分次小剂量放射免疫治疗预防和控制荷瘤小鼠肺转移的实验研究

1、    分次小剂量放射免疫治疗预防和控制荷瘤小鼠肺转移的实验研究        摘要目的： 研究放射免疫治疗（RIT）对肿瘤转移的预防和治疗作用,寻找一种抑制肿瘤转移的方法。方法： 采用131I-C50治疗LA795肺腺癌小鼠模型。通过观察治疗前后小鼠的体重减轻量、瘤重、生存期、肺转移数。比较一、小鼠接种后不同时间给药分次小剂量RIT与化疗、手术及对照组之间疗效差别。二、接种后不同时间截肢后综合治疗对荷瘤小鼠作用。结果： 一、接种后第7天给药，各治疗组与对照组比较，体重减轻少

2、、瘤重轻、肺转移结节数少，以分次小剂量RIT组最优。接种后第4天给药，与对照组比较疗效进一步提高。二、接种后第15天手术，分次小剂量RIT组、化疗组比单次大剂量RIT组及对照组小鼠生存期延长，肺转移结节数减少，分次小剂量RIT优于化疗。接种后第8天手术，与对照组比较疗效进一步提高，且分次小剂量RIT组最优。结论： 分次小剂量RIT优于单纯化疗、手术；提前给药分次小剂量RIT疗效更优；分次小剂量RIT结合手术的综合治疗能明显放大小剂量RIT的抑瘤效应；尽早实行综合治疗疗效更优。关键词放射免疫治疗； 化疗； 荷瘤小鼠； 肿瘤中国书资料分类法分类号R730.51； R730.55Multiple L

3、ow-Dose RIT with 131I-C50 in Controlling and Preventing Metastasis in Tumor-Bearing MiceDing Yong，Tian Jiahe，Zhang Jinming，Cao Liming, Wang Zheng, Chen Yingmao, Zhang Shuwen, Guan Zhiwei, Feng Huiru (The General Hospital of PLA, Department of Nucl Medical, Beijing 100853)AbstractObjective: To study

4、the efficiency of radio-immuno-therapy (RIT) with 131I-C50 to precaution and treatment of tumor metastasis and develop a new metastasis suppression method. Methods: The effect was judged through body weight loss, tumor burden, life-span, and metastatic. Compared among the multiple low-dose RIT, chem

5、otherapy, surgical resection and controls in different administration time after implantation of tumor and resection of tumor. Results: When the treatment was initiated at 7th day after implantation, the tumor suppression effects of treatment groups were significantly better than those of controls,

6、with the best one in multiple low-dose RIT. Better results were achieved by starting treatment earlier. Surgical resection at 15th day after implantation, multiple low-dose RIT groups gained longer life-span and less metastatic nodules than others. Early operation improved therapeutic efficacy, espe

7、cially in multiple low-dose RIT. Conclusion: Multiple low-dose RIT alone is better than chemotherapy and surgical treating. Early doing RIT is better than latter. One low-dose RIT plus with operation had even better tumor suppression effect than RIT alone. Low-dose RIT co-operated with operation as

8、early as possible can enhance the effects of treatment.Key wordsradio-immuno-therapy; chemo-therapy; tumor-bearing mice; tumor 由于核素标记抗体在肿瘤部位沉积量低，传统的放射免疫治疗对实体瘤治疗效果并不理想。加大治疗剂量会导致非瘤部位重要器官的辐射损伤。虽然目前有许多办法提高瘤/非瘤比，但并未取得突破性进展。鉴于肿瘤早期转移灶较小，其异质性小,此时较小剂量即可杀灭瘤灶。同时小剂量辐射对机体免疫刺激作用有别于传统的放、化疗的免疫抑制。因此，本文研究分次小剂量RIT预防和控

9、制模型小鼠的瘤转移。1材料与方法动物模型：T739近交系小鼠，68周龄，体重2225 g，雌雄不限，购自中国医学科学院肿瘤医院实验动物中心。小鼠右下肢后臀部皮下接种LA-795小鼠肺腺癌细胞1×105 /0.2 ml（中国医学科学院肿瘤研究所提供），建立实验动物模型。抗体及标记：采用抗CEA抗体C50（北京医科大学肿瘤研究所提供），以小鼠肺腺癌LA-795细胞为免疫原。用氯胺T法标记放射性核素，标记后免疫活性为标记前的85%(ELISA法测定)，用纸层析法测定标记率，展开剂为生理盐水，C50标记率为50%80%，分离后放化纯大于95%，比活度为0.510 mCi /mg。化疗药物：阿

10、糖胞苷（Arc）,北京医科大学实验药厂生产。根据本研究目的，观察不同治疗方案组抑制肿瘤生长，防止和治疗肿瘤转移的作用。观察指标为小鼠体重变化、瘤灶生长（瘤重）、肺及其它器官内转移数量。文中对照组：腹腔注射生理盐水0.2 mg，1次 /日（共14次）；化疗组：腹腔注射Arc，0.8 mg /日（共14次）；分次小剂量RIT组：尾静脉注射50 Ci131I-C50，1次 /3日（共5次）；大剂量RIT组：尾静脉注射250 Ci131I-C50。统计学处理：采用SAS统计软件对组间作方差分析，生存资料作生存分析的非参数法检验。2结果2.1单纯放射免疫治疗与手术、化疗的对照研究2.1.1小鼠治疗后21

