惡性腦膠質(zhì)瘤亞臨床腫瘤分割照射方案優(yōu)化及機(jī)制的實(shí)驗(yàn)研究

肖斌

[摘要] 目的 探討通過BT325細(xì)胞系裸小鼠移植瘤分割照射方案提高對人腦膠質(zhì)瘤反應(yīng)生物學(xué)特性的認(rèn)知，為臨床診治提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。方法 選取100只小鼠，分為兩組，單次不同劑量照射組、分次治療組，各50只，對BT325細(xì)胞系裸小鼠移植瘤行不同劑量照射，2 Gy 1周5次、3 Gy 1周3次、3 Gy 1周5次、4 Gy 1周3次照射，劑量效應(yīng)關(guān)系用腫瘤生長曲線評價(jià)，并測定瘤體積倍增時(shí)間。結(jié)果 單次照射治療方案腫瘤消退率僅為4.0%，與分次照射治療方案后腫瘤消退率7.5%差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。增加分次劑量后，裸小鼠移植瘤明顯縮小，其中，3 Gy 1周5次照射、4 Gy 1周3次照射治療腫瘤消退率分別為40.0%、70.0%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。結(jié)論 惡性腦膠質(zhì)瘤為放射耐受性較高的腫瘤，增高分割劑量可提高腫瘤近期療效，不過尚需進(jìn)一步研究如何有效控制腫瘤干細(xì)胞。

[關(guān)鍵詞] 惡性腦膠質(zhì)瘤；腫瘤分割照射治療；機(jī)制；實(shí)驗(yàn)

[中圖分類號] R739.4 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1674-0742（2017）04（c）-0027-03

[Abstract] Objective To study the cognition of improvement of human glioma reactive biological characteristics by the BT325 cell line tumor tessellation radiation scheme and provide experimental basis for the clinical diagnosis and treatment. Methods 100 rats were selected and divided into two groups with 50 cases in each， the BT325 cell-line nude mice transplantable tumors were given different doses of radiation， 5 times a week in 2 Gy，3 times a week in 3 Gy， 5 times a week in 3 Gy，3 times a week in 4 Gy， and the dose efficacy correlation was evaluated by the tumor growth carve， and the tumor volume doubling time was measured. Results The difference in the tumor retrogression rate between the single radiation treatment plan and fractional irradiation treatment plan was not obvious without statistical significance（4.0% vs 7.5%）（P>0.05）， and the nude mice transplantable tumors obviously decreased after adding the fractional dose， and the tumor retrogression rate after the 5 tinnes a weeb in 3 Gy and 3 times a week in 4 Gy radiation treatment was respectively 40.0% and 70.0%， and the difference was obvious with statistical significance（P<0.05）. Conclusion The malignant brain neurogliocytoma is the one with high radiation tolerance， and the increase of tessellation radiation can improve the tumor short-term curative effect， however， we need to further research how to effectively control the tumor stem cells.

[Key words] Malignant brain neurogliocytoma； Tumor tessellation radiation treatment； Mechanism； Experiment

近百年來，放射科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的變化，同時(shí)也推動了有關(guān)腫瘤放射治療的理論和研究的提出，其在腫瘤干細(xì)胞中放射治療中的關(guān)系仍然具有十分重要的影響。近年來，放療快速發(fā)展，已進(jìn)入精確放療階段。目前，國內(nèi)外放射生物學(xué)研究的重點(diǎn)大都放在了生物學(xué)特點(diǎn)與現(xiàn)代放療技術(shù)的結(jié)合上，旨在提高腫瘤放療的治療效果[1]。針對腦惡性膠質(zhì)瘤的治療，手術(shù)治療聯(lián)合術(shù)后放射治療的目前臨床公認(rèn)的有效的治療方案。國內(nèi)外的研究學(xué)者在放射方案設(shè)計(jì)及方案改進(jìn)方面進(jìn)行了許多的探索和研究[2]。為了給臨床提供有價(jià)值的實(shí)驗(yàn)依據(jù)，該研究回顧性了不同分割照射人腦膠質(zhì)瘤裸小鼠（100只）移植瘤劑量效應(yīng)的關(guān)系，提高對人腦膠質(zhì)瘤放射反應(yīng)特點(diǎn)的認(rèn)知，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

