉(zhuǎn)移灶和IFCCs[2]。
本單位自2003年起重點(diǎn)開(kāi)展CRS+HIPEC治療PC的新技術(shù)研究,證實(shí)該策略能延長(zhǎng)胃癌[1]、結(jié)直腸癌[3]PC患者的生存期。本研究收集HIPEC前、后的腹腔灌洗液,通過(guò)檢測(cè)IFCCs含量變化、腫瘤相關(guān)分子及腫瘤標(biāo)志物表達(dá)水平,評(píng)估HIPEC對(duì)IFCCs的殺滅作用。
1.1臨床資料
收集2014年10月至2015年6月在武漢大學(xué)中南醫(yī)院腫瘤科接受CRS+HIPEC治療患者的臨床資料。主要納入標(biāo)準(zhǔn):1)KPS評(píng)分>50分;2)年齡20~75歲;3)血常規(guī)、肝、腎功能基本正常;4)心、肺功能正常。主要排除標(biāo)準(zhǔn):1)年齡<20歲或>75歲;2)術(shù)前檢查發(fā)現(xiàn)肝、肺等遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移或廣泛腹膜后淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移;3)血常規(guī)、肝、腎功能明顯異常;4)術(shù)前評(píng)估不能耐受該手術(shù)者。
1.2治療方法
45例患者均在專(zhuān)門(mén)的腹膜癌治療團(tuán)隊(duì)配合下手術(shù)?;颊呷楹髷[截石位或“大”字位,取劍突至恥骨聯(lián)合的長(zhǎng)正中切口,開(kāi)腹后從膈面腹膜到盆腔腹膜探查腫瘤侵襲程度及PC范圍,記錄腹水量、原發(fā)瘤和(或)PC的大小、部位,進(jìn)行腹膜癌指數(shù)(peritoneal cancer index,PCI)評(píng)分。凡能完全縮瘤者行根治性切除,不能完全縮瘤者,行最大程度CRS,手術(shù)結(jié)束后行細(xì)胞減滅程度評(píng)分(completeness of cytoreduction,CC)。CRS完成后即行開(kāi)放式非循環(huán)HIPEC,藥物為洛鉑100 mg聯(lián)合多西他賽120 mg,分別溶解于6 000 mL生理鹽水中,進(jìn)行HIPEC,灌注溫度(43±0.5)℃,流量400 mL/min,時(shí)間60 min。HIPEC結(jié)束后行消化道重建,減張縫合切口,送ICU監(jiān)護(hù),穩(wěn)定后轉(zhuǎn)普通病房。本研究通過(guò)本院倫理委員會(huì)審核。
1.3標(biāo)本采集與處理
手術(shù)開(kāi)腹時(shí),有腹水者用注射器直接抽取腹腔深部(脾窩、陶氏腔、結(jié)腸旁溝)腹水約50 mL;無(wú)腹水者,開(kāi)腹后立即將100 mL生理鹽水灌洗腹腔,輕微攪動(dòng)后抽取約50 mL灌洗液。HIPEC治療后直接吸取腹腔深部化療液約50 mL。所有樣本均分為3等份,4℃離心10 min(2 000 rpm),所得沉淀1份立即涂片行腹腔灌洗液細(xì)胞學(xué)檢查(peritoneal lavage cytology,PLC),其余2份于-80℃凍存待行PCR檢測(cè)。
1.4 PLC檢查
取離心后沉淀,直接涂片2張,瑞氏染色法染色后于光鏡下觀察,使用Olympus BX51顯微鏡觀察染色結(jié)果并使用Olympus DP72圖像系統(tǒng)采集圖像。檢查結(jié)果由高年資細(xì)胞病理學(xué)醫(yī)生判讀,發(fā)現(xiàn)符合癌細(xì)胞形態(tài)學(xué)特征的細(xì)胞即為陽(yáng)性,如細(xì)胞核大、深染、畸形、核漿比失常、異常核分裂像、核仁增大、出現(xiàn)瘤巨細(xì)胞等。
1.5 PCR檢查
1.5.1 RNA提取與逆轉(zhuǎn)錄總RNA的提取采用天根生化科技(北京)有限公司提供的RNAsimpleTotal RNA kit試劑盒,取-80℃凍存樣本,解凍后按說(shuō)明書(shū)操作提取總RNA,紫外分光光度法檢測(cè)含量和純度,1.5%瓊脂糖電泳檢測(cè)RNA完整性。逆轉(zhuǎn)錄采用Thermo Scientific(美國(guó))RevertAid?第一鏈cDNA Syn?thesis試劑盒,按說(shuō)明書(shū)操作,逆轉(zhuǎn)錄合成cDNA。
