脑颅肿瘤的诊疗进展综述

脑肿瘤一直是伴侣动物发病率和死亡率都比较高的疾病,尤其多发于犬。近年来兽医影像学和神经外科方面的飞速发展极大的提升了脑肿瘤的诊断和治疗,而以“OneMedicine”(这是20世纪80年代美国流行病学家卡尔文·施瓦布的名言——世界只有一种医学,意在提醒人们人与动物可能患同一种病,兽医与人医实为一体)为理念的协作研究发现了犬肿瘤的分子遗传机制,技术和设备的进步也使得临床应用成为可能。

颅内肿瘤的诊断

颅内肿瘤风险很高而且复杂。

诊断方式

初诊需要MRI或CT。

利用特殊的活检设备或侵入式手术取得病变组织做组织病理学检查。

脑脊髓液(CSF)一般很少用,但它的作用经常被忽视。

现今唯一兽医肿瘤分类系统发布于年,基本上是根据世界卫生组织(WHO)年提出的人医标准而来。

脑脊髓液(CSF)和血液标记物

一般而言,CSF不用来诊断特定的肿瘤。CSF里几乎能看到所有类型的肿瘤细胞,常见为脉络膜肿瘤、淋巴瘤、神经胶质瘤和组织细胞肉瘤。

根据大量案例记录,多数颅内肿瘤典型表现为有核细胞总数(TNCC,5-50cells/μL,主要是单核细胞)和总蛋白中度升高。

肿瘤标记物分类包括循环肿瘤DNA或微RNA(miRNA),循环蛋白诸如胶质原纤维酸性蛋白、血管内皮生长因子(VEGF)、基质金属蛋白酶-9、微RNA-21,但是理想的标记物尚待确定。

影像学

多数犬猫颅内肿瘤在T1加权成像都是低信号或等信号,T2加权成像是高信号。

多数动物服用钆造影剂后对比度也上升。T2加权时肿瘤周边也经常是高信号。

在相对较罕见的颅内颗粒细胞瘤案例中,水肿也尤其严重。相对于低级胶质瘤,对比度提高在高级神经胶质瘤更为常见,这和高级胶质瘤的固有的微血管增生症状一致。

最常见的脑外肿瘤-脑膜瘤的影像学特征与诸如组织细胞瘤、淋巴瘤的特征很难区别开来。例如:颗粒细胞瘤强化前T1加权一般为高信号,不过这些发现大约20%是脑膜瘤。强化后T1加权成像中的“硬脑膜尾巴”和环状增强模式各自与脑膜瘤和胶质瘤相关,不过研究表明很多颅内疾病都有发现。

临床上很多治疗方案是建立在假定的影像学检查上,但是不应忽视这些数据的局限以及每个动物的治疗结果。

弥散加权成像(DWI):用来评估水分子运动的,可用来诊断多种疾病的病变组织特征。尽管确诊颅内肿瘤尚有困难,但是DWI在化脓性感染或脑梗塞的鉴别诊断仍大有用处(见图1)。DWI在定位犬大脑损伤方面很精确,对区别肿瘤复发和治疗效果亦有帮助。此外,DWI还可能用来确定白质束对手术和放疗的重要性。

图1、DWI在确定大范围损伤时更有优势。(A,E)2个环状强化的脑部损伤的T1加权增强影像。受限制的扩散,典型脓肿,DWI影像明亮区域(C,G)不视为多形性成胶质细胞瘤(A–D)。表观扩散系数(ADC)图(D,H)允许背景高信号由于T2弛豫(T2透过效应,B,F)与真正受限制扩散有所差异。限制扩散在ADC图上呈现低信号(D,H)。

MRI和CT类技术已经在应用于肿瘤疾病的血容量、灌流量和渗透性(图2)。MRA(磁共振血管造影)和高对比度CT对颅内肿瘤的血管结构提供更详细信息,这些都改进了手术方案,使得栓塞术和治疗药物局部应用成为可能(图2)。

图2、系列血管影像技术可能有助于确定肿瘤血液供应及治疗(A,B)。2只肿瘤患犬的横断面T1加权对比MR成像;转移性黑色素瘤(强化前高信号,A)及高度血管脉络丛肿瘤(对比强化/图像B)。动态对比计算断层扫描成像技术(CT)允许高血容量的清晰度(C)和灌注(D)在检查脉络丛肿瘤(箭头处)。(E)小脑髓质脑膜瘤的矢状面T1加权强化前成像。外科手术路径涉及到横窦的横断面。飞行时间(F)和相位对比(G)血管造影MR技术表明肿瘤(箭头处)已经引起了肿瘤一侧的实质性溶解治疗,相对于另一侧(*标记处),允许进行手术计划。(H—J)颅内血管重建的对比增强CT图像。大血管可伴有颅内的肿瘤,肿瘤栓塞类的介入过程沿着颅顶被标识出来(I,J)(基底动脉红色,动脉循环黄色,颈内动脉灰色,脑中动脉绿色,脑后动脉洋红色、延髓小脑动脉-蓝色)

