納米炭在宮頸癌及其淋巴結轉移治療中的應用進展

劉琴綜述，王輝審校

（重慶醫科大學附屬第一醫院婦科，重慶400016）

納米炭在宮頸癌及其淋巴結轉移治療中的應用進展

劉琴綜述，王輝△審校

（重慶醫科大學附屬第一醫院婦科，重慶400016）

宮頸腫瘤/藥物療法；淋巴轉移；納米結構；炭；靶向化療；綜述

宮頸癌是婦科最常見的惡性腫瘤，在發展中國家是女性癌癥死亡的第三位主導原因，嚴重影響女性健康［1］。宮頸癌的淋巴結轉移狀況是影響患者預后的重要因素，也是指導術后輔助治療的重要依據。納米炭作為一種新型的淋巴結顯影劑，具有淋巴結趨向性，能準確示蹤淋巴結，指導術中淋巴結清掃；同時具有強大的吸附性，可用于腫瘤的載藥靶向化療。本文就納米炭在宮頸癌及其淋巴結轉移治療中的應用前景及可能存在的毒性反應作一綜述。

1　宮頸癌治療現狀

宮頸癌轉移方式以直接蔓延及淋巴結轉移為主，國際婦產科聯盟（International Federation of Gynecologyand Obstetrics，FIGO）制定的宮頸癌腫瘤分期是臨床分期，而淋巴轉移不影響其分期，但卻是影響患者預后的獨立危險因素。早期宮頸癌（FIGO宮頸癌分期ⅠA1～ⅡA1期，2014年）以手術治療為主，對于腫瘤局部病灶大于或等于4 cm的早期患者，同期放射治療（放療）與化學治療（化療）是最恰當的選擇。晚期患者則以綜合治療為主。傳統的宮頸癌根治術式為廣泛全子宮切除術聯合雙側盆腔淋巴結清掃術加或不加腹主動脈旁淋巴結取樣［2］。因其手術創傷大、術后并發癥多而嚴重影響患者的生存質量。關于淋巴結清掃范圍及方式，臨床實踐中仍存在很大爭論。有文獻報道，早期宮頸癌淋巴結轉移率并不高，ⅠA2：0%，ⅠB1：17%，ⅠB2：22%，ⅡA1：33%［3］。這就意味著早期患者承擔著手術所帶來的并發癥，卻只有少部分患者從手術中獲益。如何在術前及術中正確判斷盆腔淋巴結轉移情況，避免不必要的淋巴結清掃術，對于減輕手術并發癥，改善患者生存質量及預后仍是目前宮頸癌治療中的難點。傳統的宮頸癌根治術中對于盆腔淋巴結的清掃主要參考術前影像學檢查及術中術者經驗進行，為淋巴結清掃帶來一定難度。淋巴結造影劑利于術中肉眼辨別和清除區域引流淋巴結，減少組織損傷，縮短手術時間，增加淋巴結清掃數量，減少復發，在婦科腫瘤中已有用于外陰癌及子宮內膜癌治療的相關報道［4-5］。納米炭作為新型淋巴結顯影劑，具有高淋巴結趨向性、染色迅速、持續時間長、不進入血管等特點，對于宮頸癌術中前哨淋巴結（sentinel lymphnode，SLN）顯影及指導術中盆腔淋巴結清掃具有重要意義。

宮頸癌的化療以靜脈化療為主，適用于轉移、復發、不適合手術及放射治療的患者。然而傳統的靜脈化療，局部淋巴組織藥物濃度較低，藥物脂溶性差，不易透過細胞膜作用于腫瘤細胞。全身用藥有嚴重化療不良反應，如骨髓抑制、胃腸道反應、肝腎功能損傷等。而納米炭因其具有強大的吸附性，可吸附化療藥物，將化療藥物靶向帶入引流區域淋巴組織，實現淋巴結靶向治療，減輕化療的全身毒性反應，已應用于晚期胃癌、乳腺癌、直腸癌等的靶向化療中［6-8］，為宮頸癌的化療提供了新思路及新方向。

