聲動(dòng)力學(xué)治療介導(dǎo)原卟啉Ⅸ抑制SW480荷瘤裸鼠腫瘤生長(zhǎng)的效果觀察

王自明，呂 胡，曾 虎，賴 瓊，林 伶

(1.湖南師范大學(xué)附屬湘東醫(yī)院，湖南 醴陵 412200;2.中南大學(xué)肝膽腸外科研究中心，湖南 長(zhǎng)沙 410008)

聲動(dòng)力學(xué)治療(Sonodynamic Therapy，SDT)是指對(duì)腫瘤組織注射一定劑量的超聲增敏劑(如血卟啉衍生物等)，而后使用一定頻率和強(qiáng)度的超聲輻照腫瘤部位，利用超聲能穿透生物組織深部，激活能在腫瘤組織中富集并且可長(zhǎng)時(shí)間潴留的藥物，使聚集在腫瘤部位的聲敏劑產(chǎn)生抗腫瘤因子而產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)殺傷腫瘤細(xì)胞和抑制腫瘤生長(zhǎng)。本研究采用聲動(dòng)力學(xué)治療介導(dǎo)原卟啉Ⅸ，對(duì)荷瘤小鼠模型進(jìn)行作用，觀察其抑制腫瘤生長(zhǎng)的效果，初步報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 材料與試劑

裸鼠，10 ～12 周齡，雌雄各半，分籠清潔級(jí)飼養(yǎng)。SW480 細(xì)胞株購(gòu)自中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)院細(xì)胞中心。胎牛血清(Gibco 公司);原卟啉Ⅸ(分析純)、甲醇(色譜純)、乙醇(分析純)、乙晴(色譜純)。其余試劑為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

成功誘導(dǎo)大腸癌的荷瘤裸鼠，挑選多發(fā)性具有各期腫瘤病變的裸鼠40 只用于實(shí)驗(yàn)。用游標(biāo)卡尺測(cè)量瘤徑，記錄腫瘤長(zhǎng)徑(L)和短徑(W)，每天早中晚各一次取其平均值，用Steel 公式:V =LW2/2 計(jì)算腫瘤的體積。解剖并完整分離出瘤塊，稱重，計(jì)算腫瘤抑制率。腫瘤抑制率(%)= (對(duì)照組平均瘤重-各干預(yù)組平均瘤重)/對(duì)照組平均瘤重×100%。

1.3 實(shí)驗(yàn)分組和給藥

小鼠隨機(jī)分為4 組，每組10 只，分別為:對(duì)照組，原卟啉Ⅸ組，聲動(dòng)力學(xué)治療組，聲動(dòng)力學(xué)治療介導(dǎo)原卟啉Ⅸ組。每組裸鼠行腹腔注射給藥，按裸鼠體重0.1 mL/10g 計(jì)算每只用藥量，每天給藥1 次，連續(xù)10 d。①對(duì)照組，用生理鹽水干預(yù);②原卟啉Ⅸ組，用原卟啉Ⅸ20 μg/mL 干預(yù);③聲動(dòng)力治療組，頻率300 kHz，聲強(qiáng)1.5 W/cm2，輻照60 s 干預(yù);④聲動(dòng)力學(xué)治療介導(dǎo)原卟啉Ⅸ組，用原卟啉Ⅸ20 μg/mL和頻率300 kHz，聲強(qiáng)1.5 W/cm2，輻照60 s 干預(yù)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

所有數(shù)據(jù)用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，各組大鼠腫瘤體積、瘤體質(zhì)量、腫瘤抑制率比較均用自身配對(duì)t 檢驗(yàn)，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

聲動(dòng)力學(xué)治療介導(dǎo)原卟啉Ⅸ可抑制SW480 荷瘤裸鼠腫瘤生長(zhǎng)，和聲動(dòng)力學(xué)干預(yù)組、原卟啉Ⅸ組、對(duì)照組相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P ＜0.05);和聲動(dòng)力學(xué)治療組、原卟啉Ⅸ組比較，聲動(dòng)力學(xué)治療介導(dǎo)原卟啉Ⅸ組腫瘤抑制率明顯較高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P ＜0.05)。見表1。

