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放射治疗是鼻咽癌主要的治疗方法。常规根治性放射治疗时,患者虽属于同一分期,并采用相同的治疗技术、相同的治疗剂量,却有12.1~42.2%患者在5年内出现鼻咽局部或区域淋巴结复发。其原因,主要与肿瘤生物学特性有关,其中肿瘤组织对放疗的内在敏感性存在个体差异是极为重要的原因。同时也可观察到病况相同的患者在采用相同的治疗后可出现不同的放疗急性反应,远期并发症也有明显差异,其原因与鼻咽癌患者的正常组织放射敏感性存在个体差异有关。
在影响肿瘤细胞内在放射敏感性的因素中,以凋亡、增殖、肿瘤血管状况(肿瘤乏氧程度)、DNA或染色体损伤程度等因素与放疗反应密切相关。
突变型P53蛋白抑制凋亡,促使增殖。Survivin蛋白抑制caspase 3及caspase7表达,也抑制凋亡发生。Ki67蛋白是与增殖细胞相关的核抗原,其阳性率反映肿瘤的增殖活性。VEGF蛋白在低氧的刺激下表达增加,促进血管内皮细胞分裂、增殖、微血管生成,局部微血管密度增高。VEGF-C特异性作用于淋巴内皮细胞,诱导淋巴管形成,其表达与淋巴管密度一致,与淋巴结转移密切相关。
射线造成靶细胞染色体损伤程度与其放射敏感性一致,松胞素阻滞微核法(cvtokinesis-block micronucleus assay,CBMNA)是检测靶细胞受射线照射或化学物损伤后第一次核分裂时染色体损伤的程度,有灵敏度极高,操作简便、快速、成功率高、设备要求低,同时可观察细胞形态,可获取多种信息等优点,松胞素阻滞微核法检测外周血淋巴细胞及体外培养的肿瘤细胞,已成功用于正常组织辐射损伤、肿瘤组织放疗反应等检测。
本研究主要包括以下三方面:(1)对影响放疗反应关系密切的凋亡、增殖、血管生成状况(间接反映肿瘤组织乏氧程度)、淋巴管生成状况等方面的生物分子指标进行筛选,期待找出有价值的预测指标;(2)用CBMNA检测已知放射敏感性差异的鼻咽高分化鳞癌细胞株CNE1及低分化鳞癌细胞株CNE2,观察微核率及微核细胞率差异,了解该方法在鼻咽癌细胞株检测上的可行性;(3)用外周血淋巴细胞CBMNA等前瞻性研究微核率及微核细胞率与放射治疗急性反应、50Gy鼻咽肿瘤消退率、放疗后3个月肿瘤射野内局控状况等关系,探讨外周血淋巴细胞CBMNA微核率、微核细胞率等预测鼻咽癌正常组织急性反应、肿瘤近期局控状况可行性。
[材料与方法]
1.用免疫组化S-P法检测鼻咽癌单纯根治性外照射后5年射野内复发组60例与随机选取的同期射野内局控组60例鼻咽肿瘤组织中P53、Survivin、Ki67、VEGF、VEGF-C蛋白表达及微血管密度(microvascular density,MVD)计数,分析上述指标在局控组与复发组间差异,及其相互关系。
2.对鼻咽癌细胞株CNE1、CNE2分别用克隆形成法检测照射剂量0、0.5、1、2、4、6、8Gy的存活分数(survival fraction,SF)、用松胞素阻滞微核法检测照射剂量0、0.5、1、2、4、6、8Gy的微核率(micronucleus frequency,MNF)、微核细胞率(micronucleated cells frequency,MNCF)等,分析SF、MNF、MNCF在不同剂量下CNE1、CNE2间的统计学差异;用线性二次模型拟合生存曲线,比较CNE1、CNE2间α值、α/β值、SF2观察值与拟合值间差异;用线性模型拟合MNF、MNCF与剂量间关系;用相关分析、曲线拟合分析CNE1、CNE2的SF与MNF、MNCF间关系,以明确两种检测方法结果是否一致。
3.对42例常规根治性放疗的鼻咽癌病人前瞻性临床试验:(1)放疗前、放疗20Gy、60Gy时抽取外周血,放疗前血标本分装成5份在X线机下照射0、0.5、1、2、4Gy,放疗20Gy、60Gy时的外周血直接培养,行松胞素阻滞微核法检测微核率、微核细胞率;(2)放疗前、放疗20Gy、60Gy时行腮腺ECI检测,记录左、右腮腺摄取功能、排泌功能,计算20Gy、60Gy时左、右腮腺摄取功能减退率、排泌功能减退率;(3)放疗前、放疗50Gy、放疗结束后3个月时行鼻咽MRI检查,观察放疗50Gy时鼻咽肿瘤消退率及放疗结束后3个月时有无残留病灶; (4)每周2次临床检查,记录皮肤、粘膜RTOG/EORTC II级反应出现时的外照射初始剂量。统计分析在正常组织皮肤、粘膜敏感组与不敏感组间、鼻咽肿瘤组织局控组与残留组间,‘微核率、微核细胞率、左右腮腺摄取功能减退率、左右腮腺排泌功能减退率、50Gy鼻咽肿瘤消退率等指标间有无差异,并分析这些指标间相互关系。
