三維適形調強放療對骨細粒棘球蚴原頭節(jié)殺滅效果的實驗研究

徐萬龍， 徐江波， 孫俊剛， 周文正， 趙喜濱， 王 浩， 袁 宏

(新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院骨一科， 烏魯木齊 830001)

我國細粒棘球蚴病的發(fā)病率很高[1]，尤其是地處邊疆的新疆[2]。細粒棘球蚴病是在人畜之間相互傳染的寄生蟲病，嚴重危害全球人類的健康。骨細粒棘球蚴病在人體各臟器包蟲病的發(fā)病率位居第3位，肝臟和肺臟的包蟲病發(fā)病率則位居第1、2位。目前臨床上現有的藥物以及手術的治療方式對細粒棘球蚴病幾乎不能根治，臨床療效較差，而放射治療對骨包蟲具有很好的殺滅作用。細粒棘球蚴的原頭節(jié)是其包囊中活力最強、感染力最大的結構，如果細粒棘球蚴的原頭節(jié)在宿主體內繁殖生長，則可以很快播散并成長為新的傳播性很強的棘球蚴，所以如何殺滅原頭節(jié)是殺滅細粒棘球蚴的重要環(huán)節(jié)及重要靶點。

為觀察放射治療對大鼠骨細粒棘球蚴原頭節(jié)有很好的殺滅效果，本研究通過對骨細粒棘球蚴病大鼠骨棘球蚴病灶區(qū)實施IMRT，檢測原頭節(jié)死亡率、原頭節(jié)琥珀酸脫氫酶(SDH)的活性變化，以期為臨床上將IMRT用于對骨細粒棘球蚴病的治療提供直接實驗室證據。

1 材料與方法

1.1實驗動物選用中國武警總醫(yī)院實驗動物實驗室提供的雙側股骨骨細粒棘球蚴成年雄性大鼠30只。將骨包蟲大鼠雙側股骨先行X線及CT檢查，均提示雙側股骨繼發(fā)性棘球蚴接種成功。骨細粒棘球蚴大鼠吸入麻醉后，俯臥位擺置于自制的放療體膜內并穩(wěn)定固定。采用飛利浦Mx8000多層螺旋CT掃描機對左側股骨骨細粒棘球蚴病區(qū)進行掃描，掃描密度為1 mm/層，將收集的數據上傳到Somavison系統內，進行信息重建，并將周圍的血管、肌腱、神經、皮膚勾畫為需要保護的器官。勾畫完放療區(qū)域后，利用三維適形調強放療儀的計算機計算系統對股骨細粒棘球蚴病區(qū)域的放射劑量及劑量分布均勻程度按照放療計劃進行分析和計算。經專業(yè)放射物理師在14 d內，對30只大鼠左側股骨骨細粒棘球蚴病區(qū)給予40 Gy劑量的IMRT治療，右側股骨只給予假照射作為陰性對照。

1.2取材將經IMRT放射治療后的棘球蚴病大鼠吸入麻醉處理后，空氣栓塞活殺處死，在顯微鏡下取出雙側股骨骨髓腔內的骨細粒棘球蚴的包囊，先將細粒棘球蚴的包囊部分囊液抽出進行囊內減壓，其余的細粒棘球蚴原頭節(jié)連同囊液全部吸出，并將其混勻成的懸液分裝于無菌聚乙烯試管中。

1.3伊紅染色將無菌聚乙烯試管中細粒棘球蚴原頭節(jié)的懸濁液用臺盼藍染色約2 min后涂片，在倒置顯微鏡下觀察計算原頭節(jié)的死亡率。判斷死亡率的原則：死亡的原頭節(jié)結構破壞，而且臺盼藍染色著色；活頭節(jié)結構良好，且臺盼藍染色不著色。壞死率=臺盼藍染色著色原頭節(jié)數/所有原頭節(jié)數×100%。

1.4酶化學染色法檢測原頭節(jié)琥珀酸脫氫酶(SDH)的活性將無菌聚乙烯試管中細粒棘球蚴原頭節(jié)的懸濁液用臺盼藍染色約2 min后涂片，采用烘干裝置將所涂涂片烘干，采用硝基藍四唑法將圖片進行染色后顯微鏡下觀察。琥珀酸脫氫酶活性陽性的細胞呈現藍色。應用BT-2000彩色病理圖像分析系統，每張圖片隨機選10個視野，自動測量平均光密度(Mean Optical Density，MOD)值，并取其平均值代表該原頭節(jié)琥珀酸脫氫酶(SDH)的活性。

2 結果

2.1伊紅染色檢測IMRT后骨細粒棘球蚴原頭節(jié)死亡情況未接受放療的右側股骨骨細粒棘球蚴病區(qū)的骨棘球蚴原頭節(jié)正常形態(tài)存在，輪廓清晰，原頭節(jié)可排斥臺盼藍染色，原頭節(jié)未被藍染(圖1)。接受IMRT放療后左側股骨骨細粒棘球蚴病區(qū)的骨棘球蚴原頭節(jié)整體結構消失，輪廓失去飽滿狀態(tài)，出現塌陷，原頭節(jié)內顏色渾濁，出現深藍色沉著(圖2)。未接受放療的右側股骨骨細粒棘球蚴病區(qū)的骨棘球蚴原頭節(jié)死亡率為(3.55±1.97)%，遠小于接受IMRT放療后左側股骨骨細粒棘球蚴病區(qū)的骨棘球蚴原頭節(jié)死亡率(51.22±19.34)%，且差異有統計學意義(P<0.05)。