建立BT325細(xì)胞系培養(yǎng)及裸小鼠移植瘤模型，培養(yǎng)基用10%胎牛血清RPMI-1640培養(yǎng)，并取指數(shù)生長期細(xì)胞實(shí)驗(yàn)。BT325細(xì)胞裸小鼠移植瘤模型由本實(shí)驗(yàn)室與動物室聯(lián)合建立，其穩(wěn)定性傳代8代以上。使用18～20 g BALB-c-nu裸小鼠；在其裸小鼠右后腿接種于腫瘤，生長長度1 cm后行照射治療。

1.2 照射方法

用瓦里安600直線加速器6 MVX射線照射治療，劑量率為2.5 Gy/min。裸小鼠在有機(jī)玻璃容器內(nèi)，在其清醒時(shí)進(jìn)行照射；貼壁生長BT325細(xì)胞照射時(shí)細(xì)胞面上；源皮距離100 cm。在正常空氣條件下對各組進(jìn)行照射治療。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

①將實(shí)驗(yàn)分為兩組，單次照射劑量10、20、30、40 Gy及60 Gy；分次照射組，2 Gy 1周5次、3Gy1周3次治療。在照射治療期間，用游標(biāo)卡尺測量腫瘤基地最大徑，并繪制實(shí)驗(yàn)組腫瘤生長曲線。②測定BT325細(xì)胞生物學(xué)參數(shù)：取指數(shù)生長細(xì)胞實(shí)驗(yàn)，采用細(xì)胞生長曲線計(jì)算細(xì)胞倍增時(shí)間；繪制細(xì)胞存活曲線采用細(xì)胞克隆形成分析法，并擬合曲線，將曲線參數(shù)導(dǎo)出。

1.4 觀察指標(biāo)

比較兩組腫瘤細(xì)胞、腫瘤體積倍增時(shí)間，及細(xì)胞存活曲線參數(shù)值、5 Gy照射誘導(dǎo)腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞DNA單鏈斷裂半值修復(fù)時(shí)間（T1/2）[3-4]。

1.5 統(tǒng)計(jì)方法

該研究所得數(shù)據(jù)均采用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行分析處理，計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，并采用 t 檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料采用[n（%）]表示，采用χ2檢驗(yàn)，以 P <0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組BT325細(xì)胞裸小鼠移植瘤照射劑量效應(yīng)關(guān)系

單次照射治療方案腫瘤消退率僅為4.0%，與分次照射治療方案后腫瘤消退率7.5%比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。兩種照射治療方案均未能明顯縮小腫瘤，且照射結(jié)束后腫瘤出現(xiàn)再生長，治療效果不理想。單次照射方案結(jié)果具體見圖1，分次治療結(jié)果具體見圖2。

增加分次劑量后，裸小鼠移植瘤明顯縮小，其中，3 Gy 1周5次照射、4 Gy 1周3次照射治療腫瘤消退率分別為40.0%、70.0%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。不過，兩種增加分次劑量照射治療均未能治愈，治療15周后腫瘤開始再次生長，且增長很快速，說明增加分次照射治療方案的近期療效顯著，不過控制腫瘤干細(xì)胞效果不佳。

2.2 BT325細(xì)胞生物學(xué)參數(shù)測定結(jié)果

根據(jù)細(xì)胞生長曲線，計(jì)算出了BT325細(xì)胞倍增時(shí)間為30.2 h。同時(shí)，按照腫瘤生長曲線計(jì)算測出，BT325細(xì)胞裸小鼠移植瘤體積倍增時(shí)間為43.2 h。