[结果]
1.鼻咽肿瘤组织免疫组化检测结果
P53、VEGF、Survivin、VEGF-C、Ki67蛋白阳性率分别为65.0%、57.5%、60.8%、42.5%、57.5%,P53、VEGF、MVD复发组表达明显比局控组高,差异有显著性,而Survivin、VEGF-C、Ki67蛋白表达在两组间无差异。P53、VEGF、MVD三者间显著正相关,Survivin与P53及VEGF-C相关,Ki67与其他指标间无相关性。
2.用松胞素阻滞微核法检测鼻咽癌细胞株放射敏感性结果
克隆形成法显示:在2Gy及以上剂量照射时,CNE2存活分数SF明显比CNEl低。用SPSS二次模型对剂量与SF拟合,CNE2的α值、α/B值均较CNEl大,SF2观察值及拟合值均较CNEl小。
松胞素阻滞微核法显示:在1Gy及以上剂量照射时,CNE2的MNF、MNCF明显比CNEl大。MNF、MNCF与照射剂量间呈线性正相关。
CNEl、CNE2的SF与MNF、MNCF间明显负相关(P<0.01)。
3.外周血松胞素阻滞微核法等检测鼻咽癌放疗反应结果
(1)在体外照射1Gy及以上剂量时、20Gy、60Gy时外周血MNF、MNCF在放射敏感组明显比不敏感组增加,但在放疗前自发性MNF及MNCF、0.5Gy小剂量照射下诱发的MNF及MNCF在两组间无明显差异;在体外照射2Gy及以上剂量时、20Gy、60Gy时外周血MNF、MNCF在肿瘤局控组比残留组明显增加,但在放疗前自发性MNF及MNCF、0.5Gy及1Gy小剂量照射下诱发的MNF及MNCF在两组间无明显差异。
(2)在放射敏感组,左右腮腺排泌功能减退率在20Gy、60Gy均较不敏感组更明显,而摄取功能减退率两组间无差异。在局部控制组,60Gy时左右腮腺、20Gy时右腮腺排泌功能减退较残留组更明显,但20 Gy左腮腺排泌功能减退两组间无差异。在局部控制组,右腮腺摄取功能减退在20Gy、60Gy时均较残留组明显,而左腮腺功能摄取功能减退两组间无差异。
(3)在放射敏感组,年龄明显较不敏感组大;50Gy肿瘤消退率、肿瘤总分期、T、N分期、放疗前肿瘤体积、化疗、性别在放射敏感组与不敏感组间比较无明显差异。
在局控组,50Gy肿瘤消退率明显比残留组更大,年龄也明显比残留组更大。肿瘤总分期、T、N分期、放疗前肿瘤体积、化疗、性别在肿瘤局控组与残留组间比较无明显差异。
(4)左右腮腺摄取功能减退率在放疗20Gy至60Gy变化不明显,无损伤率在28/42(66.67%)以上,2级以上的减退率在8/42(19.05%)以下,无极度减退者。左右腮腺排泌功能减退极为明显,20Gy时中度以上减退者、极度减退者分别达27/42(64.29%)、19/42(45.24%)以上, 60Gy时中度以上减退者、极度减退者则分别达37/42(88.10%)、33/42(78.57%)以上,60Gy与20Gy比较差异明显(P<0.01);电离辐射主要影响腮腺的排泌功能,并随剂量增加而加重损伤;对腮腺的摄取功能影响较轻,未发现随剂量增加而急性损伤加重现象。
【结论】
1. 对120例鼻咽癌病人回顾性病例对照研究发现,P53、VEGF蛋白表达、
微血管密度在5年射野内复发组明显较局控组高,有可能作为预测鼻咽癌放射治疗后局控率的指标;而Survivin、Ki67、VEGF-C蛋白表达两组间无明显差异。
2.松胞素阻滞微核法敏感地检测出了鼻咽癌细胞株CNE1、CNE2的放射敏感性差异,与克隆形成法结果一致,提示松胞素阻滞微核法应用于鼻咽癌细胞株放射敏感性检测敏感、准确、快速、简便。
3.皮肤、粘膜急性反应敏感组外周血淋巴细胞微核率、微核细胞率在体外照射1Gy及以上剂量时及外照射20Gy、60Gy时与不敏感组比较有明显增加,提示外周血淋巴细胞松胞素阻滞微核法的微核率、微核细胞率有可能作为预测鼻咽癌皮肤、粘膜急性反应敏感性的指标。
4.腮腺ECT动态检测结果显示,射线主要损伤腮腺的排泌功能,在皮肤、粘膜放射反应敏感组,与不敏感组比较,20Gy、60Gy时左右腮腺排泌功能减退率明显增加,有可能作为预测鼻咽癌正常组织放射敏感性的指标。
5.放疗后3个月肿瘤局控组外周血淋巴细胞微核率、微核细胞率在体外照射2Gy、4Gy及外照射60Gy时与残留组比较有明显增加,微核率在外照射20Gy时已有明显增加,外周血淋巴细胞松胞素阻滞微核法的微核率、微核细胞率有可能作为预测鼻咽癌根治性放疗近期疗效的指标。