【原】编辑评论：作为PVI的新能源：PFA会是新的消融方式吗？

【文章来源：J Cardiovasc Electrophysiol. 021 Apr;32(4):970-972.以下内容为个人翻译】

---

       导管消融术是公认的治疗症状性和药物难治性心房颤动（AF）的方法。 然而，尽管在导管消融方面取得的技术进步，使该手术变得更安全、更有效，但发生心房-食管瘘、心脏压塞、膈神经损伤和肺静脉（PV）狭窄的风险仍然存在。 此外，无论是射频消融或冷冻消融，PVI的持久性仍然没有得到充分保证（1）。随着我们使用目前的消融方法达到的安全性和临床结果的极限，人们开始寻找另一种能源模式，以解决一些长期存在的问题。电穿孔是一种新型的能量方式，有望提高消融的持久性和安全性。 

        在电穿孔过程中，持续时间很短的高压电脉冲序列在细胞外膜的磷脂双层中诱导微米至纳米级孔隙形成。根据外加电场的强度，它可能会导致两种不同的伤害：（1）可逆电穿孔和（2）不可逆电穿孔（IRE）。在较低的能量水平下，会形成临时微米孔和纳米孔，允许大分子和离子自由进出细胞，但在电脉冲停止后，孔隙会关闭，从而使细胞保持活力。在更高的电场强度下，它会导致细胞内内容物的破坏性泄漏，从而使细胞在脉冲结束后不再存活（2）。PFA就是利用这一现象来消融心肌细胞。

      PFA最有前途的特点之一是组织选择性。细胞死亡所需的电场强度阈值因细胞/组织类型而异，是心肌细胞最低的阈值之一 （3-5）。因此，通过在心肌组织阈值范围内使用消融能量，我们可以使用PFA进行消融，而不会对邻近结构造成损伤。虽然心肌比其他组织更容易受到低电场损伤的原因尚不完全清楚，但细胞大小和细胞膜特征可能提供了解释。 与射频、冷冻和激光等常规能源不同，PFA似乎可以在非常小的热效应下诱发组织损伤，从而提高潜在的安全性。与热能消融相比的另一个优势是，热消融需要良好的组织-导管接触，而IRE不依赖于接触，组织接近可能足够好，因为组织损伤取决于组织暴露的电场。 许多临床前研究已经报道了PFA在食管、膈神经、冠状动脉损伤和PV狭窄等心脏消融治疗并发症方面，显示了高水平的疗效和安全性 （6，7）。

      Stewart等人（8）进行了一项良好的实验研究，评估了PFA系统在猪模型心内位置产生的重叠病变的安全性和有效性。 使用带有九个金电极的圆形导管在上腔静脉（每放置四个重叠病变，低剂量±700 V）和右心耳（RAA；每放置八个重叠病变，高剂量±1500 V）中应用双相PFA，并在6只猪的右上肺静脉（在8个重叠病变中的每个病变处均给予高剂量±1500 V）进行PFA。 他们证实了所有靶点的即刻实现完全电隔离。4周后通过组织病理学评估了慢性损伤，在组织病理学发现无论消融是在心肌小梁或光滑的心内膜表面进行，所有损伤均为环形、连续和跨壁损伤，所有区域均显示出一致的慢性替代性纤维化线，且无血栓、心外膜脂肪组织炎症和狭窄。 在消融过程中，在三个组织部位的每个脉冲序列释放后1秒，记录所有电极的温升。 PFA平均温升远低于RFA中通常预期的温升；上腔静脉（SVC）、RAA和右上肺静脉（RSPV）的温度分别为0.70±0.35℃、5.00±1.83℃和4.95±2.52℃。 此外，在手术期间和慢性组织病理学上都评估了右侧膈神经的附带损伤。 尽管在SVC的96次PFA脉冲序列释放中有94次、RSPV的192次释放中有188次和RAA的194次释放中有190次观察到膈神经刺激，但在PFA脉冲释放前后检查右膈神经的双极起搏刺激阈值，没有发现急性膈神经功能障碍。 更重要的是，组织病理学显示慢性期没有沃勒变性、神经周围纤维化和神经外膜纤维化。正如作者所指出的，人和猪在解剖结构和对PFA脉冲传递的敏感性方面可能存在差异，因此必须谨慎地解释这些令人兴奋的结果。此外，这项研究是在少数动物中进行的，仅在少数有限的结构中进行。尽管有这些局限性，在开始人类临床研究之前，评估和描述动物PFA损伤是非常令人鼓舞和重要的。 