1.5.2普通RT-PCR每例標(biāo)本均使用癌胚抗原(carcinoembryonic antigen,CEA)、細(xì)胞角蛋白20(Cy?tokeratin-20,CK20)特異性引物擴(kuò)增,同時(shí)用管家基因GAPDH檢測(cè)完整性,并分別設(shè)置胃癌細(xì)胞株SGC7901 RNA樣本作為陽(yáng)性對(duì)照,不含RNA的樣本作陰性對(duì)照。普通RT-PCR反應(yīng)采用20 μL反應(yīng)體系:10 μL 2×Taq MasterMix(北京康為世紀(jì)生物科技有限公司),1 μL上游引物,1 μL下游引物,1 μL cDNA模板,7 μL RNase-Free Water。特異性引物序列見(jiàn)表1,引物由生工生物工程(上海)股份有限公司合成。反應(yīng)條件分別為:CEA:94℃變性1 min,72℃退火并延伸2.5 min,35個(gè)循環(huán);CK20:94℃變性1 min,60℃退火45 s,72℃延伸45 s,38個(gè)循環(huán);GAPDH:94℃變性30 s,58℃退火30 s,72℃延伸45 s,35個(gè)循環(huán)。取擴(kuò)增產(chǎn)物6 μL行1.5%瓊脂糖凝膠電泳,溴化乙錠染色,凝膠成像系統(tǒng)掃描記錄結(jié)果。
1.5.3實(shí)時(shí)定量RT-PCR按照SYBRPremix Ex TaqⅡ(Takara)試劑盒說(shuō)明書(shū)操作,反應(yīng)體系為20 μL (SYBR Premix Ex TaqⅡ10 μL,cDNA模板1 μL,上游引物1 μL,下游引物1 μL,RNase-Free water 7 μL),引物同上(表1),陰、陽(yáng)性對(duì)照同上。在CFX96 Real-Time PCR Detection System(Bio-Rad)儀器上進(jìn)行PCR反應(yīng),反應(yīng)條件為:94℃預(yù)變性3 min,94℃變性30 s,60℃退火30 s,72℃延伸45 s,40個(gè)循環(huán)。溶解曲線溫度均一,峰的形狀銳利,無(wú)雜峰,說(shuō)明擴(kuò)增產(chǎn)物特異性良好,采用2-ΔΔct法,以GAPDH為參照,定量HIPEC前后CEA mRNA、CK20 mRNA變化。
1.6血清腫瘤標(biāo)志物檢測(cè)
分別于術(shù)前第3天及術(shù)后第7天,采集患者靜脈血并立即分離血清,采用羅氏E601型全自動(dòng)電化學(xué)發(fā)光分析儀,檢測(cè)血清CEA、糖類(lèi)抗原125(carbohy?drate antigen 125,CA125)、糖類(lèi)抗原19-9(carbohy?drate antigen,CA19-9)的含量,三者的正常值分別為<5 ng/mL、<35 U/mL、<37 U/mL。

表1引物序列Table 1 Primer sequences
1.7統(tǒng)計(jì)學(xué)分析
所有數(shù)據(jù)均采用SPSS 20.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料用x±s表示,組間比較采用配對(duì)t檢驗(yàn);計(jì)數(shù)資料采用χ2檢驗(yàn)、Fisher確切概率法雙向檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1主要臨床病理特征
本研究共納入45例患者,其中胃癌13例,結(jié)直腸癌17例,卵巢癌9例,闌尾黏液腺癌6例,均經(jīng)病理確診(表2)。
2.2 PLC結(jié)果
HIPEC前PLC陽(yáng)性率為93.3%(42/45),HIPEC后陽(yáng)性率為24.4%(11/45),呈顯著下降(P<0.001)。11例無(wú)明顯PC的患者中,HIPEC前9例(81.8%,9/11)PLC陽(yáng)性,HIPEC后均轉(zhuǎn)陰性(圖1)。
2.3普通RT-PCR檢測(cè)結(jié)果
各樣本內(nèi)參照GAPDH均在相應(yīng)位置出現(xiàn)明顯擴(kuò)增條帶,陽(yáng)性對(duì)照顯示清晰(圖2)。
45例患者中HIPEC前CEA mRNA陽(yáng)性率為97.8%(44/45),HIPEC后陽(yáng)性率為84.4%(38/45),差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.058)。HIPEC前CK20 mRNA陽(yáng)性率為95.6%(43/45),HIPEC后陽(yáng)性率仍為95.6%(43/45)。
2.4實(shí)時(shí)定量RT-PCR結(jié)果
40例患者行實(shí)時(shí)定量RT-PCR檢測(cè),HIPEC前后相對(duì)定量分析顯示(圖3),32.5%(13/40)患者HIPEC后CEA表達(dá)量較HIPEC前顯著下降(P<0.001);30.0% (12/40)患者HIPEC后CK20表達(dá)量較HIPEC前顯著下降(P<0.001)。20%(8/40)患者CEA、CK20表達(dá)量均下降。
2.5血清腫瘤標(biāo)志物檢測(cè)結(jié)果
