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目的: 光动力学疗法(PDT)作为肿瘤的局部疗法,可诱导宿主产生抗肿瘤免疫,与免疫疗法(IT)联合使用,即光免疫疗法(PIT)可放大免疫应答的强度。含非甲基化的胞嘧啶和鸟嘌呤核苷酸基序的寡聚脱氧核苷酸(CpG ODN)能诱导激活抗肿瘤免疫应答,是一种安全有效的免疫佐剂。基于CpG ODN的这一特性,本实验应用PDT对小鼠Heps肝癌移植瘤进行实验性治疗,研究CpG ODN局部免疫治疗是否能增强PDT对小鼠Heps肝癌移植瘤的抗肿瘤和免疫效应,探讨联合治疗的有效性,为临床肝癌PIT治疗肝癌,增强PDT疗效提供一定的实验依据。
方法: 92只ICR小鼠,建立小鼠Heps肝癌移植瘤模型,随机分为对照组、PDT组、IT组和PIT组,每组23只。PDT组小鼠尾静脉注射光敏剂癌光啉(PSD-007)20 mg/kg体重,24小时后光照肿瘤局部,功率密度为150 mW/cm2,能量密度为135 J/cm2。免疫治疗组的小鼠肿瘤局部注射CpG ODN 100ug。PIT组于PDT后即刻在小鼠的肿瘤局部注射CpG ODN 100ug。
1.观察各组小鼠生存期;
2.测量各组小鼠的肿瘤大小,计算体积抑瘤率;
3.各组分别于治疗后2h、24h及72h分批处死5只小鼠,瘤组织取材,常规病理切片,HE染色;
4.取各组小鼠上述时间点的瘤组织切片,免疫组织化学染色计PCNA标记指数(PCNA-LI),计数肿瘤局部巨噬细胞(Mφ)、CD8+细胞毒性T淋巴细胞(CD8+CTL);
5.于上述时间点收集各组小鼠的外周血并分离血清,酶联免疫吸附试验(ELISA)检测小鼠血清中细胞因子干扰素(IFN)-γ和白细胞介素(IL)-12的分泌水平。
结果:
1.各组小鼠生存时间:PDT和PIT组小鼠的生存时间较对照组和单纯免疫治疗组相比,明显延长(P<0.01)。PIT组小鼠生存时间较PDT组明显延长(P<0.01)。IT组与对照组生存时间无统计学差异(P>0.05)。
2.各组小鼠肿瘤体积及抑瘤率:PDT组、PIT组治疗后2天、8天和16天移植瘤的体积均较对照组均明显缩小(P<0.01)。PDT组、PIT组治疗后8天以及16天的肿瘤体积较11r组和对照组均明显缩小(P<0.05),PIT组肿瘤体积较单纯PDT组明显缩小(P<0.05)。IT组治疗后8天和16天肿瘤体积均较对照组减小(P<0.01)。IT组、PDT组和PIT组治疗后16天的抑瘤率分别为20.09%、73.88%、84.87%。
3.各组小鼠肿瘤HE染色:对照组肿瘤细胞分布密集,呈弥漫性生长,细胞变性坏死及免疫细胞少见。PDT组治疗后2h可见瘤细胞退变明显,呈空泡变性;PDT后24h可见瘤细胞核固缩,大片状坏死;PDT后72h见到瘤细胞形态消失,呈凝固性坏死,可见炎细胞浸润。PIT组治疗后可见肿瘤组织坏死明显,较单纯PDT组坏死面积更大,伴有大量炎细胞浸润。IT组治疗后,瘤组织坏死无明显变化,仅有少许小灶性坏死,间质中大量炎性细胞浸润。
4.各组小鼠肿瘤PCNA-IHC染色:PDT组和PIT组治疗后2h、24h以及72h肿瘤局部PCNA-LI,均明显低于对照组和单纯免疫治疗组(P<0.01)。PIT组上述时间点肿瘤局部PCNA-LI,明显低于单纯PDT组(P<0.01)。IT组治疗后72h肿瘤局部PCNA-LI,明显低于对照组(P<0.01)。
5.各组小鼠肿瘤F4/80-IHC染色:PDT组和PIT组治疗后2h、24h以及72h肿瘤局部巨噬细胞数量,均明显高于荷瘤对照组和单纯免疫治疗组(P<0.05)。PIT组上述时间点肿瘤局部巨噬细胞数量,明显高于单纯PDT组(P<0.01)。IT组治疗后24h和治疗后72h肿瘤局部巨噬细胞数量,明显高于对照组(P<0.01)。
6.各组小鼠肿瘤CD8a-IHC染色:PDT组、IT组和PIT组治疗后72h后的肿瘤局部CD8+CTL数量,均明显高于荷瘤对照组(P<0.05);PDT和PFT组治疗后72h后肿瘤局部CD8+CTL数量明显高于IT组(P<0.01);PIT组治疗72h肿瘤局部CD8+CTL数量明显高于单纯PDT组(P<0.01)。
7.各组小鼠血清中IL-12、IFN-γ水平:PDT组和PIT组治疗后2h、24h以及72h,血清中细胞因子IL-12和IFN-γ水平均明显高于对照组和单纯免疫治疗组(P<0.01)。PIT组治疗后2h血清中IL-12水平,明显高于单纯PDT组(P<0.01);治疗后24h.以及72h血清中IL-12、IFN-γ的水平,均明显高于单纯PDT组(P<0.05)。IT组治疗后24h,血清中细胞因子IL-12水平明显高于对照组(P<0.01);治疗后72h,IL-12和IFN-γ水平均明显高于对照组(P<0.01)。
结论:
1.PDT可使小鼠Heps肝癌细胞变性坏死,降低PCNA标记指数,抑制肿瘤增殖,明显延长荷瘤小鼠的生存时间。
2.PDT引起肿瘤局部Mφ、CD8+CTL浸润及血清中IL-12、IFN-γ水平表达显著增加,有效动员宿主参与局部及全身抗肿瘤免疫应答。
3.瘤内局部注射免疫佐剂CpG ODN联合PDT可产生协同杀瘤效应,较单纯PDT相比,肿瘤局部PCNA-LI明显降低,Mφ、CD8+CTL浸润及血清IL-12、IFN-γ水平明显增加,抑瘤率提高,小鼠生存期明显延长。联合局部注射CpG ODN可有效增强PDT诱导的抗肿瘤及免疫效应。