       其他一些关于这项新技术的研究显示了有希望的早期结果。Reddy等人报告了使用PFA消融导管一次性进行PFA治疗阵发性房颤的PVI的结果（9）。在那项临床研究中，所有患者的PVs在≤3min内都达到了即刻电隔离。在消融后3个月的有创性电标测过程中，持续性PVI率随着一系列的脉冲波形改变而提高，因此最优化的PFA组显示出100%的持久性。 在安全性方面，未发现食管坏死的证据，也未发现膈神经麻痹。此外，没有热坏死导致PV狭窄，也没有血栓性卒中的证据。在最近的另一项研究中，Koruth等人（10）在临床前模型中比较了RFA和PFA治疗对食管损伤的影响。该研究中，在食道旁进行灌注射频消融（6组30 W×30 s）或PFA（每个位置8次双相双极2000 V的PFA应用），并在消融后25天后通过病理检查评估食道损伤。PFA组没有发现动物出现出现食管损伤，而所有RFA动物均出现食管损伤。

       PFA不仅可以使用设计用于单次PVI的圆形导管，还可以使用9mm点阵尖端导管进行焦点和线性消融。最近的一项研究通过评估急性期和慢性期的心内电位标测，评估了猪模型中“局灶性”线性PFA的临床前可行性和安全性（11） 。结果显示，在SVC和RSPV中，进行持续5.5–7.5s的多次脉冲应用，100%的PVI实现持久隔离，电流输出为24-28A，无任何膈肌损伤或静脉狭窄。此外，从下腔静脉输送能量到食管的PFA没有发生任何食管病变（11）。 

       许多发表的研究，证实了PFA用于心脏消融的可行性。这些早期报告表明，PFA可以成为一种消融技术，在减少周围结构并发症的同时，创造更多永久性心房消融损伤。

       这为心脏电生理学领域开辟了新的令人兴奋的可能性。我们最终可能会完全消除食道损伤的风险，因为食道损伤是此类消融过程中罕见但致命的并发症。在评估这些安全性和有效性指标方面，还需要做更多的工作，包括剂量滴定研究，MRI可以作为观察水肿等急性组织损伤的重要成像手段。最后，理想情况下，需要进行RCTs，将当前的热消融或冷冻消融与现实世界临床环境中的PFA进行比较，以确认PFA的有效性和安全性，从而获得广泛的接受度。

---

 参考文献：

1. Kuck KH, Albenque JP, Chun KRJ, et al. Repeat ablation for atrial fibrillation recurrence post cryoballoon or radiofrequency ablation in the FIRE AND ICE trial. Circ Arrhythm Electrophysiol. 2019;12(6):e007247.

2. Frandsen SK, Gissel H, Hojman P, Tramm T, Eriksen J, Gehl J. Direct therapeutic applications of calcium electroporation to effectively induce tumor necrosis. Cancer Res. 2012;72:1336‐1341.

3. Kaminska I, Kotulska M, Stecka A, et al. Electroporation‐induced changes in normal immature rat myoblasts (H9C2). Gen Physiol Biophys. 2012;31:19‐25.

4. Li W, Fan Q, Ji Z, Qiu X, Li Z. The effects of irreversible electroporation on nerves. PLoS One. 2011;6:e18831.

5. Maor E, Ivorra A, Rubinsky B. Non thermal irreversible electroporation: novel technology for vascular smooth muscle cells ablation. PLoS One. 2009;4:e4757.

6. Howard B, Haines ED, Verma A, et al. Reduction in pulmonary vein stenosis and collateral damage with pulsed field ablation compared with radiofrequency ablation in a canine model. Circ Arrhythm Eletrophysiol. 2020;13:e008337.

7. duPré BC, van Driel VJ, van Wessel H, et al. Minimal coronary artery damage by myocardial electroporation ablation. Europace. 2013;15: 144‐149.

8. Stewart M, Haines D, Miklavčič D, et al. Safety and chronic lesion characterization of pulse field ablation in a porcine model. J Cardiovasc Electrophysiol. 2021.

9. Reddy VY, Neuzil P, Koruth JS, et al. Pulsed field ablation for pulmonary vein isolation in atrial fibrillation. J Am Coll Cardiol. 2019;74:315‐326.

10. Koruth JS, Kuroki K, Kawamura I, et al. Pulsed field ablation versus radiofrequency ablation. Circ Arrhythm Electrophysiol. 2020;13: e008303.

 11. Koruth JS, Kuroki K, Kawamura I, et al. Focal pulsed field ablation for pulmonary vein isolation and linear atrial lesions. Circ Arrhythm Electrophysiol. 2020;13:e008716.