38例患者分別于HIPEC前后檢測(cè)血清CEA、CA125、CA19-9,結(jié)果見(jiàn)表3。HIPEC前、后CEA、CA125、CA19-9陽(yáng)性率分別為50.0% vs. 23.6%(P=0.016)、52.6% vs. 47.4%(P=0.409)、36.8%vs.26.3%(P=0.121)。

表2 45例腹膜轉(zhuǎn)移癌患者基本臨床病理特征Table 2 Major clinicopathologic characteristics of the 45 patients

圖1腹腔沖洗液脫落細(xì)胞學(xué)檢查結(jié)果(Wright's stain×1 000)Figure 1 Peritoneal lavage cytology(Wright's stain×1 000)

圖2 1.5%瓊脂糖凝膠電泳Figure 2 Agarose gel(1.5%)electrophoresis of the RT-PCR product

圖3實(shí)時(shí)定量RT-PCR溶解曲線Figure 3 RT-PCR melt curve

表3 38例腹膜轉(zhuǎn)移癌患者HIPEC前后血清CEA、CA125及CA19-9濃度變化Table 3 Changes in serum CEA, CA125, and CA19-9 levels before and after HIPEC in 38 patients
腹、盆腔內(nèi)腫瘤浸潤(rùn)生長(zhǎng),穿透漿膜后,癌細(xì)胞直接脫落于腹腔,形成IFCCs;除此之外,手術(shù)過(guò)程中的血管斷扎、淋巴結(jié)清掃等操作也可導(dǎo)致血管、淋巴管中的癌細(xì)胞進(jìn)入腹腔,形成IFCCs[4]。IFCCs的形成是腹膜轉(zhuǎn)移癌發(fā)生的病理學(xué)基礎(chǔ),IFCCs可直接依附于腹膜間皮細(xì)胞,侵入間皮下層組織,形成有新生血管的轉(zhuǎn)移瘤;亦可通過(guò)腹膜上的乳斑結(jié)構(gòu)侵入間皮下淋巴管,形成轉(zhuǎn)移瘤。
IFCCs陽(yáng)性的患者易發(fā)生腹膜轉(zhuǎn)移,預(yù)后差。多項(xiàng)大樣本臨床研究證實(shí)了IFCCs是胃癌、結(jié)直腸癌和卵巢癌患者預(yù)后因素之一。Bando等[5]報(bào)道1 297例胃癌患者中,IFCCs陽(yáng)性的患者5年生存率僅2%,其中30例出現(xiàn)腹膜轉(zhuǎn)移的患者中23例IFCCs陽(yáng)性。Kano等[6]報(bào)道1 039例胃癌,其中IFCCs陽(yáng)性患者5年生存率為15%,中位生存時(shí)間為11個(gè)月。Lee等[7]報(bào)道172例IFCCs陽(yáng)性的胃癌患者中76例發(fā)生腹膜轉(zhuǎn)移。Nishikawa等[8]報(bào)道在410例結(jié)直腸癌患者中,IFCCs陽(yáng)性患者5年生存率為20.6%,腹膜轉(zhuǎn)移的發(fā)生率較IFCCs陰性患者高10倍以上。Zuna等[9]報(bào)道90例IFCCs陽(yáng)性的卵巢癌患者,中位生存期為20個(gè)月,5年生存率為9.2%。
PLC方法檢測(cè)IFCCs可有效預(yù)測(cè)胃癌患者預(yù)后,該方法特異性強(qiáng)但敏感性較低,是目前IFCCs檢測(cè)的金標(biāo)準(zhǔn)[10]。免疫細(xì)胞化學(xué)法[11]和流式細(xì)胞儀法[12],利用腫瘤細(xì)胞相關(guān)抗原的單克隆抗體標(biāo)記腫瘤細(xì)胞,可在一定程度上提高檢測(cè)靈敏度和特異性。隨著聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(polymerase chain reaction,PCR)的發(fā)明及在血液、骨髓檢測(cè)中的應(yīng)用,IFCCs的檢測(cè)由細(xì)胞時(shí)代進(jìn)入分子時(shí)代。1997年Nakanishi等[13]首先使用逆轉(zhuǎn)錄PCR(RT-PCR)方法,通過(guò)擴(kuò)增CEA mRNA來(lái)檢測(cè)IFCCs,證實(shí)了該方法的可行性。Kodera等[14]報(bào)道通過(guò)RT-PCR方法檢測(cè)CEA mRNA可有效預(yù)測(cè)胃癌患者預(yù)后。RT-PCR方法大幅提高了IFCCs檢測(cè)的敏感度,且特異性良好,被廣泛應(yīng)用。不僅如此,CK20[15]、CK19[15]、MMP[16]等新指標(biāo)的探索也取得了有效的結(jié)果,多指標(biāo)聯(lián)合檢測(cè)不僅保持了RT-PCR敏感性高的特點(diǎn),也提高了檢測(cè)的特異性,是該領(lǐng)域未來(lái)發(fā)展的方向。