3 討論

腦膠質(zhì)瘤是臨床常見病，同時(shí)也是常見的惡性腦原發(fā)腫瘤，根據(jù)其WHO分級，手術(shù)作為臨床首選的治療方法，同時(shí)以手術(shù)治療聯(lián)合術(shù)后輔助放化療作為有效提高腦膠質(zhì)瘤患者生存期的重要治療手段。但是從臨床實(shí)際來看，分級較低的腦膠質(zhì)瘤患者具有較好的臨床治療效果，且具有較長的總生存期，而分級較高患者的生存期只能用月份來進(jìn)行描述，其治療的總體效果并不理想，而經(jīng)分析，惡性腦膠質(zhì)瘤治療不理想的原因在于局部復(fù)發(fā)[5]。而局部復(fù)發(fā)的根源主要為在治療結(jié)束后，患者體內(nèi)的腫瘤干細(xì)胞未能被全部殺滅。而亞臨床病灶中殘存的腫瘤干細(xì)胞會快速發(fā)生再群體化，從而導(dǎo)致患者在治療結(jié)束后的一段時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)復(fù)發(fā)的腫瘤。腦組織的結(jié)構(gòu)及功能較為復(fù)雜，并且術(shù)后并發(fā)癥具有高危性，這就給腫瘤復(fù)發(fā)后進(jìn)行再次治療帶來了較高的難度和風(fēng)險(xiǎn)性。因此，術(shù)后初次的放療方案的選擇和優(yōu)化是影響患者預(yù)后的關(guān)鍵因素。在國際方面，許多臨床專家對腦膠質(zhì)瘤照射野和總劑量做了多年的探索和研究，不過也并未取得完全一致的結(jié)論，單次不同劑量照射治療、分次治療均不能明顯縮小腫瘤[6]。該研究的結(jié)果顯示：單次照射治療方案腫瘤消退率僅為4.0%，與分次照射治療方案后腫瘤消退率7.5%差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。兩種照射治療方案均未能明顯縮小腫瘤，且照射結(jié)束后腫瘤出現(xiàn)再生長，治療效果不理想，與相關(guān)研究結(jié)論具有一致性，其中蓋雪等人[6]研究結(jié)果為，單次照射各劑量點(diǎn)均不能有效控制腫瘤，2 Gy 5次/周和3 Gy3次/周治療方案對人腦膠質(zhì)瘤實(shí)體瘤也無明顯治療效果.增加分次劑量可使腦膠質(zhì)瘤實(shí)體腫瘤有較明顯的消退，其中4 Gy 3次/周方案好于其他方案但仍未能達(dá)到治愈腫瘤的效果.表明對腫瘤干細(xì)胞的控制不理想.各項(xiàng)生物學(xué)參數(shù)的測定結(jié)果：BT325細(xì)胞倍增時(shí)間為30.16 h，裸小鼠移植瘤腫瘤倍增時(shí)間為43 d；細(xì)胞存活曲線LQ模型擬合的α=0.360 Gy-1、β=0.057 Gy-2，多靶單擊模型擬合的D0=1.394 Gy、Dq=2.127 Gy、SF2=0.714；5 Gy照射DNA單鏈斷裂的T1/2=9.999 min。

而在常規(guī)治療模式下，總劑量雖然達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)劑量，但是照射治療后腫瘤并未明顯縮小，并且會短時(shí)間內(nèi)快速再生長，提示常規(guī)分割照射治療方案對腫瘤干細(xì)胞或增值態(tài)腫瘤細(xì)胞的殺滅作用并不理想[7]。而在逐步增加分次照射劑量后，分次照射劑量提高至3 Gy時(shí)，每周3次照射治療，則腫瘤會逐漸消退；在把分割照射治療劑量提升至4 Gy時(shí)，則腫瘤消退很明顯，說明分割增加劑量照射治療的近期效果理想，不過18周后腫瘤明顯再生政。

