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重离子对小鼠移植性Lewis肺癌分次照射的生物效应

来源:万方数据库    时间:2013-07-18 14:45  浏览次数:

  重离子对小鼠移植性Lewis肺癌分次照射的生物效应

  作者:丁小凡 李文建 李德杏 陈龙华 郭红云

  【摘要】目的研究重离子不同分次照射的生物效应。方法除对照组外,选择了2个剂量点:低剂量为12 Gy,高剂量为24 Gy。每个剂量分单次、2和3次照射组,观察Lewis肺癌的肿瘤体积变化、肿瘤生长延迟时间和荷瘤小鼠生存时间。结果无论高剂量还是低剂量,分3次照射的肿瘤生长延迟和生存时间都显著大于单次和分2次照射。结论采用分3次照射的肿瘤生物效应优于单次和分2次照射,低剂量又优于高剂量。此研究结果为我国重离子束治疗肿瘤的临床试验提供了实验依据。

  【关键词】碳离子;分次照射;Lewis肺癌

  放射治疗是治疗恶性肿瘤最主要手段之一,临床上常用的X、γ射线属低传能线密度(LET),对肿瘤乏氧细胞和G0期细胞敏感性差,组织剂量分布不理想,限制了治疗疗效。经过半个多世纪的探索,发现高LET射线的生物效应优于x和7射线。已研究的高LET射线有中子、质子、7c负介子和重离子等4种荷电粒子束,其中重离子的生物和物理特性在治疗肿瘤中明显优于其他射线。重离子不仅可以杀灭对低LET辐射不敏感的肿瘤细胞,而且靶区内能量沉积呈Bragg峰分布,是增加治疗增益因素(therapeutic gain factor,TGF)最理想的射线。日本和德国在重离子治疗肿瘤的临床试验中已取得了很好的疗效。

  重离子的放射生物效应不仅与照射剂量有关,而且与LET值的大小和分次次数等因素也密切相关。本试验用兰州重离子加速器(HIRFL)提供的12C6+离子束,观察了碳离子单次、2和3次照射后Lewis肺癌体积的变化、肿瘤生长延迟天数和小鼠生存时间的生物效应,目的是为我国开展重离子临床试验治疗提供实验依据。

  材料和方法

  1.动物:C17BL/6J纯系小鼠,体重(23±2)g,均为雄性,购自军事医学科学院实验动物中心。

  2.肿瘤模型:Lewis肺癌瘤株引自中国医学科学院肿瘤研究所。取接种Lewis肺癌第10天小鼠,在无菌条件下将生长良好的瘤组织取出研磨,调整活细胞数为3.6×109个,L,接种于小鼠右后肢,每只0.12 ml。接种后第8天挑选肿瘤直径9 mm的小鼠进行随机分组,准备照射。

  3.动物分组:除对照组(未照射组)外,选择了低(12 Gy)和高(24 Gy)2个剂量,每个剂量又分单次、2和3次照射3个组,共7组。即低剂量单次(12 Gy×1)、2次(6 Gy×2)和3次(4 Gy×3)照射组;高剂量单次(24 Gy×1)、2次(12 Gy×2)和3次(8 Gy×3)照射组,每组9只小鼠。

  4.照射:12C6+离子束由重离子加速器产生,引出能量为80 MeV/u,经降能后为75.45 MeV/u(在水中15.50 mm),采用射程调制器展宽Bragg峰(SOBP)。分次照射时间间隔24 h。

  5.肿瘤体积和荷瘤小鼠生存时间:照射后每3天测量每只小鼠肿瘤的最大垂直高度、长和宽径,按体积(y)=长×宽×高,2计算出肿瘤体积,同时记录动物生存天数。

  6.肿瘤生长延迟:当照射后体积与照射前体积为某一值时,照射组所需天数与对照组所需天数的差值为肿瘤生长延迟(tumour growth delay)时间。本研究观察了肿瘤体积达照射前体积5和10倍时的延迟天数。

  7.统计学处理:动物生存时间以60 d为生存截尾数据,用SPSS 10.0统计软件进行数据处理和方差分析。

  结果

  1.肿瘤生长曲线:照射组的肿瘤体积都小于对照组,分3次照射的肿瘤体积又明显小于单次和分2次照射。单次和分2次照射肿瘤体积基本相同,见图1。

  2.肿瘤生长延迟时间(表1):对肿瘤生长曲线进行拟合后,求出肿瘤体积达到照射前体积的5和10倍时所需的生长时间,治疗组与对照组生长时间的差值为肿瘤生长延迟时间。结果表明:3次照射的肿瘤生长延迟时间最长,其次为2次照射,单次照射的延迟时间最短。

  3.小鼠生存时间(表2):高、低剂量分3次照射的小鼠生存时间最长。与对照组相比,4 Gy×3次照射组差异有统计学意义(P<0.01),8 Gy×3和12 Gy×2次照射组差异有统计学意义(P<0.05)。

  

  

  

  

  讨论

  虽然目前重离子的生物学作用机理还不清楚,但大量分子、细胞学的研究,以及皮肤、神经等组织水平的研究都证明高LET射线的相对生物效应(RBE)高于低 LET射线。而在肿瘤组织的生物效应方面的数据相对较少。Suzuki等用人皮肤成纤维细胞和4种不同的人肿瘤细胞株研究了碳离子照射的生物效应,证明碳离子的生物效应不仅与LET值的大小有关,而且与分次数也有关。在临床治疗中,如何分次会获得更好的生物治疗增益(biological therapeutic gain)仍在摸索中。因此,研究动物实体瘤不同分次的生物效应具有重要的参考价值。

温馨提示:如需了解更多重离子质子治疗肿瘤、出国医疗、海外医疗等问题,可拨打:400-067-0509详细咨询。

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