在和CT、MR图像融合后,正电子放射断层摄影术(PET)和单光子发射计算机断层成像可以定性定量的测量解剖学位置的组织代谢情况。

最常用的示踪标记物是氟脱氧葡萄糖(FDG),它可以反应脑组织或肿瘤中增加的葡萄糖代谢。该技术的主要应用是确定组织活检的是新陈代谢活跃的部位,以及肿瘤复发和成为恶性肿瘤的可能性。PET成像对那些有大脑内部的疾病的犬尤其有用,不过目前尚未成为常规临床检查手段。

脑组织活检

CTHEMRI为基础,肿瘤诊断率一般在90%以上,不过相比炎症或传染病这个数字已经很低了。脑活检术的发病率和存活率方面,操作人员经验丰富的话并发症发生率不到5%,死亡极少见。

图3、体CT图像脑组织活检:A犬头部固定在立体框架上。弧形系统可以采用多个可能的活检轨迹。B,CCT和MRI的图像融合使得损伤和空间分辨率最大化。D,E快速CT成像可以在活检前精确显示探针位置。活检孔大约8mm长,可以在肿瘤边缘看到。F插入活检针,长度可调整。G理想状态下最好在手术中就做活检涂片检查以确定病理组织,这幅图是少突神经胶质瘤。

分子诊断

分子诊断已经成为人医肿瘤领域的中流砥柱,包括肿瘤分类和预后判断,还有分子靶向疗法。具体特征如下:

界定某些特定肿瘤亚型,与治疗结果和预后有一定相关。

定义细胞特异性肿瘤标记物允许肿瘤特有的目标,代表性的是自杀基因或有毒疗法。

治疗

保守治疗

糖皮质激素和抗癫痫药物一起针对肿瘤水肿,以控制癫痫发作(颅内肿瘤最常见的标志之一)。

图4、皮质激素的缓和治疗。T2加权成像记录了糖皮质激素治疗一例原始少突神经胶质瘤(III级)的潜力。第一行图为预处理,第二行图为用0.5mg/kg强的松q24h治疗4周以后。即使肿瘤在这4周内不断生长,肿瘤整体仍然在减小,脑白质周围的血管源性水肿也在减小,另外肿瘤的不良反应也有缓和,具体就是大脑镰的偏差。

脑脊液引流的发生继发梗阻时,用脑室分流缓解,或者用皮质类固醇,以延长存活时间和降低发病率以便能活检或进行更彻底治疗(图5)。肿瘤较大的话,中位生存期大约是1至10周,幕上肿瘤有较好的预后(中位生存期大约25周)。

图5、室分流提供了脑积水的缓和治疗方法,本例是一只慢性脉络丛乳头状瘤患犬。A背侧重建CT成像显示了对比度增强的肿块和增大的侧脑室。B3D重构CT成像显示血液通过头盖骨上一小洞。C手术后,没有增大的脑室中可见高密度的导管尖端。脑室分流术在立体定向放射手术前完成以缓解临床症状。

手术治疗

在那些确诊脑膜瘤的狗,标准的减瘤术后中位生存期为4.5-7个月,联合化疗一起应用可提高至16.5-30个月。而脑皮层切除术、超声吸引器和内窥镜辅助手术中位生存期分别是16、41和70个月。猫最常见的主要脑内肿瘤是脑膜瘤。手术治疗的中位生存期据报道在23-28个月。猫脑膜瘤整体切除可能性更大。大多数垂体肿瘤在以放疗基础的治疗方案得到了最好控制。兽医MR基础的立体定位设备有希望提高手术治疗的效果,尤其对于脑轴内肿瘤(见图6)。

图6、体神经导航技术允许外科手术中实时定位肿瘤的边界。这对神经胶质瘤类的轴内肿瘤尤其有用。A:3DCT成像使用钛螺丝(图中红点)作为立体定位的参照物。B:MR成像也用基准螺钉作为参考,螺钉作为手术指示器(箭头/绿点)和头部结构的标志物(箭头/红点)。C:指示器位置在颅骨的腹侧边缘,屏幕上的绿线(代表指示器)显示切口是否能够接触到腹侧的肿瘤。