本研究采用PLC和RT-PCR兩種方法檢測(cè)IFCCs,HIPEC前PLC法檢測(cè)IFCCs陽(yáng)性率為93.3% (42/45),RT-PCR法檢測(cè)CEA mRNA、CK20 mRNA陽(yáng)性率分別為97.8%(44/45)、95.6%(43/45)。兩種方法檢測(cè)陽(yáng)性率均在90%以上,這是由于75.6%(34例)的患者納入本研究時(shí)伴有肉眼可見(jiàn)的腹膜轉(zhuǎn)移,無(wú)腹膜轉(zhuǎn)移的11例患者中,7例患者腫瘤侵襲漿膜。
目前尚無(wú)對(duì)IFCCs的標(biāo)準(zhǔn)治療方案。傳統(tǒng)根治術(shù)以整塊切除癌變器官組織、清除區(qū)域淋巴結(jié)、病理檢查切緣無(wú)癌組織為標(biāo)準(zhǔn),著重于組織學(xué)根治,不注重清除IFCCs。研究表明盡管術(shù)中嚴(yán)格遵循無(wú)瘤原則,由于術(shù)中淋巴管的開(kāi)放、血管的斷扎,部分術(shù)前IFCCs陰性的患者術(shù)后轉(zhuǎn)為陽(yáng)性[17]。術(shù)中腹腔內(nèi)化療加廣泛腹腔灌洗可顯著延長(zhǎng)IFCCs陽(yáng)性患者生存時(shí)間[18]。
HIPEC是腹膜癌治療的有效方法。一系列臨床研究表明,CRS+HIPEC可降低腹膜復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移率[19],延長(zhǎng)胃癌[1]、結(jié)直腸癌[3]及卵巢癌[20]來(lái)源腹膜轉(zhuǎn)移癌患者生存期。HIPEC可利用化療藥物與熱效應(yīng)的協(xié)同作用直接殺滅IFCCs,同時(shí)大量的熱化療液灌洗腹腔亦可有效減少I(mǎi)FCCs。
本研究中HIPEC前、后PLC檢測(cè)陽(yáng)性率分別為93.3%(42/45)、24.4%(11/45),呈顯著下降(P<0.001),對(duì)IFCCs清除率達(dá)73.8%(31/42),其中50.0%(21/42)的患者可直接觀察到癌細(xì)胞溶解。HIPEC前、后CEA mRNA陽(yáng)性率分別為97.8%(44/45)、84.4%(38/ 45),CK20 mRNA的陽(yáng)性率均為95.6%(43/45),兩者均差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。實(shí)時(shí)定量RT-PCR結(jié)果顯示,盡管無(wú)法完全消除CEA mRNA、CK20 mRNA,HIPEC可使近1/3的患者實(shí)現(xiàn)該指標(biāo)的顯著下降;血清腫瘤標(biāo)志物檢測(cè)得出了類(lèi)似的結(jié)果。這些結(jié)果提示HIPEC可有助于部分實(shí)現(xiàn)細(xì)胞學(xué)根治。
在我國(guó)腹腔惡性腫瘤患者大多于疾病進(jìn)展期就診,傳統(tǒng)的根治性手術(shù)僅能實(shí)現(xiàn)組織學(xué)根治,無(wú)法清除IFCCs,這可能是腹腔內(nèi)復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移的主要原因之一。本研究證實(shí)了HIPEC可有效殺滅IFCCs,為實(shí)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞學(xué)水平根治提供了一個(gè)可行的方法。
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(2015-08-04收稿)
(2015-09-02修回)
(編輯:周曉穎)
姬忠賀專(zhuān)業(yè)方向?yàn)槟[瘤生物學(xué)研究。
E-mail:jzh_whu@qq.com

·臨床研究與應(yīng)用·
作者單位:①武漢大學(xué)中南醫(yī)院腫瘤科,腫瘤生物學(xué)行為湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北省腫瘤醫(yī)學(xué)臨床研究中心(武漢市430071);②首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京世紀(jì)壇醫(yī)院腫瘤中心腹膜腫瘤科
*本文課題受湖北省醫(yī)學(xué)領(lǐng)軍人才培養(yǎng)工程和教育部博士學(xué)科點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)科研基金(編號(hào):20120141110042)資助
Assessment of hyperthermic intraperitoneal chemotherapy in the eradication of intraperitoneal free cancer cells