2.2酶化學染色法檢測原頭節(jié)琥珀酸脫氫酶(SDH)的活性結果未接受IMRT治療的右側股骨骨細粒棘球蚴病區(qū)的骨棘球蚴原頭節(jié)琥珀酸脫氫酶大量表達(圖3)，但IMRT作用后的左側股骨骨細粒棘球蚴病區(qū)的骨棘球蚴原頭節(jié)琥珀酸脫氫酶受到抑制，少量表達(圖4)。未接受放療的左側股骨骨細粒棘球蚴病區(qū)的骨棘球蚴原頭節(jié)琥珀酸脫氫酶SDH產物的平均光密度數值為(0.719 3±0.114 5)，遠大于接受IMRT放療后右側股骨骨細粒棘球蚴病區(qū)的骨棘球蚴原頭節(jié)平均光密度數值(0.101 5±0.032 0)，且差異有統計學意義(P<0.05)。

圖1 未受放療的骨細粒棘球蚴原頭節(jié)(伊紅染色×10)

圖2 IMRT放療后的骨細粒棘球蚴原頭節(jié)(伊紅染色×10)

圖3 未受放療的骨細粒棘球蚴原頭節(jié)(酶化學染色法×40)

圖4 IMRT放療后的骨細粒棘球蚴原頭節(jié)(酶化學染色法×40)

3 討論

三維適形調強放療(Intensity modulated radiationtherapy，IMRT)是通過計算機來控制射線的方向，可將精確的、劑量高的射線集中在醫(yī)者所關心的病變組織區(qū)域，而周圍組織很少受到射線的損傷，所以IMRT是現有臨床上一種可靠的、精度高的放射治療方法，受到學者的推崇。根據IMRT對腫瘤細胞有很高的殺滅作用，所以筆者認為IMRT對骨細粒棘球蚴的原頭節(jié)也應該有很好的殺滅作用。故本研究通過對骨細粒棘球蚴的原頭節(jié)實施IMRT，對原頭節(jié)行伊紅染色檢測原頭節(jié)死亡率；酶化學染色法檢測原頭節(jié)琥珀酸脫氫酶(SDH)的活性變化，可以觀察到IMRT射線集中、局部高能骨細粒棘球蚴的原頭節(jié)，而且放射線可徹底清除深藏于松質骨、骨小梁中間的骨細粒棘球蚴的原頭節(jié)，降低骨包蟲殘留率、復發(fā)率。

細粒棘球絳蟲棘球蚴囊壁的生發(fā)層(胚層)可向囊內長出許多原頭節(jié)(protoscolex)和生發(fā)囊。原頭節(jié)的頭節(jié)向內翻卷收縮呈橢圓形或圓形。生發(fā)囊是具有一層生發(fā)層的小囊，可附于囊壁生發(fā)層或脫落懸浮在囊液中，生發(fā)囊內又可有許多頭節(jié)或更小的囊，因此1個棘球蚴囊內原頭節(jié)數量可有數千至數萬，甚至數百萬個[3]。

細粒棘球蚴的原頭節(jié)是其包囊中活力最強、感染力最大的結構，如果細粒棘球蚴的原頭節(jié)在宿主體內進行繁殖生長，則可以很快播散并成長為新的傳播性很強的棘球蚴，所以殺滅原頭節(jié)是殺滅細粒棘球蚴的重要環(huán)節(jié)及重要靶點，是囊性棘球蚴病的預防和治療研究的必要環(huán)節(jié)[4-7]。

本實驗證明了利用良性腫瘤的治療劑量(總量40 Gy)的IMRT對骨細粒棘球蚴的原頭節(jié)具有很好的殺滅效果，而且酶組織化學檢測結果提示IMRT對骨細粒棘球蚴的SDH有明顯的抑制作用。SDH是三羧酸循環(huán)和細胞呼吸鏈的限速酶，參與細胞能量代謝及氧利用，是細胞進行代謝和生命活動所必需的，其活性的強弱反映三羧酸循環(huán)的活躍程度，可間接反映細胞有氧糖代謝水平。本實驗可見IMRT導致骨細粒棘球蚴的原頭節(jié)內部的琥珀酸脫氫酶活性下降，從而導致細胞的能量代謝功能下降，從而導致細胞的死亡。本研究結果還提示細粒棘球絳蟲原頭節(jié)，特別是原頭節(jié)吸盤部位存在較強的琥珀酸脫氫酶活性，而細粒棘球絳蟲的蟲體蠕動、吸盤伸縮及肌肉收縮所需能量多數來源于三羧酸循環(huán)和呼吸鏈完全氧化，如果IMRT導致骨細粒棘球蚴的原頭節(jié)內部的琥珀酸脫氫酶活性下降，必將影響蟲體的活動、吸附、游走等運動，這都將大大降低細粒棘球絳蟲的傳染性、傳播性及繁殖能力。

本實驗初步證實IMRT對骨細粒棘球蚴的原頭節(jié)有很好的殺滅作用，而且其作用機制可能是通過改變琥珀酸脫氫酶的活性而實現的，IMRT作為臨床治療骨細粒棘球蚴病的新方法，具有探索價值。

參考文獻:

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