化疗

亚硝基脲基础烷基化药物:环己亚硝脲和亚硝脲氮芥,或是羟基脲。价值有限。

总的来说单独的化疗对脑内肿瘤价值不大。

替莫唑胺,新烷基口服药物,目前在人胶质瘤和其他肿瘤的辅助和单药治疗得到广泛应用,不过尚未有应用于狗的报道。

CCNU(环己亚硝脲)、CPT-11(伊立替康)和替莫唑胺等常用化疗药物治疗犬胶质瘤,在肿瘤内部释放的脂质体制剂的伊立替康已经在某些犬胶质瘤病例证明有效,某些犬单药治疗存活时间提高到2年(见图7)。

图7、脂质体CPT-11(伊立替康)强对流给药技术(CED)采用MR成像优化给药途径。A,B为以立体定向引导基座为基础的指引二氧化硅套管进入肿瘤的示意图。C,D不同等级的T1加权横断面成像显示脂质体CPT-11的输入(白色部分)和肿瘤内的对比钆特醇。在输入药物传递到引导基座(箭头处)后可突出显示不同套管。E,F在使用CPT-11后肿瘤体积缩小了90%左右(箭头处)。G-N药物注射2小时内的延时摄影成像图片。开始的三个套管只覆盖了肿瘤的一部分。实时成像可以监控药物注射以及后续导管(有*标志的图片)的放置,以更好的覆盖肿瘤的所有部分。

放射疗法

单独放疗在在治疗所有肿瘤、轴内肿瘤和轴外肿瘤的存活时间分别是33-39周、40周左右和40-49周。

手术与放疗联合比单独使用放疗效果佳。轴外肿瘤的预后好于轴内肿瘤。标准的百万伏外粒子束放疗通过强度调制技术适用范围更大。

最新进展是立体定向放疗(SRT)技术,可以根据肿瘤体积更精准、更彻底的杀死肿瘤组织,同时对健康组织的影响尽量降低。

SRT用于治疗那些不能切除的颅内肿块,不管是轴内还是颅底区域。SRT的一个主要优势是放射剂量由2-5个小部分组成,而标准放疗方案的放射剂量包含16-20个部分。

创新疗法

目前兽医肿瘤学研究粗略可分为四类:

新的给药途径以避开血脑屏障造成的限制;

以异常分子代谢途径为目标的治疗方法;

以肿瘤细胞特异性标记物为目标的自杀基因疗法;

免疫疗法。

强对流给药(CED),CED可以使药物直接输送到肿瘤组织,极大提升瘤内药物浓度同时对其他部位伤害最小。该技术的最新进展已经获得药物输入的实时影像(见图7)。

显影剂包括钆,氧化铁纳米粒子,PET追踪剂。在犬脑肿瘤里,脂质体伊立替康的CED用法,EGFRvIII抗体生物共轭磁性氧化铁纳米颗粒,这些对犬胶质瘤的有效,而且副作用极小(图8)。

图8、氧化铁纳米颗粒在肿瘤内释放。A治疗前T2加权成像显示一个巨大的轴内少突神经胶质瘤。B手术七天后,共轭西妥昔单抗氧化铁纳米颗粒被注入到剩下的肿瘤组织。C注射4周后,纳米颗粒仍然存在,肿瘤的影响大体上已经消失。患犬在治疗后存活时间为2年。

多数靶向治疗要么涉及到抗体,要么是小分子抑制剂,其中很多已在人脑肿瘤有了相关研究。有两种小分子抑制剂已经准予在兽药中使用,磷酸盐toceranib可以阻碍一系列RTKs(受体酪氨酸激酶),马赛替尼可抑制PDGFRalpha(人血小板衍生生长因子受体alpha)和KIT突变。关于toceranib和马赛替尼的兽医学实验已经表明对几种癌症有效,但不包括脑肿瘤。

免疫疗法

治疗导致犬出现多克隆抗体应答,浆细胞渗透到脑组织周围。尽管免疫基础的疗法尚未进行到人和动物的三期临床试验阶段,但是初步结果已经展示了这些方法的可行性。

展望

兽医肿瘤诊疗仍然基本依赖于目前可用的技术,比如手术、化疗、放疗,但是受到成本、个体差异和适用性等因素某些方面效果还不够理想。

伴侣动物的肿瘤治疗会依赖于人医的治疗方法,或略加调整。尽管很多癌症看起来发展进程都差不多,但是某些细微差别对适用方法可能至关重要。只有持续深入研究颅内肿瘤的分子遗传和深层病理机制,才能拯救受肿瘤折磨的可爱宠物。

P.J.Dickinson

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