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直肠癌的基本治疗是根治性手术，但即使完全切除了肿瘤仍有相当部分病人由于复发和转移而导致治疗失败。因此，需要将各种治疗方法有机地结合起来，发挥各自的特长，建立有效的综合治疗措施。本课题研究术前放疗对直肠癌的组织学、分子生物学作用，同时对我院1994年1月至2001年12月间242例直肠癌病人多种总体治疗模式的结果进行对比研究，评价其疗效，探讨如何选择和优化治疗模式，进一步提高直肠癌的治疗效果。
第一部分直肠癌术前放疗组织学和分子生物学的研究目的从细胞水平、分子水平深入研究放射治疗对直肠癌的作用，阐明放疗作用的机理。
材料和方法: 2000年4月至2002年12月住院的pTNMⅡ期和Ⅲ期直肠癌病人80例。病人入院后随机分为2组，每组各40例。对照组直接手术治疗，无术前辅助治疗，放疗组术前行中剂量放疗，总剂量40Gy，每次剂量为2Gy，共20次，整个疗程持续4周。放疗结束后1～2周手术。
肿瘤对放疗的组织学反应标准根据直肠癌消退分级分为3级，肿瘤细胞坏死、间质改变及血管病变分为4级。
免疫组化法检测标本的Ki-67和cyclinD1表达。TUNEL法检测标本细胞凋亡。Luminol增强的细胞化学发光法检测肿瘤细胞的化学发光。聚合酶链反应-单链构象多态性分析检测标本K-ras基因第12密码子突变。
结果: 接受术前放疗的40例pTNMⅡ期和Ⅲ期直肠癌病人中，14例肿瘤显著缩小，18例肿瘤部分缩小，8例肿瘤轻微缩小，显效率35.0％，总有效率达80.0％。对手术标本进行常规组织病理学检查发现，放疗后72.5％的病例癌组织出现大片的坏死，80.0％的病例大部分癌灶被纤维化代替，77.5％的病例癌组织中多数血管出现内膜增厚，比例都显著高于未行放疗的对照组病人。
直肠癌癌组织中Ki-67表达显著高于正常直肠粘膜，距癌边缘不同距离的正常直肠粘膜间Ki-67表达无显著差异，放疗后癌组织的Ki-67表达显著低于放疗前，也显著低于对照组，癌旁2cm正常粘膜Ki-67表达较对照组显著降低。放疗组放疗后距癌边缘4cm和6cm的正常粘膜Ki-67表达与对照组比较均无显著差异。
按肿瘤放疗组织反应不同分析，发现Ki-67标记指数越高，肿瘤放疗组织反应越明显，3组之间差异显著。RCRG1和RCRG2组放疗后Ki-67标记指数显著降低，RCRG3组放疗后Ki-67标记指数无显著改变。放疗前癌组织Ki-67表达与肿瘤放疗反应显著相关。
直肠癌癌组织中凋亡指数显著高于正常直肠粘膜，放疗后癌组织的凋亡指数显著高于放疗前，也显著高于对照组，放疗后癌旁正常粘膜凋亡指数也均显著高于放疗前。放疗前癌组织凋亡指数与肿瘤放疗反应显著相关，同时放疗前癌组织的自发凋亡与Ki-67标记指数也有显著的正相关性。
放疗组肿瘤细胞化学发光峰值放疗前较放疗后显著减弱。同时细胞化学发光峰值高的肿瘤对放疗反应明显，放疗前肿瘤细胞化学发光峰值与肿瘤放疗反应显著相关。
直肠癌组织中cyclinD1表达显著高于癌周正常粘膜，同时距癌边缘2cm粘膜的cyclinD1表达显著高于距癌边缘4cm、6cm粘膜的。放疗组癌组织的cyclinD1表达显著低于对照组癌组织，距癌边缘2cm粘膜的cyclinD1表达也显著低于对照组同部位。距癌边缘4、6cm粘膜cyclinD1表达两组无显著差异。
癌组织中K-ras基因突变率显著高于各癌周正常粘膜，同时距癌边缘2cm粘膜的K-ras基因突变率显著高于其它正常粘膜。放疗后癌组织和距癌边缘2cm粘膜的K-ras基因突变率与对照组对应部位的相比显著降低。
结论: 放疗后直肠癌癌组织坏死、纤维化和血管内膜增厚等改变显著高于未放疗病人。直肠癌癌组织的增殖、凋亡、细胞化学发光均显著高于正常粘膜，增殖和凋亡显著相关，细胞化学发光则和增殖相关。放疗可显著抑制直肠癌癌组织的增殖、代谢活性，促进凋亡。同时，癌组织的增殖、凋亡、细胞化学发光都与癌组织的放疗敏感性显著正相关。直肠癌癌组织中cyclinD1表达和K-ras基因突变率显著高于正常粘膜，而癌周2cm内的粘膜cyclinD1表达和K-ras基因突变率也显著增高。放疗后癌组织和癌周2cm内的粘膜cyclinD1表达和K-ras基因突变率均显著降低，因此，放疗可能抑制癌旁粘膜恶变的早期事件，这可能是放疗能增加手术切除率和保肛率的原因。
第二部分 直肠癌总体治疗的疗效对比研究
目的: 对比直肠癌多种总体治疗模式对病人生存率的影响，评价其疗效，探讨如何选择优化治疗模式，进一步提高直肠癌的治疗效果。
