三维适形调强放疗对骨细粒棘球蚴原头节杀灭效果的实验研究

徐万龙， 徐江波， 孙俊刚， 周文正， 赵喜滨， 王 浩， 袁 宏

(新疆维吾尔自治区人民医院骨一科， 乌鲁木齐 830001)

我国细粒棘球蚴病的发病率很高[1]，尤其是地处边疆的新疆[2]。细粒棘球蚴病是在人畜之间相互传染的寄生虫病，严重危害全球人类的健康。骨细粒棘球蚴病在人体各脏器包虫病的发病率位居第3位，肝脏和肺脏的包虫病发病率则位居第1、2位。目前临床上现有的药物以及手术的治疗方式对细粒棘球蚴病几乎不能根治，临床疗效较差，而放射治疗对骨包虫具有很好的杀灭作用。细粒棘球蚴的原头节是其包囊中活力最强、感染力最大的结构，如果细粒棘球蚴的原头节在宿主体内繁殖生长，则可以很快播散并成长为新的传播性很强的棘球蚴，所以如何杀灭原头节是杀灭细粒棘球蚴的重要环节及重要靶点。

为观察放射治疗对大鼠骨细粒棘球蚴原头节有很好的杀灭效果，本研究通过对骨细粒棘球蚴病大鼠骨棘球蚴病灶区实施IMRT，检测原头节死亡率、原头节琥珀酸脱氢酶(SDH)的活性变化，以期为临床上将IMRT用于对骨细粒棘球蚴病的治疗提供直接实验室证据。

1 材料与方法

1.1实验动物选用中国武警总医院实验动物实验室提供的双侧股骨骨细粒棘球蚴成年雄性大鼠30只。将骨包虫大鼠双侧股骨先行X线及CT检查，均提示双侧股骨继发性棘球蚴接种成功。骨细粒棘球蚴大鼠吸入麻醉后，俯卧位摆置于自制的放疗体膜内并稳定固定。采用飞利浦Mx8000多层螺旋CT扫描机对左侧股骨骨细粒棘球蚴病区进行扫描，扫描密度为1 mm/层，将收集的数据上传到Somavison系统内，进行信息重建，并将周围的血管、肌腱、神经、皮肤勾画为需要保护的器官。勾画完放疗区域后，利用三维适形调强放疗仪的计算机计算系统对股骨细粒棘球蚴病区域的放射剂量及剂量分布均匀程度按照放疗计划进行分析和计算。经专业放射物理师在14 d内，对30只大鼠左侧股骨骨细粒棘球蚴病区给予40 Gy剂量的IMRT治疗，右侧股骨只给予假照射作为阴性对照。

1.2取材将经IMRT放射治疗后的棘球蚴病大鼠吸入麻醉处理后，空气栓塞活杀处死，在显微镜下取出双侧股骨骨髓腔内的骨细粒棘球蚴的包囊，先将细粒棘球蚴的包囊部分囊液抽出进行囊内减压，其余的细粒棘球蚴原头节连同囊液全部吸出，并将其混匀成的悬液分装于无菌聚乙烯试管中。

1.3伊红染色将无菌聚乙烯试管中细粒棘球蚴原头节的悬浊液用台盼蓝染色约2 min后涂片，在倒置显微镜下观察计算原头节的死亡率。判断死亡率的原则：死亡的原头节结构破坏，而且台盼蓝染色着色；活头节结构良好，且台盼蓝染色不着色。坏死率=台盼蓝染色着色原头节数/所有原头节数×100%。

1.4酶化学染色法检测原头节琥珀酸脱氢酶(SDH)的活性将无菌聚乙烯试管中细粒棘球蚴原头节的悬浊液用台盼蓝染色约2 min后涂片，采用烘干装置将所涂涂片烘干，采用硝基蓝四唑法将图片进行染色后显微镜下观察。琥珀酸脱氢酶活性阳性的细胞呈现蓝色。应用BT-2000彩色病理图像分析系统，每张图片随机选10个视野，自动测量平均光密度(Mean Optical Density，MOD)值，并取其平均值代表该原头节琥珀酸脱氢酶(SDH)的活性。

2 结果

2.1伊红染色检测IMRT后骨细粒棘球蚴原头节死亡情况未接受放疗的右侧股骨骨细粒棘球蚴病区的骨棘球蚴原头节正常形态存在，轮廓清晰，原头节可排斥台盼蓝染色，原头节未被蓝染(图1)。接受IMRT放疗后左侧股骨骨细粒棘球蚴病区的骨棘球蚴原头节整体结构消失，轮廓失去饱满状态，出现塌陷，原头节内颜色浑浊，出现深蓝色沉着(图2)。未接受放疗的右侧股骨骨细粒棘球蚴病区的骨棘球蚴原头节死亡率为(3.55±1.97)%，远小于接受IMRT放疗后左侧股骨骨细粒棘球蚴病区的骨棘球蚴原头节死亡率(51.22±19.34)%，且差异有统计学意义(P<0.05)。

