分次小劑量放射免疫治療預防和控制荷瘤小鼠肺轉(zhuǎn)移的實驗研究

1、    分次小劑量放射免疫治療預防和控制荷瘤小鼠肺轉(zhuǎn)移的實驗研究        摘要目的： 研究放射免疫治療（RIT）對腫瘤轉(zhuǎn)移的預防和治療作用,尋找一種抑制腫瘤轉(zhuǎn)移的方法。方法： 采用131I-C50治療LA795肺腺癌小鼠模型。通過觀察治療前后小鼠的體重減輕量、瘤重、生存期、肺轉(zhuǎn)移數(shù)。比較一、小鼠接種后不同時間給藥分次小劑量RIT與化療、手術(shù)及對照組之間療效差別。二、接種后不同時間截肢后綜合治療對荷瘤小鼠作用。結(jié)果： 一、接種后第7天給藥，各治療組與對照組比較，體重減輕少

2、、瘤重輕、肺轉(zhuǎn)移結(jié)節(jié)數(shù)少，以分次小劑量RIT組最優(yōu)。接種后第4天給藥，與對照組比較療效進一步提高。二、接種后第15天手術(shù)，分次小劑量RIT組、化療組比單次大劑量RIT組及對照組小鼠生存期延長，肺轉(zhuǎn)移結(jié)節(jié)數(shù)減少，分次小劑量RIT優(yōu)于化療。接種后第8天手術(shù)，與對照組比較療效進一步提高，且分次小劑量RIT組最優(yōu)。結(jié)論： 分次小劑量RIT優(yōu)于單純化療、手術(shù)；提前給藥分次小劑量RIT療效更優(yōu)；分次小劑量RIT結(jié)合手術(shù)的綜合治療能明顯放大小劑量RIT的抑瘤效應；盡早實行綜合治療療效更優(yōu)。關(guān)鍵詞放射免疫治療； 化療； 荷瘤小鼠； 腫瘤中國書資料分類法分類號R730.51； R730.55Multiple L

3、ow-Dose RIT with 131I-C50 in Controlling and Preventing Metastasis in Tumor-Bearing MiceDing Yong，Tian Jiahe，Zhang Jinming，Cao Liming, Wang Zheng, Chen Yingmao, Zhang Shuwen, Guan Zhiwei, Feng Huiru (The General Hospital of PLA, Department of Nucl Medical, Beijing 100853)AbstractObjective: To study

4、the efficiency of radio-immuno-therapy (RIT) with 131I-C50 to precaution and treatment of tumor metastasis and develop a new metastasis suppression method. Methods: The effect was judged through body weight loss, tumor burden, life-span, and metastatic. Compared among the multiple low-dose RIT, chem

5、otherapy, surgical resection and controls in different administration time after implantation of tumor and resection of tumor. Results: When the treatment was initiated at 7th day after implantation, the tumor suppression effects of treatment groups were significantly better than those of controls,

6、with the best one in multiple low-dose RIT. Better results were achieved by starting treatment earlier. Surgical resection at 15th day after implantation, multiple low-dose RIT groups gained longer life-span and less metastatic nodules than others. Early operation improved therapeutic efficacy, espe

7、cially in multiple low-dose RIT. Conclusion: Multiple low-dose RIT alone is better than chemotherapy and surgical treating. Early doing RIT is better than latter. One low-dose RIT plus with operation had even better tumor suppression effect than RIT alone. Low-dose RIT co-operated with operation as

8、early as possible can enhance the effects of treatment.Key wordsradio-immuno-therapy; chemo-therapy; tumor-bearing mice; tumor 由于核素標記抗體在腫瘤部位沉積量低，傳統(tǒng)的放射免疫治療對實體瘤治療效果并不理想。加大治療劑量會導致非瘤部位重要器官的輻射損傷。雖然目前有許多辦法提高瘤/非瘤比，但并未取得突破性進展。鑒于腫瘤早期轉(zhuǎn)移灶較小，其異質(zhì)性小,此時較小劑量即可殺滅瘤灶。同時小劑量輻射對機體免疫刺激作用有別于傳統(tǒng)的放、化療的免疫抑制。因此，本文研究分次小劑量RIT預防和控