材料和方法: 1994年1月至2001年12月间住院的pTNMⅡ、Ⅲ期直肠癌病人242例，随机分为4组。单纯手术组：病人接受直肠癌根治手术，术前术后均未行辅助治疗；术前化疗组：病人术前接受静脉化疗，术后接受8个疗程静脉化疗；术前放疗组：病人术前行放疗，术后接受8个疗程静脉化疗；免疫化疗组：病人术前接受静脉化疗，术后行8个疗程静脉化疗，同时接受LAK细胞输注治疗。
静脉化疗方案为：丝裂霉素8mg/m2、顺铂60mg/m2分别溶于20ml生理盐水中，第一天静脉注射。甲酰四氢叶酸钙100mg加入500ml的5％葡萄糖液中静脉滴注，结束后10分钟，以5-Fu500mg/m2，加入500ml的5％葡萄糖液中静脉持续滴注，第1～5天每日一次。术前化疗一疗程，结束后7～10天行手术治疗。术后辅助化疗共8个疗程，用时1年，前6个月每月1个疗程，后6个月每3个月1个疗程。
术前放疗总剂量40Gy，每次剂量为2Gy，共20次，整个疗程持续4周。放疗结束后休息1～2周后手术。
全部病人均作随访。随访截止日期2002年12月31日。计算盆腔复发率、远处转移率和总生存率。
结果: 病人随访时间为12～72个月，中位随访时间47个月。242例病人中共14例失访，随访率94.2％。
在本研究242例病人中，男149例，女93例，平均年龄53岁(20～82岁)。pTNMⅡ期99例，其中单纯手术组23例，术前化疗组26例，术前放疗组27例，免疫化疗组23例；pTNMⅢ期143例，其中单纯手术组34例，术前化疗组38例，术前放疗组39例，免疫化疗组32例。
术前放疗组的保肛率显著高于其他组。复发率与单纯手术组相比，术前化疗组和免疫化疗组无显著差异，而术前放疗组显著降低；转移率与单纯手术组相比，三个总体治疗组都有显著降低，而以免疫化疗组最低。在5年总生存率方面，与单纯手术组相比，术前化疗组病人有提高的趋势，但缺乏统计学意义(P=0.078)，其他2个治疗组的总生存率均有显著提高。
在pTNMⅡ期病人，复发率术前放疗组显著低于单纯手术组，术前化疗组和免疫化疗组与单纯手术组无差别；转移率术前化疗组和免疫化疗组均显著低于单纯手术组，术前放疗组与单纯手术组无差别；与单纯手术组相比，术前化疗组总生存率显著提高，术前放疗组和免疫化疗组有提高的趋势，但无统计学意义。
在pTNMⅢ期病人，术前放疗组复发率显著低于单纯手术组，术前化疗组和免疫化疗组与单纯手术组无显著差别；转移率则术前放疗组和免疫化疗组均显著低于单纯手术组，术前化疗组与单纯手术组无差别；与单纯手术组相比，术前放疗组和免疫化疗组总生存率显著提高，术前化疗组无显著提高。
应用多元回归的Cox风险比例模型分析影响直肠癌病人生存时间的因素，结果显示pTNM分期和不同治疗模式是独立的与预后显著相关的因子。
结论: 手术加辅助放、化疗或免疫化疗的总体治疗模式效果优于单纯手术。对于pTNMⅡ期直肠癌病人，术前加术后化疗可进一步改善预后，术前放疗加术后化疗可显著降低复发率。对于pTNMⅢ期直肠癌病人，术前放疗加术后化疗可显著降低复发率，提高5年生存率，术后免疫化疗则显著降低转移率，提高生存率。在临床上，我们应根据不同的病变部位、不同的病理分期和不同的机体状况选择不同的治疗方案，以提高直肠癌的总体生存率。
总结放疗后直肠癌癌组织坏死、纤维化和血管内膜增厚等改变较未放疗病人显著。直肠癌癌组织的增殖、凋亡、细胞化学发光均显著高于正常粘膜，增殖和凋亡显著相关，细胞化学发光则和增殖相关。放疗可显著抑制直肠癌癌组织的增殖、细胞化学发光，促进凋亡。同时，癌组织的增殖、凋亡、细胞化学发光都与癌组织的放疗敏感性显著正相关。结果还发现，直肠癌癌组织中cyclinD1表达和K-ras基因突变率显著高于正常粘膜，而癌周2cm内的粘膜cyclinD1表达和K-ras基因突变率也显著增高。放疗后癌组织和癌周2cm内的粘膜cyclinD1表达和K-ras基因突变率均显著降低，因此，放疗可以抑制癌旁粘膜恶变的早期事件，这可能是放疗能增加手术切除率和保肛率的原因。
本研究还进一步研究了直肠癌多种总体治疗模式的临床疗效。随机选择pTNMⅡ期和Ⅲ期直肠癌，比较术后免疫治疗加手术前后化疗、术前放疗加术后化疗、术前加术后化疗及单纯手术的临床疗效。结果表明，手术加辅助放、化疗或免疫化疗的总体治疗模式效果优于单纯手术。对于pTNMⅡ期直肠癌病人，术前加术后化疗可进一步改善预后，术前放疗加术后化疗可显著降低复发率。对于pTNMⅢ期直肠癌病人，术前放疗加术后化疗可显著降低复发率，提高5年生存率，免疫化疗则显著降低转移率，提高生存率。在临床上，我们应根据不同的病变部位、不同的病理分期和不同的机体状况选择不同的治疗方案，以提高直肠癌的总体生存率。