新型超顺磁性碘油用于经导管动脉栓塞治疗兔VX2肝癌模型

谭家铖,由慧敏,林印胜,郭坚东,李扬扬,刘玉龙,李王海,李承志*

(1.暨南大学附属第一医院介入血管外科,广东 广州 510630;2.广州医科大学附属第五医院内分泌科,广东 广州 510700)

肝细胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)患者确诊时多已失去手术治疗机会[1-3],对此类患者行TACE可延长生存时间、提高生活质量[4-5]。目前TACE多以常规碘油(conventional lipiodol, C-LIP)作为栓塞剂,但随时间推移,LIP沉积量会逐渐减少[6],需要加以随访;而受C-LIP干扰,CT和MR均难以准确地直接显示肿瘤残留或复发[7-8]。本研究制备新型栓塞剂——超顺磁性碘油(superparamagnetic lipiodol, SPLIP),观察其用于经导管动脉栓塞(transcatheter arterial embolization, TAE) 治疗兔VX2肝癌模型的安全性和有效性及MRI显示其栓塞肿瘤效果。

1 材料与方法

1.1 制备SPLIP并评估其稳定性 将10 mg超顺磁性氧化铁颗粒(superparamagnetic iron oxide, SPIO)(中山大学生物化学院)置于500 μl氯仿溶液中,并滴入5 ml C-LIP(烟台鲁银药业有限公司),搅拌30 min,之后采用旋转蒸发器去除有机溶剂并获得SPLIP。

将SPLIP置于常温避光环境下,于制备当日及其后第7、15、30天观察并记录其颜色和分层变化。以30支1 ml注射器分别抽取10 ml SPLIP、C-LIP及生理盐水,采用Siemens Artis Zeego数字减影血管造影(digital subtraction angiography, DSA)机及GE Signa Infinity Twinspeed 1.5T MR仪于制备当日及第30天行透视及采集MR T1WI及T2WI,对比SPLIP T1、T2信号值。

1.2 动物实验

1.2.1 实验动物及分组 20只3月龄雄性新西兰大白兔(10只健康兔,10只VX2肝癌模型兔)由广东省医学动物实验中心提供,体质量2.3～2.5 kg。将10只健康兔随机分为SPLIP组和C-LIP组,将10只VX2肝癌模型兔随机分为SPLIP-A组和C-LIP-A组,每组各5只。本研究获得暨南大学实验动物福利伦理委员会批准(20230316-0012)。

1.2.2 TAE 将兔仰卧位保定于检查床,经耳缘静脉注射3%戊巴比妥钠1 ml/kg体质量予以麻醉,之后备皮、消毒,暴露右侧腹股沟区域,穿刺右股动脉置入4F血管鞘(Terumo),将2.4F微导管(Terumo)经腹腔动脉插至肝左动脉,之后对SPLIP组和SPLIP-A组缓慢注入0.6 ml SPLIP,对C-LIP组和C-LIP-A组注入等量C-LIP(图1)。术后监测并记录生命体征和存活情况。

图1 TAE治疗SPLIP- A组兔VX2肝癌 A.腹腔动脉干造影图示肝中叶肿瘤,可见圆形肿瘤染色(箭); B.以微导管超选择至肝中动脉造影,明确肿瘤范围; C.于透视下缓慢注入SPLIP

1.2.3 实验室及影像学检查 于治疗当日及第3、7、14天采集兔静脉血检测谷丙转氨酶(glutamic-pyruvic transaminase, GPT)、谷草转氨酶(glutamic-oxaloacetic transaminase, GOT)、血尿素氮(blood urea nitrogen, BUN)、肌酐(creatinine, Cr),对比观察各组治疗后14天肝肾功能变化;绘制SPLIP-A组及C-LIP-A组肝肾功能指标变化趋势,评估SPLIP的安全性。

于治疗2周后以Philips MX 4000螺旋CT机及前述MR仪对SPLIP-A组和C-LIP-A组兔行上腹部平扫CT、采集MR T1WI、T2WI及T2*WI,观察肿瘤表现,评估SPLIP用于TAE治疗VX2肝癌模型兔效果。

1.3 统计学分析 采用SPSS 26.0统计分析软件。以±s描述符合正态分布的计量资料,行t检验;以中位数(上下四分位数)描述不符合正态分布者,行Mann-WhitneyU检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 SPLIP稳定性 常温下SPLIP为浅黑色到黑色透明油状液体(图2),气味类似大蒜;制备当日及第7、15及30天,其颜色和气味均无明显变化,无浑浊和沉淀现象。制备当日及第30天,透视下SPLIP均不透X线;MR T1WI和T2WI中,SPLIP均无信号(图2)。制备当日及第30天,SPLIP的T1及T2信号值差异均无统计学意义(P均>0.05,表1)。