9、制模型小鼠的瘤轉(zhuǎn)移。1材料與方法動物模型：T739近交系小鼠，68周齡，體重2225 g，雌雄不限，購自中國醫(yī)學科學院腫瘤醫(yī)院實驗動物中心。小鼠右下肢后臀部皮下接種LA-795小鼠肺腺癌細胞1×105 /0.2 ml（中國醫(yī)學科學院腫瘤研究所提供），建立實驗動物模型。抗體及標記：采用抗CEA抗體C50（北京醫(yī)科大學腫瘤研究所提供），以小鼠肺腺癌LA-795細胞為免疫原。用氯胺T法標記放射性核素，標記后免疫活性為標記前的85%(ELISA法測定)，用紙層析法測定標記率，展開劑為生理鹽水，C50標記率為50%80%，分離后放化純大于95%，比活度為0.510 mCi /mg?；熕幬铮喊?/p>

10、糖胞苷（Arc）,北京醫(yī)科大學實驗藥廠生產(chǎn)。根據(jù)本研究目的，觀察不同治療方案組抑制腫瘤生長，防止和治療腫瘤轉(zhuǎn)移的作用。觀察指標為小鼠體重變化、瘤灶生長（瘤重）、肺及其它器官內(nèi)轉(zhuǎn)移數(shù)量。文中對照組：腹腔注射生理鹽水0.2 mg，1次 /日（共14次）；化療組：腹腔注射Arc，0.8 mg /日（共14次）；分次小劑量RIT組：尾靜脈注射50 Ci131I-C50，1次 /3日（共5次）；大劑量RIT組：尾靜脈注射250 Ci131I-C50。統(tǒng)計學處理：采用SAS統(tǒng)計軟件對組間作方差分析，生存資料作生存分析的非參數(shù)法檢驗。2結(jié)果2.1單純放射免疫治療與手術(shù)、化療的對照研究2.1.1小鼠治療后21

11、 d時的療效觀察接種后稱重并隨機分組（每組10只），第7天治療，第21天處死動物，稱瘤重及體重。解剖小鼠取肺，心，肝。肉眼觀察表面轉(zhuǎn)移計錄小鼠全肺表面腫瘤結(jié)節(jié)數(shù)。并作肺病理切片檢查，其結(jié)果見表1。病理觀察：對照組肺組織病理切片鏡下見廣泛轉(zhuǎn)移、結(jié)節(jié)多相互融合，心肌被浸潤。對照組有一例肝內(nèi)轉(zhuǎn)移。其它組未見肝轉(zhuǎn)移。手術(shù)組、放免組、化療組肺組織病理切片鏡下觀察肺轉(zhuǎn)移數(shù)未見明顯減少，但不侵犯心臟。表1用藥前后小鼠肺轉(zhuǎn)移數(shù)、瘤重及體重變化（±s）Tab.1Observation of effects on mice treated(±s)GroupMetastasesTumor bur

12、den（g）Body weight（g）Controls26.4±3.95.7±0.7-2.4±0.6Chemotherapy13.6±4.33.1±0.5-0.8±0.3Surgical resection12.6±2.6-0.4±0.3Multiple-RIT8.4±3.53.1±0.7-0.5±0.2 Compared with controls， P<0.05； Multiple-RITwas significantly better than the others， P

13、<0.052.1.2小鼠治療后自然轉(zhuǎn)歸的觀察用同樣治療方法第4天開始治療，21 d后不處死，重點觀察化療與放免治療對荷瘤小鼠生存期及肺轉(zhuǎn)移。小鼠自然死亡時按前述方法稱取體重、瘤重、記錄小鼠生存時間、取肺作病理檢查（見表2）。放免組鏡下肺轉(zhuǎn)移數(shù)目較對照組明顯減少，未見心臟轉(zhuǎn)移；對照組肺轉(zhuǎn)移明顯，并有心肌侵犯。2.2放免綜合治療的研究按常規(guī)接種小鼠建立好實驗動物模型，所有動物在接種后第15天或第8天施行截肢手術(shù)。術(shù)后第2天隨機分成4組，每組8 只。各組均在術(shù)后第2天開始給藥（見表3）。 表2用藥前后小鼠肺轉(zhuǎn)移數(shù)、生存期、瘤重及體重變化Tab.2Observation of effects o