根據(jù)該研究離體培養(yǎng)BT325細(xì)胞生長與放射生物參數(shù)計(jì)算結(jié)果，BT325細(xì)胞倍增時(shí)間、裸小鼠移植瘤腫瘤體積倍增時(shí)間分別為30.2、43.2 h，提示腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞的細(xì)胞、腫瘤體積倍增時(shí)間均明顯長于腺癌、鱗癌。

按照相關(guān)文獻(xiàn)研究結(jié)論，影響實(shí)體腫瘤與細(xì)胞放射敏感性的因素較多，比如單位體積腫瘤中克隆源細(xì)胞含量、放射敏感性、克隆源細(xì)胞繁殖活性及代謝狀態(tài)等因素。該研究通過對裸小鼠移植瘤分割照射治療實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了腦膠質(zhì)瘤屬于一種放射抗拒性較高的腫瘤，與相關(guān)研究看法具有一致性[8]。同時(shí)，該研究的結(jié)果也顯示，如果患者腦膠質(zhì)瘤實(shí)體瘤體積較大，則不管是采用分割照射治療方案，即便是總劑量較高，僅僅給予單純治療，也無法有效控制腫瘤。因此可以看出，目前對于惡性腦膠質(zhì)瘤亞臨床分瘤給予手術(shù)治療、術(shù)后輔助放療或化療治療的方案具有一定的科學(xué)性和合理性，屬于一種綜合性和延續(xù)性的治療方案，近期治療控制的效果理想。

綜上所述，惡性腦膠質(zhì)瘤為一種臨床診療難度較大的惡性腫瘤，該研究在對其亞臨床腫瘤適宜分割照射治療方案進(jìn)行對照研究的基礎(chǔ)上，認(rèn)為單次劑量照射治療、分次劑量照射治療的效果均不理想，而增加分次照射劑量近期療效尚可，但無法有效控制腫瘤干細(xì)胞，尚需進(jìn)一步研究討論。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 陸小軍，吳新光，雷風(fēng)，等.替莫唑胺聯(lián)合放療與單純放療治療60例術(shù)后II、IV級惡性膠質(zhì)瘤的療效比較[J].中國神經(jīng)腫瘤雜志，2015，13（3）：216-219.

[2] 蓋雪.惡性腦膠質(zhì)瘤亞臨床腫瘤分割照射方案優(yōu)化及機(jī)制的實(shí)驗(yàn)研究[D].北京：北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院，2011.

[3] 王曉彤，呂文杰.血管內(nèi)介入治療復(fù)發(fā)顱內(nèi)動脈瘤的療效觀察[J].山東醫(yī)藥，2014，23（9）：108-112.

[4] 劉麗娜，張學(xué)偉，郭子涵，等.顱前窩底骨質(zhì)缺損無骨性重建的臨床觀察[J].中國微侵襲神經(jīng)外科雜志，2015，24（12）：1211-1212.

[5] 孔鋒，張秋航，曲秋懿.以腦脊液鼻漏為首發(fā)癥狀斜坡脊索瘤的診斷及內(nèi)鏡外科治療[J].中國微侵襲神經(jīng)外科雜志，2015，33（5）：9-10.

[6] 蓋雪，楊偉志，高黎，等.腦膠質(zhì)瘤不同照射方案生物效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究[J].中華放射腫瘤學(xué)雜志，2010，19（6）：564-567.

[7] J.Scott，N.rewcsstle，P.Brasher，et al.Long-term glioblastoma multiforme survivours A population-based study[J].Can J Neurol Sci，2015，23（9）：112-114.

[8] A Narayana，J Yamada，Sean Berry M，et al.Intensity-modulated radiotherapy in high-grade gliomas：Clinical and dosimetric results Int[J].I Radio Oncol Biol Phys，2014，24（13）：23-26.

（收稿日期：2017-01-25）