2　納米炭的特性及作用機制

納米炭是碳原子經納米技術處理后制成直徑約100 nm的炭顆粒，具有大比表面積、強吸附性的特點，可作為載體運轉多肽、蛋白質、核酸及藥物至哺乳動物細胞內，具有診斷及治療價值。但納米炭在大多數溶劑中可溶性較低，限制了其在生物醫學中的應用，通過靜電吸附、共價鏈接不同的分子及化學基團，或者由聚乙烯吡咯烷酮作為助懸劑制成納米炭混懸制劑更具親水性，更易于在生物基質中溶解［9］。同時其具有淋巴系統趨向性，作為多種藥物（如兩性霉素B、阿霉素、卡鉑及紫杉醇等）的載體，可將藥物靶向運載至淋巴組織，提高其在血液中的溶解性，減輕其聚集反應，進而減少其毒性反應［10］。局部注射納米炭后，納米炭被巨噬細胞吞噬，并被帶至淋巴引流區域。由于毛細血管具有完整的基底膜，在內皮細胞間有緊密連接；而毛細淋巴管基底膜不完整，內皮連接松散，在癌癥及炎癥情況下其間隙甚至進一步擴大。納米炭更容易進入淋巴管而不進入血管，可隨淋巴管引流至上級淋巴結，使引流區域淋巴結藍染，與周圍組織形成明顯區別，利于術中淋巴結的辨識及清掃。同時，攜帶化療藥物的納米炭停留于淋巴結內，緩慢釋放化療藥物，維持恒定藥物濃度，對淋巴結進行靶向化療［11］。

3　納米炭在宮頸癌手術中的應用前景

淋巴結轉移是宮頸癌的主要轉移方式。SLN是腫瘤原發區域發生淋巴結轉移必須經過的首站淋巴結。如果SLN活檢未見惡性腫瘤累及，則可以推斷該引流區域的淋巴結未發生轉移，可避免大范圍的淋巴結清掃，縮小手術范圍并縮短手術時間，顯著降低淋巴囊腫、神經損傷、下肢水腫等由大范圍清掃所帶來的術后并發癥，在不影響治療效果的同時，提高患者的生活質量。淋巴結造影及活檢最早于1977年被報道用于陰莖癌的治療中［12］。亞甲藍被最早用于惡性腫瘤SLN造影，但因其顯影時間短，造影劑迅速進入下站淋巴結，影響SLN的鑒別，顯影缺乏特異度，陽性淋巴結檢出率低且易過敏等缺點，目前已較少應用。吲哚菁綠及放射性核素锝作為第二代淋巴結示蹤劑，具有較高的特異度及淋巴結檢出率。吲哚菁綠通過熒光免疫檢測顯影，具有靈敏度高、無輻射，價格較低、可動態成像等優點，但因量子點的生物毒性大，限制了其在人體中的應用。放射性核素锝具有淋巴結停留時間長、無須解剖即可記錄、顯像靈敏度高等優點，但有接觸放射性物質、操作復雜等缺點［5，13-15］。納米炭作為第三代淋巴結示蹤劑，與傳統示蹤劑相比，具有極高的淋巴系統趨向性、示蹤清晰準確、持續時間長、操作簡單等優點［16］，現已廣泛用于直腸癌、胃癌、乳腺癌及甲狀腺癌等的治療中［7-8，16-17］。納米炭用于宮頸癌SLN活檢，僅將淋巴管和淋巴結黑染，染色時間長，對于判斷宮頸癌盆腔淋巴結轉移具有更高靈敏度及準確性。黑染的淋巴結與周圍組織界限清楚，便于尋找，有助于提高淋巴結清掃率，是理想的宮頸癌手術淋巴示蹤劑。于春霞等［18］對100例早期宮頸癌患者（ⅠA2～ⅡB期）進行了SLN檢測，試驗組運用納米炭進行淋巴結示蹤，對照組運用亞甲藍加放射性核素示蹤。結果試驗組SLN檢出率為100%，假陰性率為0%；對照組均為70%。兩組比較，差異均有統計學意義（P＜0.05）。說明納米炭與其他造影劑相比具有更高的淋巴結顯影率，而且具有顯影快而持久、無放射性、使用方便等優點，可替代其作為新型淋巴結示蹤劑。相關文獻報道，以下因素可能會對宮頸癌SLN的顯影造成影響［19-20］：（1）腫瘤局部病灶直徑大于2 cm的患者，因局部病灶較大可能導致引流區域淋巴管被癌栓阻塞；（2）術前已進行輔助放化療的患者，射線及化療藥物可能對引流淋巴管造成損傷；（3）術前已行宮頸錐形切除的患者，因宮頸結構破壞，對造影劑的注射造成干擾。以上因素均可能導致造影劑呈跳躍式分布，避開SLN顯影，對SLN的顯影造成一定影響。位于宮旁的SLN不易被檢出，因其離宮頸造影劑注射部位較近，容易受其干擾。以上因素均可能影響SLN的檢出。為了盡可能減低假陰性率及漏檢所造成的影響，凡是具有以上影響因素的早期宮頸癌患者，無論盆腔淋巴結是否被顯影，均應行徹底的盆腔淋巴結清掃術。同時，由于宮頸癌的淋巴引流是雙側性，因此雙側均應進行淋巴結造影，一側陰性并不能代表對側陰性，一側陽性也不能代表檢出率為100%。故如果只有一側顯影，則對側淋巴結也應一同清掃［20］。為了提高宮頸癌SLN的檢出率，降低假陰性率，Cormier等［21］提出了以下觀點：（1）所有顯影的淋巴結均應切除并送術后病理檢查；（2）所有可疑淋巴結均應切除，不管是否被顯影。對于造影失敗的病例及不適合SLN活檢的早期宮頸癌患者，廣泛全子宮切除術加盆腔淋巴結清掃術仍是早期宮頸癌管理中的可選措施。在宮頸癌根治術中，納米炭能清楚、準確地顯影盆腔淋巴結，利于術中肉眼辨識和清除引流淋巴結，減少組織損傷，縮短手術時間，增加淋巴結清掃數量，減少復發。總之，通過個體化治療改善患者預后，并減少不必要的治療相關不良反應依然是未來宮頸癌臨床研究的主旨。