表1 SPLIP和C-LIP的MRI信号值(ms)

图2 SPLIP理化性质 A.室温下第30天SPLIP与C-LIP实物图对比; B.DSA显示SPLIP、C-LIP和生理盐水对比; C.MR T1WI和T2WI显示SPLIP与C-LIP对比 (A为SPLIP;B为C-LIP;C为生理盐水)

2.2 SPLIP安全性 所有实验兔均存活,治疗后第7天食欲均降低,大小便量明显减少;2周后兔食欲逐渐恢复、大小便量逐渐增加,至30天,所有兔进食和排便恢复正常。治疗后2周,各组兔GPT、GOT、BUN、Cr与治疗前差异均无统计学意义(P均>0.05),见表2、3;治疗后当日至第3天,SPLIP-A组及C-LIP-A组肝肾功能变化较大,之后逐渐接近治疗前。见图3。

表2 经导管肝动脉注射SPLIP或C-LIP健康兔治疗前后肝肾功能指标

表3 TAE治疗 VX2肿瘤兔前后肝肾功能指标

图3 SPLIP-A组及C-LIP-A组TAE前、后兔肝肾功能变化趋势图 A.GPT; B.GOT; C.BUN; D.Cr

2.3 SPLIP用于TAE治疗兔VX2肿瘤模型效果 TAE后2周MRI所示SPLIP-A组及C-LIP-A组碘油沉积范围及栓塞肿瘤效果与CT相符。见图4。

图4 SPLIP-A组TAE后2周CT及MRI表现 A.上腹部CT图示圆形肿瘤内见SPLIP沉积(黄箭),残余肿瘤等低密度影(蓝箭); B.上腹部MR T2*WI示圆形肿瘤呈混合信号(蓝箭),SPLIP沉积处无信号(黄箭)范围与CT所见相符; C、D.上腹部MR T1WI(C)及T2WI(D)示注入SPLIP后肿瘤均呈偏低混杂信号(蓝箭)

3 讨论

研究[9]表明,MRI可作为HCC术后随访的首选检查方法。LI等[10]发现碘油与化疗药物混合可增强其对癌细胞的杀伤作用。CT为评价TACE治疗HCC效果的常用方法[11],碘油在其中表现为颗粒状高密度影,可能掩盖肿瘤残留或复发。MRI显示肝脏肿瘤具有独特优势,但残留HCC与碘油相似,T1WI和T2WI均呈等-高信号,导致MRI难以有效区分碘油与残留肿瘤或肿瘤复发[12-13]。

梁琪等[14]通过将超顺磁性氧化铁对比剂制成包裹阿霉素的纳米外壳而合成的一种新的栓塞材料,具有靶向病灶、持续缓释、选择性保留等特点。肝损害是TACE常见并发症;降低药物细胞毒性对正常肝组织的损伤有利于保护肝功能。本研究以SPIO、氯仿及C-LIP制成的新型栓塞剂SPLIP稳定性好,以之行TAE后2周,SPLIP组兔GPT、GOT、BUN、Cr与治疗前差异均无统计学意义;SPLIP-A组GPT和GOT水平于TAE当日升高并于第3天达峰,1周后肝功能逐渐恢复正常,2周后肝肾功能与治疗前无差异,表明SPLIP 造成的肝功能损伤属一过性,其安全性较好。

LEE等[15]将99Tcm标记的葡聚糖包被超顺磁氧化铁(99Tcm-SPIO)纳米颗粒用于VX2肝癌兔模型,经SPECT/CT和MRI证实SPIO在肝癌组织中沉积良好,尤其是与碘油混合后,对VX2肿瘤兔模型具有良好的肿瘤定位效果。本研究以氯仿为有机溶剂,使SPIO与C-LIP均匀结合而制备成功的SPLIP不透X线,MR T1WI和T2WI中无信号,有利于区分碘油与肿瘤残留或复发;而MR T2*WI可显示肿瘤中的SPIO分布,其范围与CT所示碘油沉积区域相符,进而可间接反映碘油沉积。以上结果提示,本研究所获新型栓塞剂SPLIP可用于TAE治疗VX2肿瘤兔模型,且可利用MRI清晰显示栓塞效果。

综上所述,新型栓塞剂SPLIP用于TAE治疗VX2肿瘤兔模型安全、有效,且可利用MRI清晰显示TAE栓塞肿瘤效果。但本研究样本量较小,且未行增强CT及MR观察,有待后续进一步完善。