放射性I125粒子作为近距离放疗的一种,广泛应用于肺肿瘤,取得了确切的疗效[1-3]。在放射治疗中,剂量决定疗效和并发症。剂量过低可能导致肿瘤复发,剂量过高则难免出现相应并发症。在立体定向治疗中,由于处方剂量及分割模式不同,国内外学者对于平均受照剂量(MLD)及Vx (x Gy包绕肺体积占患侧肺体积的百分比等在预测放射性肺炎(RP)的价值看法不同[4]。不同放疗模式如调强放疗或立体定向放疗,在放射性肺炎预测采用的剂量学参数也并不一致。放射性粒子植入也存在一定的放射性肺炎发生,但因为粒子植入靶区剂量高,剂量跌落快,对周围正常肺组织影响比较小,出现放射性肺炎的因素也与外照射不同。本研究旨在观察粒子植入的剂量学参数与放射性肺炎发生的关系,为预防放射性肺炎的发生提供参考。
资料与方法1. 临床资料:回顾性选取2017年1月至2022年12月在河北省肿瘤放射性粒子植入诊疗中心实施125I粒子植入恶性肺肿瘤患者31例,男17例,女14例,中位年龄58岁(43~85岁),其中,鳞癌8例,腺癌10例,其他部位转移瘤13例,按照术前治疗计划系统(TPS)计划,植入粒子达到术前剂量。纳入标准:①所有患者均经病理证明为恶性肺肿瘤,无肺门及纵隔淋巴结转移。②肺内有可评价病灶,肿瘤长径为1~5 cm。③卡氏评分(KPS)≥70。④预期生存期≥3个月。⑤多学科会诊认为患者不适合手术及放化疗。排除标准:①严重器官功能障碍,如严重心、肺、肝和肾功能不全等。②严重凝血功能障碍者。③预计生存期<3个月患者。本研究已经过河北省人民医院伦理委员会批准(审批编号:2023164),所有患者均签署知情同意书。
2. 主要设备:①TPS:Prowess Panther Brachy v5.0近距离治疗(Brachytherapy)计划系统,美国Prowess公司。②18G植入针J820-C型和Mick200-TPV Applicator枪等设备由美国Mick Radio-Nuclear公司提供。③PET-CT Discovery CT750HD型购自美国GE公司。④放射性125I粒子为6711-99型(北京智博医药公司),粒子长4.5 mm,直径0.8 mm,活度0.6~0.8 mCi(1Ci = 3.7 × 1010 Bq), 能量27~35 keV,半衰期59.4 d。⑤放射性活度计采用RM-905a型井型电离室,由中国计量科学研究院提供。⑥负压真空垫大小为120 cm × 80 cm × 4 cm,购自淄博天辰医疗器械厂。
3. 方法:术前1周行胸部强化CT。根据肿瘤大小设定粒子活度及处方剂量,设计术前计划。局部浸润麻醉后,术者按照术前计划在CT引导下植入粒子,手术后即刻扫描CT,验证计划,得出D90、V8、V32、Dmean等剂量学参数,其中V8、V32是根据外放疗V5、V20(5、20 Gy等剂量线包绕肺的体积占全肺体积的百分比)换算得出,Dmean值转换成外放疗剂量[5]。
$ \operatorname{BED}=D\left[1+\frac{R_0}{(\mu+\lambda)(\alpha /\beta)}\right] $ | (1) |
$ \mathrm{EQD}_2=\mathrm{BED} /\left[1+\frac{2}{(\alpha /\beta)}\right] $ | (2) |
式中,BED为生物有效剂量;D为照射总剂量;初始剂量率R0=D×λ,细胞修复常数μ=0.5 ·h-1;粒子衰变常数λ=ln2/T1/2;EQD2为2 Gy分割生物等效剂量;粒子半衰期T1/2=59.4 d;晚反应组织α/β=3。术后1~6个月复查CT,进行疗效评价及并发症观察。
4. 观察指标:采用RECIST 1.1评价[6]局部疗效,术后随访1~6个月,进行疗效评价并观察RP发生情况,客观缓解率(ORR)=(CR+PR)/总例数×100%,疾病控制率(DCR)= (CR+ PR+SD)/总例数×100%。RP采用美国肿瘤放射治疗协作组(RTOG)评价标准评价:分为0~4级,其中0级,治疗后同治疗前无改变;1级,轻度干咳或劳累之后有呼吸困难;2级,休息时可无呼吸困难,但劳力活动有呼吸困难,不间断的咳嗽,需要麻醉性镇咳药治疗;3级,休息时有呼吸困难,重度咳嗽以致镇咳药物难以止咳,需要持续吸氧,及糖皮质激素积极治疗并预防感染;4级,呼吸功能不全,需要辅助通气。
5. 统计学处理:采用SPSS 25.0统计软件进行数据分析。采用二元logistic回归分析评估独立预后因素。P<0.05为差异有统计学意义。