4　納米炭吸附藥物在宮頸癌淋巴結轉移化療中的應用前景

宮頸癌的化療以靜脈化療為主，適用于轉移、復發患者，不適用于手術及放療的患者，可以提高大部分患者的預后生存期。然而傳統的靜脈化療局部淋巴組織藥物濃度較低、藥物脂溶性差，不易透過細胞膜作用于腫瘤細胞，全身用藥有嚴重化療不良反應。為解決上述問題，提出了淋巴結的靶向化療。納米炭具有高比表面積，超強吸附性。納米炭可作為載體運載多肽、蛋白質、核酸及藥物至哺乳動物細胞內。納米炭對化療藥物以物理吸附為主，對化療藥物的理化性質影響較小。楊錢等［22］研究表明，表阿霉素-納米炭混懸溶液經過脫吸附后提取的表阿霉素經過超高效液相色譜-質譜檢測提示，脫吸附后提取的表阿霉素樣品液與表阿霉素標準液的高效液相色譜-質譜圖基本一致，表明被納米炭吸附的表阿霉素，經脫吸附后其結構并未發生改變。納米炭只進入淋巴系統，不進入血管，使化療藥物在局部淋巴結中有較高的藥物濃度，而吸收入血的量極低，最大限度地降低了化療藥物的全身毒性反應，且在病灶局部緩慢、持續釋放，穩定維持較高藥物濃度。李偉等［7］將160例乳腺癌患者分為試驗組和對照組進行對比觀察，試驗組運用多西紫杉醇加納米炭進行局部化療，對照組運用多西紫杉醇行靜脈化療，所有患者均行乳腺癌根治術，術后對切除淋巴結進行藥物濃度檢測及細胞凋亡率及凋亡指數檢測。試驗組淋巴細胞多西紫杉醇含量、細胞凋亡指數及凋亡率均明顯高于對照組（P＜0.05），所有患者均未出現嚴重不良反應。說明納米炭載藥可提高淋巴細胞凋亡率，抑制腫瘤淋巴轉移，降低局部短期復發率，進而提高化療效果［7］。Bhirde等［23］研究發現，納米炭順鉑復合物與表皮生長因子配體結合，可以通過表皮生長因子受體靶向特異性識別鱗狀細胞癌細胞，特異性殺傷腫瘤細胞。納米炭在宮頸癌靶向化療中的應用尚少見報道。納米炭以其淋巴趨向性、超強吸附性、生物學穩定性等優點已應用于胃癌、乳腺癌等的靶向化療中［6-7］，為其在宮頸癌靶向化療中的應用提供了一定理論基礎及應用前景。

對于一些已行宮頸癌根治術的早期宮頸癌患者，術后病理檢查并未提示淋巴結轉移，但術后仍有少部分患者復發。有學者提出盆腔淋巴結微小轉移灶的殘留可導致宮頸癌復發［24］。美國癌癥聯合委員會分期系統將常規HE染色難以發現、直徑小于0.2mm的微小癌細胞灶定義為微小轉移灶［24］。吸附了化療藥物的納米炭在示蹤淋巴結的同時，可將化療藥物靶向運至淋巴結，并緩慢釋放化療藥物，不僅利于術中淋巴結的清掃，而且對于一些可能殘留的淋巴結微小轉移灶也能發揮其靶向化療作用，減低術后復發風險。為宮頸癌的治療提供了新思路。