2.2酶化学染色法检测原头节琥珀酸脱氢酶(SDH)的活性结果未接受IMRT治疗的右侧股骨骨细粒棘球蚴病区的骨棘球蚴原头节琥珀酸脱氢酶大量表达(图3)，但IMRT作用后的左侧股骨骨细粒棘球蚴病区的骨棘球蚴原头节琥珀酸脱氢酶受到抑制，少量表达(图4)。未接受放疗的左侧股骨骨细粒棘球蚴病区的骨棘球蚴原头节琥珀酸脱氢酶SDH产物的平均光密度数值为(0.719 3±0.114 5)，远大于接受IMRT放疗后右侧股骨骨细粒棘球蚴病区的骨棘球蚴原头节平均光密度数值(0.101 5±0.032 0)，且差异有统计学意义(P<0.05)。

图1 未受放疗的骨细粒棘球蚴原头节(伊红染色×10)

图2 IMRT放疗后的骨细粒棘球蚴原头节(伊红染色×10)

图3 未受放疗的骨细粒棘球蚴原头节(酶化学染色法×40)

图4 IMRT放疗后的骨细粒棘球蚴原头节(酶化学染色法×40)

3 讨论

三维适形调强放疗(Intensity modulated radiationtherapy，IMRT)是通过计算机来控制射线的方向，可将精确的、剂量高的射线集中在医者所关心的病变组织区域，而周围组织很少受到射线的损伤，所以IMRT是现有临床上一种可靠的、精度高的放射治疗方法，受到学者的推崇。根据IMRT对肿瘤细胞有很高的杀灭作用，所以笔者认为IMRT对骨细粒棘球蚴的原头节也应该有很好的杀灭作用。故本研究通过对骨细粒棘球蚴的原头节实施IMRT，对原头节行伊红染色检测原头节死亡率；酶化学染色法检测原头节琥珀酸脱氢酶(SDH)的活性变化，可以观察到IMRT射线集中、局部高能骨细粒棘球蚴的原头节，而且放射线可彻底清除深藏于松质骨、骨小梁中间的骨细粒棘球蚴的原头节，降低骨包虫残留率、复发率。

细粒棘球绦虫棘球蚴囊壁的生发层(胚层)可向囊内长出许多原头节(protoscolex)和生发囊。原头节的头节向内翻卷收缩呈椭圆形或圆形。生发囊是具有一层生发层的小囊，可附于囊壁生发层或脱落悬浮在囊液中，生发囊内又可有许多头节或更小的囊，因此1个棘球蚴囊内原头节数量可有数千至数万，甚至数百万个[3]。

细粒棘球蚴的原头节是其包囊中活力最强、感染力最大的结构，如果细粒棘球蚴的原头节在宿主体内进行繁殖生长，则可以很快播散并成长为新的传播性很强的棘球蚴，所以杀灭原头节是杀灭细粒棘球蚴的重要环节及重要靶点，是囊性棘球蚴病的预防和治疗研究的必要环节[4-7]。

本实验证明了利用良性肿瘤的治疗剂量(总量40 Gy)的IMRT对骨细粒棘球蚴的原头节具有很好的杀灭效果，而且酶组织化学检测结果提示IMRT对骨细粒棘球蚴的SDH有明显的抑制作用。SDH是三羧酸循环和细胞呼吸链的限速酶，参与细胞能量代谢及氧利用，是细胞进行代谢和生命活动所必需的，其活性的强弱反映三羧酸循环的活跃程度，可间接反映细胞有氧糖代谢水平。本实验可见IMRT导致骨细粒棘球蚴的原头节内部的琥珀酸脱氢酶活性下降，从而导致细胞的能量代谢功能下降，从而导致细胞的死亡。本研究结果还提示细粒棘球绦虫原头节，特别是原头节吸盘部位存在较强的琥珀酸脱氢酶活性，而细粒棘球绦虫的虫体蠕动、吸盘伸缩及肌肉收缩所需能量多数来源于三羧酸循环和呼吸链完全氧化，如果IMRT导致骨细粒棘球蚴的原头节内部的琥珀酸脱氢酶活性下降，必将影响虫体的活动、吸附、游走等运动，这都将大大降低细粒棘球绦虫的传染性、传播性及繁殖能力。

本实验初步证实IMRT对骨细粒棘球蚴的原头节有很好的杀灭作用，而且其作用机制可能是通过改变琥珀酸脱氢酶的活性而实现的，IMRT作为临床治疗骨细粒棘球蚴病的新方法，具有探索价值。

参考文献:

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