14、n treated mice (±s)GroupsMetastasesSurvival（day.median）Tumor burden（g）Body weight（g）Control26.5±4.22133（27.0）5.5±0.8-7.5±1.6Chemotherapy15.6±5.22742（33.5）3.5±0.9-3.8±0.9Multiple-RIT11.0±5.02851（33.5）2.9±0.7-4.1±1.1 Compared with controls， P<0.05;

15、In metastatic suppression Multiple-RIT was significantly better than the others， P<0.05 表3不同手術(shù)時間各組的肺轉(zhuǎn)移和生存期的比較Tab.3Contrast of effects on treated mice after resection in different time (±s)GroupsMetastasesSurvival(day. median)15th day8th day15th day8th dayControl14.5 ±4.811.8 ±3.531

16、38（35.0）3047（41.0）Multiple low-dose RIT6.50±5.94.0±3.33573+（45.5）3469+（48.5）Chemotherapy9.87±4.17.25±2.62854（40.5）2655（45.0）High dose RIT12.0 ±4.27.0 ±3.22843（39.0）2951（40.0） Compared with controls, P<0.05； Multiple low-dose RIT was significantly better than the othe

17、rs (P<0.05)； Early operation improved therapeutic efficacy, especially in multiple low-dose RIT， (P<0.05). 接種后第15天或第8天手術(shù)加不同治療其結(jié)果顯示，各治療組抑制肺轉(zhuǎn)移和延長生存期效果均優(yōu)于對照組，以小劑量RIT組最佳，與化療組及大劑量RIT之間比較有顯著性差異。把8 d手術(shù)組和15 d手術(shù)組小鼠的生存期、肺轉(zhuǎn)移數(shù)相比較可以看出，提早施行手術(shù)并在術(shù)后分別給予小劑量放射免疫治療、化療、較大劑量的單次放射免疫治療，各組比晚期手術(shù)時在延長小鼠的生存期、阻止小鼠肺轉(zhuǎn)移等方面作用更

18、明顯（P<0.05）。病理切片檢查：手術(shù)加分次放免治療組鏡下肺轉(zhuǎn)移數(shù)目明顯減少，轉(zhuǎn)移多較孤立。且有病例未見肺轉(zhuǎn)移。手術(shù)加單次放免治療、加化療組肺轉(zhuǎn)移數(shù)均少于單純手術(shù)組肺轉(zhuǎn)移數(shù)。第8天手術(shù)加分次放免治療組有3例無肺轉(zhuǎn)移，第15天手術(shù)加分次放免治療組有2例無肺轉(zhuǎn)移。3討論模型特點：100%成瘤，100%自發(fā)肺轉(zhuǎn)移。通過對所建立的實驗動物模型的研究表明，放射免疫治療是有效的腫瘤治療方法。表現(xiàn)在原發(fā)瘤瘤重下降和生存質(zhì)量的提高（小鼠體重下降的減少）。然而，RIT單獨應用效果并不理想，主要是因為原發(fā)的實體腫瘤中心的血流少，腫瘤內(nèi)高壓區(qū)，腫瘤組織的異質(zhì)性較大，加上腫瘤細胞的抗原調(diào)變作用以及抗體本身特異

19、性不強等原因造成腫瘤對放射免疫治療藥物的攝取很少（一般認為小于0.01%）；瘤 /非瘤比低。最終導致腫瘤內(nèi)輻射劑量及劑量率過低1。但是，提早給予治療，即在接種后第4天給藥，療效均有提高。在切除原發(fā)灶的基礎(chǔ)上給予分次放免治療，發(fā)現(xiàn)小鼠的生存期、生存質(zhì)量、阻止肺轉(zhuǎn)移的效果明顯提高。原發(fā)灶切除后的轉(zhuǎn)移灶體積較小，而腫瘤的攝取與腫瘤的大小成反比2，藥物在其中的分布較為均勻，射線治療的“鄰居效應”能更好的發(fā)揮作用。同時有氧細胞對輻射敏感性高也有利于射線對腫瘤細胞的殺傷3。因此，放射免疫治療針對較小的轉(zhuǎn)移灶更有效。本實驗研究還發(fā)現(xiàn)，分次放免治療比單次放免治療效果更佳。因為，放射免疫治療本質(zhì)上是一種連續(xù)低劑