5　納米炭的生物毒性

關于納米炭的生物毒性，目前文獻報道不一。有文獻報道，直徑小于100 nm的納米炭材料，可能會對肺組織存在一定毒性，因為其可以從注射部位重新分布，躲避巨噬細胞的吞噬，改變蛋白質結構，引起炎性反應，激活免疫系統［9］。Jie等［25］發現，皮下注射納米炭后，在注射早期會激活補體，誘發炎性反應，然而這些反應會慢慢恢復正常，并不會對器官造成損傷。Campagnolo等［26］報道，94%納米炭經腎臟排泄，6%經糞便排泄，沒有發現相應器官損傷，其生物分布不受給藥途徑影響。而Yang等［27］研究表明，納米炭的不良反應與給藥途徑相關，經皮下給藥途徑較為安全，并未發現重要臟器如肝、腎、脾等器官納米炭的沉積。另有文獻報道，納米炭的毒性與其特性，如結構、長寬比、表面積、聚合程度、氧化程度、表面拓撲學、所連接的化學集團及其純度相關，同時也與器官、組織、細胞暴露的時間及劑量相關，原始納米炭材料因其純度及生物相容性差，易誘發細胞氧化應激，導致自由基的消耗，引起其凋亡甚至死亡溶解，而經過處理的功能化的納米炭可以提高其水溶性及其在生物基質中的溶解度，提高其生物兼容性而減輕其毒性反應，而直徑越小，比表面積越大，毒性越大［28］。Periasamy等［29］研究表明，納米炭通過上調TNF3、NFKBIA及BCL2L1等基因而降低細胞活性，導致染色質聚集及DNA斷裂，誘導間充質干細胞凋亡及損傷，納米炭的這些毒性與直徑、劑量及時間相關。納米炭作為一種新型制劑，在醫學領域的應用前景巨大，其潛在的毒性反應及遠期不良反應，仍需進一步研究證實。

綜上所述，納米炭作為新型淋巴結示蹤劑，具有極高的淋巴結趨向性，淋巴結顯影迅速、清楚，維持時間長，在宮頸癌SLN顯影中具有較高的檢出率及較低的假陰性率；在宮頸癌淋巴結清掃中有助于術者辨識淋巴結，指導淋巴結清掃，縮短手術時間，實現更徹底、更安全的淋巴結清掃，降低復發。納米炭具有強大的吸附性，在吸附化療藥物的同時不影響化療藥物結構，將化療藥物靶向運輸至淋巴結，提高局部化療藥物濃度，在降低全身毒性反應的同時提高化療效果。攜帶化療藥物的納米炭在示蹤淋巴結的同時將化療藥物運至淋巴結，對于一些術中可能遺漏的微小轉移灶進行靶向化療，降低了復發風險，在宮頸癌的治療中具有重要的應用前景。但目前對于如何配置含藥納米炭制劑尚沒有具體的規范及指導，市場上尚未出現含化療藥物的納米炭制劑。對于含藥納米炭制劑的用量、用藥周期，以及遠期療效及不良反應，還需要進一步大樣本研究分析。期望納米炭在今后宮頸癌的臨床應用中具有更好的使用價值。

［1］Torre LA，Bray F，Siegel RL，et al.Global cancer statistics，2012［J］.CA Cancer J Clin，2015，65（2）：87-108.

［2］Carlson RW，Scavone JL，Koh WJ，et al.NCCN framework for resource stratification：a framework for providing and improving global quality oncology care［J］.J Natl Compr Canc Netw，2016，14（8）：961-969.

［3］Togami S，Kamio M，Yanazume S，et al.Can pelvic lymphadenectomy be omitted in stage IA2 to IIB uterine cervical cancer［J］.Int J Gynecol Cancer，2014，24（6）：1072-1076.

［4］Covens A，Vella ET，Kennedy EB，et al.Sentinel lymph node biopsy in vulvar cancer：systematic review，meta-analysis and guideline recommendations［J］.Gynecol Oncol，2015，137（2）：351-361.

［5］HowJ，GotliebWH，PressJZ，etal.Comparing indocyaninegreen，technetium，and blue dye for sentinel lymph node mapping in endometrial cancer［J］. Gynecol Oncol，2015，137（3）：436-442.

［6］李偉，徐亮，姬俊成，等.納米炭吸附紫杉醇對胃癌淋巴結內腫瘤細胞凋亡的影響［J］.中國普通外科雜志，2011，20（11）：1230-1234.

［7］李偉，曾曉華，徐發良，等.納米炭吸附多西紫杉醇在乳腺癌區域淋巴化療中的臨床研究［J］.重慶醫學，2015，44（7）：907-909.

［8］Cai HK，He HF，Tian W，et al.Colorectal cancer lymph node staining by activated carbon nanoparticles suspension in vivo or methylene blue in vitro［J］.World J Gastroenterol，2012，18（42）：6148-6154.