Zhonghe JI1, Jianhua SUN1, Haitao WU1, Qian ZHANG1, Kaiwen PENG1, Yan LI1,2
Correspondence to: Yan LI; E-mail: liyansd2@163.com
1Department of Oncology, Zhongnan Hospital of Wuhan University, Hubei Key Laboratory of Tumor Biological Behaviors & Hubei Cancer Clinical Study Center, Wuhan 430071, China;2Department of Peritoneal Surface Oncology, Cancer Center of Beijing Shijitan Hospital, Capital Medical University, Beijing 100038, China.
This work was supported by funds from the Hubei Province Outstanding Medical Academic Leader Program and the Science Fund for Doctorate Mentors by China's Ministry of Education(No. 20120141110042).
AbstractObjective: To assess the efficacy of hyperthermic intraperitoneal chemotherapy(HIPEC)in treating intraperitoneal free cancer cells(IFCCs)and the feasibility of the cytological cure for peritoneal carcinomatosis(PC). Methods: Peritoneal lavage liquid(or ascites)from 45 patients with PC were collected before and after intraoperative HIPEC to detect CEA mRNA and CK20 mRNA by peritoneal lavage cytology(PLC)test and simple or real-time reverse-transcription polymerase chain reaction(RT-PCR). The blood samples before and after HIPEC were also collected to detect serum tumor markers, including CEA, CA125, and CA19-9. Results: The positive rates of PLC and the RT-PCR of CEA and CK20 mRNAs before and after HIPEC were 93.3%(42/45)and 24.4%(11/45)(P< 0.001), 97.8%(44/45)and 84.4%(38/45)(P=0.058), and 95.6%(43/45)and 95.6%(43/45)(P=1.000), respectively. After HIPEC, 32.5% and 30.0% of the patients showed a significant decrease in CEA and CK20 mRNA levels, respectively(P<0.001 for both). Moreover, the positive rate of serum CEA, CA125, and CA19-9 before and after HIPEC were 50% vs. 23.6%(P=0.016), 52.6% vs. 47.4%(P=0.409), and 36.8% vs. 26.3%(P=0.121), respectively. Conclusion: HIPEC could effectively eradicate IFCCs and provide a feasible approach to achieve cytological cure for PC.
Keywords:peritoneal carcinomatosis(PC), intraperitoneal free cancer cells(IFCCS), hyperthermic intraperitoneal chemotherapy(HIPEC)
作者簡(jiǎn)介
通信作者:李雁liyansd2@163.com
doi:10.3969/j.issn.1000-8179.2015.17.848