结果1.疗效:所有患者均顺利完成手术,术后各剂量学参数见表 1,术后6个月进行疗效评价,其中CR 11例(35.5%),PR 11例(35.5%),SD 8例(25.8%),PD 1例(3.2%),ORR为71.0%,DCR为96.8%。经二元logistic回归分析,D90、V8、V32、Dmean均与RP发生无关。
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表 1 患者粒子植入术后各剂量学参数 Table 1 Dosimetric parameters of patients post-seed implantation |
2. RP情况:术后随访1~6个月,3例患者出现RP,其中2例为1级RP,1例为2级RP,发生率为9.7%(3/31),随访期间序号1、8、26患者分别规律口服盐酸埃克替尼、阿法替尼、吉非替尼靶向治疗,序号6、7患者术后分别进行伊立替康+西妥昔单抗、紫杉醇+洛铂化疗,随访期间抗肿瘤治疗与放射性肺炎发生无关,其余患者未进行抗肿瘤治疗。
讨论RP是恶性肺肿瘤放疗常见的并发症之一,部分患者可形成不可逆转的肺纤维化,影响患者生存质量,有文献报道其发生率为5%~25%[7]。Shi等[8]报道在立体定向放射治疗中RP发生率为11.9%~28.0%,粒子植入治疗肺肿瘤中文献报道发生率为9.3%[9],在本研究中发生率为9.7%,与其他研究相似。在粒子植入中,RP发生率虽较外放疗低,然而一旦发生也应引起重视,因此,及时预测RP非常关键。
外放疗中如立体定向放疗等,RP发生一般与MLD、V5、V10、V20等剂量学参数相关[10-13],当MLD<11.2 Gy时RP发生率相对较低。外放疗中,剂量束能量范围为4~18 MeV,射线质硬穿透能力强,治疗时经过正常肺组织对肿瘤进行照射,剂量呈均匀性分布。放射性粒子植入是将微型放射源125I粒子直接植入到肿瘤内部,通过释放γ射线破坏肿瘤DNA合成,能量范围为27~35 keV,组织半价层为1.7 cm,粒子射线能量与距离关系遵从平方反比定律,射线仅对粒子植入侧肺组织有影响,大部分能量集中在靶区附近。距离粒子越远,射线能量越低,损伤也约小。这一现象在本研究中可以证实,文中Dmean超过30 Gy患者有3例,放射性肺炎发生率为0,因为虽然靶区局部剂量极高,导致肺Dmean超过30 Gy,但是正常肺组织并没有接受到可以导致放射性肺炎的剂量,提示粒子植入中Dmean预测放射性肺炎价值较低。
放疗一般公认V5≤50%,V30≤20%RP发生概率较低,经BED转换在粒子植入中为V8≤50%,V32≤20%,肿瘤内部与粒子源的距离是剂量衰减的重要物理因素,在125I粒子源的轴向方向上,在距轴心5~10 mm处,粒子源的轴向剂量分布均呈锐减趋势,125I粒子源的径向剂量在距离轴心超过30 mm处,剂量率的衰减均超过了99%,因此,粒子植入时绝大部分剂量沉积在肿瘤内部,在本研究中,V32超过20%患者有7例,RP发生率为0,V8超过50%患者7例,RP发生率为0,提示上述参数预测价值不高。
在肿瘤治疗中,靶区与危及器官的剂量是影响疗效及并发症的直接因素[14-15],剂量过低会引起局部复发,剂量过高会引起并发症。王明臣等[16]报道在外放疗照射剂量<60 Gy时,放射性肺炎发生率为2.6%,当剂量处于60~70 Gy时,其发生率为60.6%,当剂量超过70 Gy时,发生率达到100%。外放疗剂量为70 Gy时,经BED转换在粒子植入中为111 Gy,本中心粒子植入治疗恶性肺肿瘤时处方剂量多为120~140 Gy,因此外放疗剂量在评价粒子植入时并不合适。在本研究中剂量低于170 Gy,RP发生率为0,超过170 Gy共5例患者,其中3例发生RP。粒子照射具有不均匀性[17],中心剂量高,周围剂量低,当D90达到170 Gy时,中心区域剂量将超过300 Gy,高剂量持续照射会导致邻近肺组织损伤[18],增加RP发生概率。因此,术后评价D90是否超过170 Gy是完全有必要的。
综上所述,粒子植入治疗肺肿瘤D90与RP发生率密切相关,控制D90可以有效降低术后RP发生率。未来会加大样本量,延长随访时间,进一步找出与RP发生相关的其他剂量学参数。
利益冲突 无
作者贡献声明 徐克负责研究设计、数据统计分析以及论文撰写;赵金鑫、刘泽洲负责研究结果的数据收集和数据整理;梁岩松、曹国辉、刘晓丽、底彦协助研究设计完成;王娟、张宏涛指导研究设计、结果分析和论文修改
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