［9］Lacerda L，Bianco A，Prato M，et al.Carbon nanotubes as nanomedicines：from toxicology to pharmacology［J］.Adv Drug Deliv Rev，2006，58（14）：1460-1470.

［10］Liu Z，Chen K，Davis C，et al.Drug delivery with carbon nanotubes for in vivo cancer treatment［J］.Cancer Res，2008，68（16）：6652-6660.

［11］Yang F，Jin C，Yang D，et al.Magnetic functionalised carbon nanotubes as drug vehicles for cancer lymph node metastasis treatment［J］.Eur J Cancer，2011，47（12）：1873-1882.

［12］CabanasRM.Anapproachforthetreatmentofpenilecarcinoma［J］.Cancer，1977，39（2）：456-466.

［13］Holman LL，Levenback CF，Frumovitz M.Sentinel lymph node evaluation inwomenwith cervical cancer［J］.J Minim Invasive Gynecol，2014，21（4）：540-545.

［14］Lécuru F，Mathevet P，Querleu D，et al.Bilateral negative sentinel nodes accurately predict absence of lymph node metastasis in early cervical cancer：results of the SENTICOL study［J］.J Clin Oncol，2011，29（13）：1686-1691.

［15］Roy M，Bouchard-Fortier G，Popa I，et al.Value of sentinel node mapping in cancer of the cervix［J］.Gynecol Oncol，2011，122（2）：269-274.

［16］段緒偉，李真龍，許堅.納米碳示蹤劑在甲狀腺癌根治術中的應用［J］.中國普通外科雜志，2015，24（5）：638-642.

［17］Wu X，Lin Q，Chen G，et al.Sentinel lymph node detection using carbon nanoparticles in patients with early breast cancer［J］.PLoS One，2015，10（8）：e0135714.

［18］于春霞，陶玲，周琦，等.納米炭混懸注射液在宮頸癌手術治療過程中示蹤前哨淋巴結的臨床應用［J］.中國婦幼保健，2014，29（33）：5507-5509.

［19］Cibula D，Abu-Rustum NR，Dusek L，et al.Bilateral ultrastaging of sentinel lymph node in cervical cancer：lowering the false-negative rate and improving the detection of micrometastasis［J］.Gynecol Oncol，2012，127（3）：462-466.

［20］Eiriksson LR，Covens A.Sentinel lymph node mapping in cervical cancer：the future［J］.BJOG，2012，119（2）：129-133.

［21］Cormier B，Diaz JP，Shih K，et al.Establishing a sentinel lymph node mapping algorithm for the treatment of early cervical cancer［J］.Gynecol Oncol，2011，122（2）：275-280.

［22］楊錢，呂青，陳潔，等.納米活性碳吸附表阿霉素的結構測定［J］.中國普外基礎與臨床雜志，2013，20（7）：797-799.

［23］Bhirde AA，Patel V，Gavard J，et al.Targeted killing of cancer cells in vivo and in vitro with EGF-directed carbon nanotube-based drug delivery［J］. ACS Nano，2009，3（2）：307-316.

［24］Edge SB，Compton CC.The American Joint Committee on Cancer：the 7th edition of the AJCC cancer staging manual and the future of TNM［J］.Ann Surg Oncol，2010，17（6）：1471-1474.

［25］Jie M，Yang M，Jia FM，et al.Immune responses of BALB/c mice to subcutaneously injected multi-walled carbon nanotubes［J］.Nanotoxicology，2011，5（4）：583-591.

［26］Campagnolo L，Massimiani M，Palmieri G，et al.Biodistribution and toxicity of pegylated single wall carbon nanotubes in pregnant mice［J］.Part Fibre Toxicol，2013，10：21.

［27］Yang F，Hu J，Yang D，et al.Pilot study of targeting magnetic carbon nanotubes to lymph nodes［J］.Nanomedicine（Lond），2009，4（3）：317-330.

［28］Foldvari M，Bagonluri M.Carbon nanotubes as functional excipients for nanomedicines：Ⅱdrug delivery and biocompatibility issues［J］.Nanomedicine，2008，4（3）：183-200.

［29］Periasamy VS，Athinarayanan J，Alfawaz MA，et al.Carbon nanoparticle induced cytotoxicity in human mesenchymal stem cells through upregulation of TNF3，NFKBIA and BCL2L1 genes［J］.Chemosphere，2016，144：275-284.

10.3969/j.issn.1009-5519.2016.20.025

A

1009-5519（2016）20-3170-04

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（2016-07-22）