表1 各組SW480 荷瘤裸鼠腫瘤生長(zhǎng)的抑制作用

3 討論

大腸癌(colorectal cancer，CRC)是歐美發(fā)達(dá)國(guó)家常見的惡性腫瘤，發(fā)病率和病死率均居第3位［1］。其發(fā)病率在我國(guó)也呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。我國(guó)結(jié)直腸癌死亡率無論男女性均高于發(fā)展中國(guó)家的平均水平，低于世界與發(fā)達(dá)國(guó)家的平均水平，男性在世界國(guó)家中排位第69，女性排在第88［2］。由于解剖、生理及病理等因素，大多數(shù)大腸癌患者首次就診時(shí)，往往已是中晚期，且因?yàn)槟[瘤較大容易發(fā)生癌性梗阻(malignant intestinal obstruction)。此時(shí)，常需急診手術(shù)治療，但患者一般因腫瘤而導(dǎo)致全身情況較差，并常伴有脫水、電解質(zhì)紊亂、腸黏膜損傷、腹腔壓力增高，又無法進(jìn)行充分的腸道準(zhǔn)備，手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)極大，手術(shù)并發(fā)癥的發(fā)生率及死亡率較高，死亡率高達(dá)12%(擇期手術(shù)死亡率約3.5%)，且手術(shù)多半行一期腸吻合幾率較低，實(shí)施永久的結(jié)腸造口術(shù)患者也高達(dá)40%［3-4］。又或者先行結(jié)腸造瘺，再擇期關(guān)閉造瘺口，對(duì)患者造成二次創(chuàng)傷，且住院費(fèi)用增加，恢復(fù)期延長(zhǎng)。

近10年來提出的新輔助化療，是指在惡性腫瘤局部治療(手術(shù)或放療)前給予的化療，目的是減小腫瘤的體積，提高手術(shù)的根治性切除率，減少腫瘤的轉(zhuǎn)移及復(fù)發(fā)，延長(zhǎng)患者的生存期。但是，單純化療或放療對(duì)患者免疫系統(tǒng)的影響仍在深入研究中，其遠(yuǎn)期影響仍有待進(jìn)一步臨床研究證實(shí);而單純化療藥物，因?yàn)樗幬飫┝慷逊e效應(yīng)，毒、副作用更為明顯。另外，新輔助化療存在不僅沒有緩解，反而延誤了病情的情況。而應(yīng)用腸道支架解除癌性梗阻，只能在一定程度上緩解患者的癥狀，但支架費(fèi)用昂貴，支架推送系統(tǒng)需?？茖I(yè)人士操作，且存在更易出現(xiàn)穿孔、出血、腹痛明顯的風(fēng)險(xiǎn)［5-6］。因此，有必要優(yōu)化目前治療模式并探討新的治療方法。

SDT 是指對(duì)腫瘤細(xì)胞給予聲敏劑，再用一定頻率、強(qiáng)度超聲照射腫瘤細(xì)胞，產(chǎn)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，激活聲敏劑分子進(jìn)而殺傷腫瘤細(xì)胞。有學(xué)者研究認(rèn)為［7］，超聲結(jié)合原卟啉Ⅸ可以通過誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的方式發(fā)揮其抗腫瘤活性，其作用的分子機(jī)制可能涉及到膜受體介導(dǎo)的Caspase-8、Caspase-3 以及PARP 依賴性的凋亡信號(hào)調(diào)節(jié)通路。進(jìn)一步的研究表明［8］，聲動(dòng)力學(xué)介導(dǎo)原卟啉Ⅸ能夠使腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生活性氧自由基，造成膜脂質(zhì)過氧化，直接或間接地破壞細(xì)胞的膜系統(tǒng)，從而殺傷腫瘤細(xì)胞。

原卟啉Ⅸ低毒、在腫瘤組織有明顯聚集效應(yīng)，筆者前期研究表明，5-ALA 與DFO 聯(lián)合應(yīng)用，顯著提高5-ALA 誘導(dǎo)癌組織原卟啉IX 的積聚作用;用藥后4 ～6 h 檢測(cè)原卟啉IX 含量最高［9］。而超聲作為一種物理能量形式，可靶向聚焦、穿透性明顯。因此，在聲動(dòng)力學(xué)介導(dǎo)下，原卟啉Ⅸ能夠特異性地殺傷腫瘤細(xì)胞，對(duì)正常組織無明顯損傷作用。和單純超聲比較，SDT 降低了單純超聲致細(xì)胞死亡的作用閾值，對(duì)治療腫瘤尤其是組織深部腫瘤有較強(qiáng)的靶向性和安全性。和單純藥物比較，SDT 顯著提高了藥物抑制腫瘤組織生長(zhǎng)的效果，且可有效減少藥物使用量，降低藥物毒性反應(yīng)。在本研究中，原卟啉Ⅸ在SDT 介導(dǎo)下，聚集效應(yīng)明顯，且表現(xiàn)出明顯抑制腫瘤生長(zhǎng)作用，且未表現(xiàn)明顯毒性，但是，SDT 介導(dǎo)原卟啉Ⅸ對(duì)免疫系統(tǒng)的影響，有待深入研究。

本實(shí)驗(yàn)表明聲動(dòng)力學(xué)治療介導(dǎo)原卟啉Ⅸ可明顯抑制荷瘤裸鼠實(shí)體瘤生長(zhǎng)，在聲動(dòng)力學(xué)介導(dǎo)下，原卟啉Ⅸ表現(xiàn)出明顯抑瘤效果，較單獨(dú)應(yīng)用效果較好，并且毒性較低，但是，聲動(dòng)力學(xué)治療介導(dǎo)原卟啉Ⅸ的抑制腫瘤生長(zhǎng)機(jī)制及其生物學(xué)效應(yīng)仍有待進(jìn)一步研究。

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