20、量率照射，射線對腫瘤細胞的損傷呈現(xiàn)一定程度的可修復性。處在不同時相的腫瘤細胞對放射治療的敏感性不同。一次照射對只能殺死對射線敏感的某一周期的瘤細胞，只有當處在不敏感周期的細胞進入敏感周期時才有利于射線對腫瘤細胞的殺傷。因此，多次重復給藥在一定程度上克服了腫瘤細胞周期的治療“逃逸效應”4，故療效優(yōu)于單次給藥。此外，分次治療即使總劑量相同也比單次RIT具有更好的時間-劑量分數(shù)（TDF）關(guān)系5，TDF=0.122 Ro×1.35 Te, 如果初始劑量（Ro）不變，治療劑在體內(nèi)的有效半衰期決定著劑量分數(shù)（TDF）。雖然，可以采用一些辦法來延長抗體在體內(nèi)的存留時間6,7，但其在體內(nèi)的有效半衰期

21、(Te)增加并不多8，所以多次重復給藥無疑是增加有效照射的最簡單最可行的方法。提早手術(shù)給予同樣的分次放免治療、單次放免治療、化療能進一步提高小鼠的治療效果，尤其是分次放射免疫治療效果更佳，中位生存期由45.5 d上升到48.5 d，肺轉(zhuǎn)移數(shù)從平均6.5個下降到4.0個，無肺轉(zhuǎn)移的抑瘤率由25%上升到37%。由此可見，盡量提早施行手術(shù)并在手術(shù)的基礎(chǔ)上給予放免治療或化療能明顯提高療效。本實驗建立的實驗動物模型和治療給予時間主要是模仿臨床上中晚期患者的情況，對于此類患者單靠手術(shù)或化療只能是延長生命，很難達到治愈的目的。有必要進行綜合治療。從我們的研究中發(fā)現(xiàn)化療在阻止荷瘤小鼠肺轉(zhuǎn)移，延長小鼠生命均不及

22、分次小劑量放射免疫治療的療效。此外，化療副作用大，對腫瘤細胞特異性差，對正常組織的損傷嚴重，不便增大化療劑量來提高療效。相對大劑量化療、放免治療對機體的免疫抑制來說，小劑量放射免疫治療的對機體免疫刺激作用對腫瘤的殺滅也有一定作用9，所以，分次放射免疫治療優(yōu)于化療、單次大劑量放免治療。丁勇（解放軍總醫(yī)院核醫(yī)學科北京100853）田嘉禾（解放軍總醫(yī)院核醫(yī)學科北京100853）張錦明（解放軍總醫(yī)院核醫(yī)學科北京100853）曹麗敏（解放軍總醫(yī)院核醫(yī)學科北京100853）王錚（解放軍總醫(yī)院核醫(yī)學科北京100853）陳英茂（解放軍總醫(yī)院核醫(yī)學科北京100853）張書文（解放軍總醫(yī)院核醫(yī)學科北京100853

23、）關(guān)志偉（解放軍總醫(yī)院核醫(yī)學科北京100853）馮惠茹（解放軍總醫(yī)院核醫(yī)學科北京100853）參 考 文 獻1，Cornelis AH. Radionuclide cancer therapy. Annals Nucl Med, 1998, 12: 2612，Bene TM, Goldenberg DM, Becker WS. Radioimmunotherapy of solid tumors: A review “of mice and men”. Hybridoma, 1997, 16: 1013，Muschel RJ, Oernhard EJ, Garza L. Induction of apoptosis at different oxygen tensions: Evidence that oxygen radicals do dot mediate apoptotic signaling. Cancer Res, 1995, 64: 5714，Mirkovic N, Meyn RE, Hunter NR, et al. Radiation-induced apoptosis in a murine lymphoma in vivo. Radiother Oncol, 1994, 33: