声动力学治疗介导原卟啉Ⅸ抑制SW480荷瘤裸鼠肿瘤生长的效果观察

王自明，吕 胡，曾 虎，赖 琼，林 伶

(1.湖南师范大学附属湘东医院，湖南 醴陵 412200;2.中南大学肝胆肠外科研究中心，湖南 长沙 410008)

声动力学治疗(Sonodynamic Therapy，SDT)是指对肿瘤组织注射一定剂量的超声增敏剂(如血卟啉衍生物等)，而后使用一定频率和强度的超声辐照肿瘤部位，利用超声能穿透生物组织深部，激活能在肿瘤组织中富集并且可长时间潴留的药物，使聚集在肿瘤部位的声敏剂产生抗肿瘤因子而产生协同效应杀伤肿瘤细胞和抑制肿瘤生长。本研究采用声动力学治疗介导原卟啉Ⅸ，对荷瘤小鼠模型进行作用，观察其抑制肿瘤生长的效果，初步报告如下。

1 资料与方法

1.1 材料与试剂

裸鼠，10 ～12 周龄，雌雄各半，分笼清洁级饲养。SW480 细胞株购自中南大学湘雅医学院细胞中心。胎牛血清(Gibco 公司);原卟啉Ⅸ(分析纯)、甲醇(色谱纯)、乙醇(分析纯)、乙晴(色谱纯)。其余试剂为国产分析纯。

1.2 实验方法

成功诱导大肠癌的荷瘤裸鼠，挑选多发性具有各期肿瘤病变的裸鼠40 只用于实验。用游标卡尺测量瘤径，记录肿瘤长径(L)和短径(W)，每天早中晚各一次取其平均值，用Steel 公式:V =LW2/2 计算肿瘤的体积。解剖并完整分离出瘤块，称重，计算肿瘤抑制率。肿瘤抑制率(%)= (对照组平均瘤重-各干预组平均瘤重)/对照组平均瘤重×100%。

1.3 实验分组和给药

小鼠随机分为4 组，每组10 只，分别为:对照组，原卟啉Ⅸ组，声动力学治疗组，声动力学治疗介导原卟啉Ⅸ组。每组裸鼠行腹腔注射给药，按裸鼠体重0.1 mL/10g 计算每只用药量，每天给药1 次，连续10 d。①对照组，用生理盐水干预;②原卟啉Ⅸ组，用原卟啉Ⅸ20 μg/mL 干预;③声动力治疗组，频率300 kHz，声强1.5 W/cm2，辐照60 s 干预;④声动力学治疗介导原卟啉Ⅸ组，用原卟啉Ⅸ20 μg/mL和频率300 kHz，声强1.5 W/cm2，辐照60 s 干预。

1.4 统计学分析

所有数据用均数±标准差表示，各组大鼠肿瘤体积、瘤体质量、肿瘤抑制率比较均用自身配对t 检验，检验水准α=0.05。

2 结果

声动力学治疗介导原卟啉Ⅸ可抑制SW480 荷瘤裸鼠肿瘤生长，和声动力学干预组、原卟啉Ⅸ组、对照组相比差异有统计学意义(P ＜0.05);和声动力学治疗组、原卟啉Ⅸ组比较，声动力学治疗介导原卟啉Ⅸ组肿瘤抑制率明显较高，差异有统计学意义(P ＜0.05)。见表1。

表1 各组SW480 荷瘤裸鼠肿瘤生长的抑制作用

3 讨论

大肠癌(colorectal cancer，CRC)是欧美发达国家常见的恶性肿瘤，发病率和病死率均居第3位［1］。其发病率在我国也呈现上升趋势。我国结直肠癌死亡率无论男女性均高于发展中国家的平均水平，低于世界与发达国家的平均水平，男性在世界国家中排位第69，女性排在第88［2］。由于解剖、生理及病理等因素，大多数大肠癌患者首次就诊时，往往已是中晚期，且因为肿瘤较大容易发生癌性梗阻(malignant intestinal obstruction)。此时，常需急诊手术治疗，但患者一般因肿瘤而导致全身情况较差，并常伴有脱水、电解质紊乱、肠黏膜损伤、腹腔压力增高，又无法进行充分的肠道准备，手术风险极大，手术并发症的发生率及死亡率较高，死亡率高达12%(择期手术死亡率约3.5%)，且手术多半行一期肠吻合几率较低，实施永久的结肠造口术患者也高达40%［3-4］。又或者先行结肠造瘘，再择期关闭造瘘口，对患者造成二次创伤，且住院费用增加，恢复期延长。

近10年来提出的新辅助化疗，是指在恶性肿瘤局部治疗(手术或放疗)前给予的化疗，目的是减小肿瘤的体积，提高手术的根治性切除率，减少肿瘤的转移及复发，延长患者的生存期。但是，单纯化疗或放疗对患者免疫系统的影响仍在深入研究中，其远期影响仍有待进一步临床研究证实;而单纯化疗药物，因为药物剂量堆积效应，毒、副作用更为明显。另外，新辅助化疗存在不仅没有缓解，反而延误了病情的情况。而应用肠道支架解除癌性梗阻，只能在一定程度上缓解患者的症状，但支架费用昂贵，支架推送系统需专科专业人士操作，且存在更易出现穿孔、出血、腹痛明显的风险［5-6］。因此，有必要优化目前治疗模式并探讨新的治疗方法。

SDT 是指对肿瘤细胞给予声敏剂，再用一定频率、强度超声照射肿瘤细胞，产生一系列物理化学反应，激活声敏剂分子进而杀伤肿瘤细胞。有学者研究认为［7］，超声结合原卟啉Ⅸ可以通过诱导细胞凋亡的方式发挥其抗肿瘤活性，其作用的分子机制可能涉及到膜受体介导的Caspase-8、Caspase-3 以及PARP 依赖性的凋亡信号调节通路。进一步的研究表明［8］，声动力学介导原卟啉Ⅸ能够使肿瘤细胞产生活性氧自由基，造成膜脂质过氧化，直接或间接地破坏细胞的膜系统，从而杀伤肿瘤细胞。

原卟啉Ⅸ低毒、在肿瘤组织有明显聚集效应，笔者前期研究表明，5-ALA 与DFO 联合应用，显著提高5-ALA 诱导癌组织原卟啉IX 的积聚作用;用药后4 ～6 h 检测原卟啉IX 含量最高［9］。而超声作为一种物理能量形式，可靶向聚焦、穿透性明显。因此，在声动力学介导下，原卟啉Ⅸ能够特异性地杀伤肿瘤细胞，对正常组织无明显损伤作用。和单纯超声比较，SDT 降低了单纯超声致细胞死亡的作用阈值，对治疗肿瘤尤其是组织深部肿瘤有较强的靶向性和安全性。和单纯药物比较，SDT 显著提高了药物抑制肿瘤组织生长的效果，且可有效减少药物使用量，降低药物毒性反应。在本研究中，原卟啉Ⅸ在SDT 介导下，聚集效应明显，且表现出明显抑制肿瘤生长作用，且未表现明显毒性，但是，SDT 介导原卟啉Ⅸ对免疫系统的影响，有待深入研究。

本实验表明声动力学治疗介导原卟啉Ⅸ可明显抑制荷瘤裸鼠实体瘤生长，在声动力学介导下，原卟啉Ⅸ表现出明显抑瘤效果，较单独应用效果较好，并且毒性较低，但是，声动力学治疗介导原卟啉Ⅸ的抑制肿瘤生长机制及其生物学效应仍有待进一步研究。

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