IRE（irreversible electroporation）被翻译成不可逆性电穿孔
electroporation，遗传学词汇，是指细胞在外加脉冲电场的作用下，细胞膜磷脂双分子层上形成瞬时微孔的生物物理过程。爱丁堡大学教授木尾圭介(Keisuke Kaji )和多伦多的安德拉斯.纳吉(Andras Nagy)在《自然》杂志上发表了两篇论文，描述他们是如何 通过使用一种称为”电穿孔“的更安全的技术重编程细胞。
不可逆电穿孔致HeLa细胞凋亡与坏死，一定参数的脉冲电场作用下细胞膜不可逆性穿孔是不可逆电击穿治疗恶性肿瘤的理论基础。在一定电场强度陡脉冲的作用下 ，细胞膜会形成大量微孔 ，其数量和孔径会随电场强度的增加而激增，从而引起膜组织断裂，导致细胞死亡，这种现象被称为不可逆性电击穿。
国内已经有相关研究
《不可逆性电穿孔致HeLa细胞凋亡与坏死的作用研究》 《第三军医大学学报》
周玮 熊正爱 刘颖 李成祥 姚陈果
目的探讨脉冲电场不可逆性电穿孔处理HeLa细胞时,发生细胞膜电穿孔、细胞凋亡、细胞坏死与脉冲电场参数的关系。方法采用固定脉宽100μs、频率1Hz、脉冲数8个,电场强度由250V/cm逐级升至2500V/cm的脉冲电场处理HeLa细胞。利用PI示踪、流式细胞术检测研究HeLa细胞膜发生穿孔的阈值电场剂量;CCK-8（cellcountingkit-8,CCK-8）法检测脉冲电场处理HeLa细胞的量效关系;Annexin Vkit染色、流式细胞术检测各组细胞的凋亡与坏死。结果 HeLa细胞膜发生可逆性穿孔的阈值场强为750V/cm,发生凋亡的阈值电压为1250～1500V/cm,坏死的阈值为1750V/cm。结论不可逆性电穿孔杀灭HeLa细胞时细胞凋亡也发挥着重要作用,而且导致凋亡与坏死的电场范围相互重叠。
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- Historical Review of Irreversible Electroporation in Medicine
- Tissue Electroporation as a Bioelectric Phenomenon: Basic Concepts.
- Experimental Studies on Irreversible Electroporation of Cells.
- Mechanism of Irreversible Electroporation in Cells: Insight from the Models.
- Thermal Aspects of Irreversible Electroporation.
- Experimental Studies on Non-thermal Irreversible Electroporation in Tissue.
- Finite Element Modeling of in Vivo Electroporation.
- Optimization and Numerical Modeling in Irreversible Electroporation Treatment Planning.
- The Place of the Electroporation-Based Antitumor Therapies in the Electrical Armamentarium against Cancer.
- Irreversible Electroporation: First Patient Experience Focal Therapy of Prostate Cancer.
- Human Experience with Irreversible Electroporation.- Irreversible Electroporation Systems for Clinical Use.
- The Use of Irreversible Electroporation in Food Preservation. |
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图书封面 |
目录 |
Irreversible Electroporation (IRE): What's the Difference?
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改变电场导致细胞膜的致命破坏
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对软组织的专一性，如肿瘤细胞
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对神经、纤维组织和血管破坏性较少
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非热消融，不受热吸收影响（heat-sink-effect），无血栓形成，对邻近器官是个保护。
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IRE: Non Thermal Ablation Technique The Solution?
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Lee EW et al.. Tech in Cancer Res and Treat, 2007, 6(4): 287-293 |
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术中的能量脉冲干扰心电图检测，注意心肌保护（Cardio protection）和肌肉阻滞 |
热消融 vs IRE
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热消融 |
不可逆电穿孔 |
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物理原理 |
长波射频 |
高压脉冲电场 |
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作用速度 |
＞10分钟 |
＞10分钟 |
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损伤范围 |
损伤范围逐渐变化 |
准确定义损害区域 |
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探针大小 |
14-17G |
16-19G |
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损伤作用 |
整个细胞 |
仅细胞膜 |
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蛋白变性 |
通常 |
不存在 |
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细胞死亡作用 |
凝固性坏死 |
细胞凋亡 |
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血流吸热 |
潜在 |
不存在 |
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小血管 |
热凝固 |
不受影响 |
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结缔组织 |
损伤 |
较少 |
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免疫组织化学影响 |
存在 |
不存在 |
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心电监护 |
一般不需要 |
强制性 |
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全麻 |
不需要 |
强制性+肌肉阻滞 |
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IRE工作场 |
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肿瘤位于肝静脉之间 |
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IRE of the Liver: Set up |
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术后立即CT扫描，肝静脉通畅 |
术后24小时MRI增强，肝静脉通畅 |
IRE肝脏结果【1】
肝脏结果【2】
单中心，65个肿瘤，全部是困难的病例。局部肿瘤控制：3个月 87.4%；6个月 79.8%；12个月 74.8%。
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单中心，65个肿瘤（各种各样），全部是困难的区域。局部控制率 3 mo 87.4%，6 mo 79.8%，12 mo 74.8% |
主要并发症（潜在的偏差：全部是热消融困难的位置）
可考虑机器人辅助穿刺
1. Scheffer HJ et al.,IRE: A Systematic Review of Safety and Efficacy. JVIR, 2014 Mar 18.
2. Christian Stroszczynski ECIO 2014
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