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肺癌是一种常见的肺部恶性肿瘤,其死亡率已占癌症死亡率之首。近50年来,全世界肺癌的发病率明显增高。据统计,在欧美某些国家和我国大城市中,肺癌的发病率己居男性各种肿瘤的首位。近年来,随着吸烟和各种环境因素的影响,世界各国特别是工业发达国家,肺癌的发病率和病死率均迅速上升。
125I粒子组织间近距离治疗肿瘤是一种低剂量率、持续性的电离辐射治疗方法。该治疗方法具有对肿瘤组织杀伤力强,对周围正常组织损伤小,操作简单方便,创伤小的优点,在肿瘤临床治疗中得到广泛应用。但是关于粒子治疗活度和总剂量的研究甚少。事实上,每一种种植技术的处方剂量、靶区实际获得剂量和肿瘤根除剂量之间的关系尚不清楚,并且粒子在抑制肿瘤复发方面的研究也鲜有报道。本实验在此方面进行了探讨。
目的:通过动物实验,研究靶区实际受量与处方剂量之间的关系,观察放射性粒子对肿瘤生长的抑制效果,明确放射性粒子在抑制肿瘤生长方面的作用。以期对临床工作给予理论支持。
方法:本研究分两部分进行。
第一部分:组织实际累积受量的测量。将C57BL/6J健康小鼠60只随机分成两组,腋下皮下植入不同活度的粒子。距粒子0.5cm处皮下植入热释光剂量计(thermo luminescent dosimeter,TLD)进行组织累积受量的测量。于3天、6天、9天、12天、15天分别随机抽取6只小鼠取材。将实验后的TLD送省疾控中心测量。软件分析得出组织实际累积受量随时间变化曲线,求出组织累积受量达5Gy、10Gy时所需时间。并与美国医学物理师协会(American Association of Physicists in Medicine,AAPM)规定的公式所计算的理论时间数值进行比较。
第二部分:125I粒子对肿瘤组织的抑制效果。按照随机对照原则,将C57BL/6J小鼠48只,随机分为两组:0.5mCi和O.8mCi的粒子组。各组再平分为对照组和实验组。分别于小鼠腋下皮下接种0.2ml Lewis肺癌单细胞悬液(5×106个/ml),同时距0.5cm处皮下植入0.5(0.8或空)mCi125I粒子。在第一部分测得的组织累积受量达到5Gy和10Gy的时间每组分别随机处死6只小鼠,测量肿瘤大小,计算抑瘤率。在距离粒子0.5cm位置取材,通过病理切片观察肿瘤组织形态学变化;Tunel染色观察细胞凋亡情况,计算凋亡指数。
结果:
1组织累积受量测量结果通过热释光剂量计所测得0.5mCi组3天、6天、9天、12天、15天各时间点组织累积受量分别为:130.4±8.8、264.4±18.1、391.6±20.1、518.1±27.1、669.2±32.4:0.8mCi组:212.8±10.3、407±18.7、608.3±24.2、814.5±34.5、1002.2±66.5。将上述数据拟合曲线。
2组织累积受量达到5Gy、10Gy的时间根据曲线得出距0.5mCi粒子0.5cm处组织累积受量达到5Gy、10Gy的时间是11天、24天,距0.8mCi粒子0.5cm处组织累积受量在达到5Gy、10Gy的时间是7天、14.5天。根据AAPM公式计算距0.5mCi粒子0.5cm处组织累积受量达到5Gy、10Gy的时间是10.1天、21.6天,距0.8mCi粒子0.5cm处组织累积受量达到5Gy、10Gy的时间是6.2天、12.9天。SPSS13.O统计软件进行两条回归直线的比较,两条直线有差别(P＜0.05),组织实际累积受量低于AAPM公式理论处方剂量。
3肿瘤体积变化对照组:小鼠在接种肿瘤后,4-6天后局部皮下可触及粟粒大小的瘤结节;10-14天时瘤结节直径约1.0cm.;19天时,肿瘤增大包裹右前肢,小鼠行动不便。0.5mCi实验组:6天时未触及肿瘤,10天时可触及肿瘤结节,15天时肿瘤直径0.6cm左右。0.8mCi实验组:6天时未触及肿瘤,10天时可触及肿瘤结节,15天时肿瘤直径0.3cm左右;与对照组比较,明显小于对照组。
4抑瘤率0.5mCi组中实验组在5Gy、10Gy时肿瘤重量:0.65±0.24g、0.98±0.35g,抑瘤率分别为:72.34％、85.43％,抑瘤率差别明显,有统计学意义(P＜0.01)。0.8mCi组中实验组在5Gy、10Gy时的肿瘤重量:0.52±0.15g、0.62±0.26g,抑瘤率分别为:75.39％、87.03％,抑瘤率差别明显,有统计学意义(P＜0.01);0.5mCi组与0.8mCi组在组织吸收剂量相同的情况下,抑瘤率无统计学意义(P＞0.05)。
5形态学观察(光镜下)对照组:肿瘤组织内可见到广泛的炎细胞浸润,罕见细胞凋亡表现。实验组:肿瘤组织可见到广泛的炎细胞浸润,大面积凋亡现象,表现为核膜皱缩,细胞核浓缩,染色质凝集成新月体,部分有碎裂,形成凋亡小体,胞质内空泡增多。
6 Tunel染色结果阳性标记的细胞核呈棕黄色或棕褐色,标记细胞除见于核固缩、核碎裂外,也见于一些无明显固缩的细胞核,而对照组则很少有凋亡细胞出现。实验组与对照组比较,凋亡率大于对照组,且有统计学意义(P＜0.01),即放射性粒子可引起细胞凋亡的增加。
结论:
1组织实际累积受量低于AAPM公式的理论处方剂量。
21251粒子组织间近距离治疗能有效抑制肿瘤生长。并且随时间延长,或粒子活度的适度增加,抑瘤效果明显提高。
3病理学分析粒子所在部位肿瘤组织见炎性改变及细胞凋亡。说明粒子植入后,放射线导致细胞凋亡而抑制肿瘤生长。
4 Tunel染色进一步证实粒子照射后肿瘤细胞凋亡,125I粒子能有效抑制肿瘤增殖,生长。凋亡是肿瘤杀伤途径之一。