11、 d时的疗效观察接种后称重并随机分组（每组10只），第7天治疗，第21天处死动物，称瘤重及体重。解剖小鼠取肺，心，肝。肉眼观察表面转移计录小鼠全肺表面肿瘤结节数。并作肺病理切片检查，其结果见表1。病理观察：对照组肺组织病理切片镜下见广泛转移、结节多相互融合，心肌被浸润。对照组有一例肝内转移。其它组未见肝转移。手术组、放免组、化疗组肺组织病理切片镜下观察肺转移数未见明显减少，但不侵犯心脏。表1用药前后小鼠肺转移数、瘤重及体重变化（±s）Tab.1Observation of effects on mice treated(±s)GroupMetastasesTumor bur

12、den（g）Body weight（g）Controls26.4±3.95.7±0.7-2.4±0.6Chemotherapy13.6±4.33.1±0.5-0.8±0.3Surgical resection12.6±2.6-0.4±0.3Multiple-RIT8.4±3.53.1±0.7-0.5±0.2 Compared with controls， P<0.05； Multiple-RITwas significantly better than the others， P

13、<0.052.1.2小鼠治疗后自然转归的观察用同样治疗方法第4天开始治疗，21 d后不处死，重点观察化疗与放免治疗对荷瘤小鼠生存期及肺转移。小鼠自然死亡时按前述方法称取体重、瘤重、记录小鼠生存时间、取肺作病理检查（见表2）。放免组镜下肺转移数目较对照组明显减少，未见心脏转移；对照组肺转移明显，并有心肌侵犯。2.2放免综合治疗的研究按常规接种小鼠建立好实验动物模型，所有动物在接种后第15天或第8天施行截肢手术。术后第2天随机分成4组，每组8 只。各组均在术后第2天开始给药（见表3）。 表2用药前后小鼠肺转移数、生存期、瘤重及体重变化Tab.2Observation of effects o

14、n treated mice (±s)GroupsMetastasesSurvival（day.median）Tumor burden（g）Body weight（g）Control26.5±4.22133（27.0）5.5±0.8-7.5±1.6Chemotherapy15.6±5.22742（33.5）3.5±0.9-3.8±0.9Multiple-RIT11.0±5.02851（33.5）2.9±0.7-4.1±1.1 Compared with controls， P<0.05;

15、In metastatic suppression Multiple-RIT was significantly better than the others， P<0.05 表3不同手术时间各组的肺转移和生存期的比较Tab.3Contrast of effects on treated mice after resection in different time (±s)GroupsMetastasesSurvival(day. median)15th day8th day15th day8th dayControl14.5 ±4.811.8 ±3.531

16、38（35.0）3047（41.0）Multiple low-dose RIT6.50±5.94.0±3.33573+（45.5）3469+（48.5）Chemotherapy9.87±4.17.25±2.62854（40.5）2655（45.0）High dose RIT12.0 ±4.27.0 ±3.22843（39.0）2951（40.0） Compared with controls, P<0.05； Multiple low-dose RIT was significantly better than the othe

17、rs (P<0.05)； Early operation improved therapeutic efficacy, especially in multiple low-dose RIT， (P<0.05). 接种后第15天或第8天手术加不同治疗其结果显示，各治疗组抑制肺转移和延长生存期效果均优于对照组，以小剂量RIT组最佳，与化疗组及大剂量RIT之间比较有显著性差异。把8 d手术组和15 d手术组小鼠的生存期、肺转移数相比较可以看出，提早施行手术并在术后分别给予小剂量放射免疫治疗、化疗、较大剂量的单次放射免疫治疗，各组比晚期手术时在延长小鼠的生存期、阻止小鼠肺转移等方面作用更

18、明显（P<0.05）。病理切片检查：手术加分次放免治疗组镜下肺转移数目明显减少，转移多较孤立。且有病例未见肺转移。手术加单次放免治疗、加化疗组肺转移数均少于单纯手术组肺转移数。第8天手术加分次放免治疗组有3例无肺转移，第15天手术加分次放免治疗组有2例无肺转移。3讨论模型特点：100%成瘤，100%自发肺转移。通过对所建立的实验动物模型的研究表明，放射免疫治疗是有效的肿瘤治疗方法。表现在原发瘤瘤重下降和生存质量的提高（小鼠体重下降的减少）。然而，RIT单独应用效果并不理想，主要是因为原发的实体肿瘤中心的血流少，肿瘤内高压区，肿瘤组织的异质性较大，加上肿瘤细胞的抗原调变作用以及抗体本身特异

19、性不强等原因造成肿瘤对放射免疫治疗药物的摄取很少（一般认为小于0.01%）；瘤 /非瘤比低。最终导致肿瘤内辐射剂量及剂量率过低1。但是，提早给予治疗，即在接种后第4天给药，疗效均有提高。在切除原发灶的基础上给予分次放免治疗，发现小鼠的生存期、生存质量、阻止肺转移的效果明显提高。原发灶切除后的转移灶体积较小，而肿瘤的摄取与肿瘤的大小成反比2，药物在其中的分布较为均匀，射线治疗的“邻居效应”能更好的发挥作用。同时有氧细胞对辐射敏感性高也有利于射线对肿瘤细胞的杀伤3。因此，放射免疫治疗针对较小的转移灶更有效。本实验研究还发现，分次放免治疗比单次放免治疗效果更佳。因为，放射免疫治疗本质上是一种连续低剂

20、量率照射，射线对肿瘤细胞的损伤呈现一定程度的可修复性。处在不同时相的肿瘤细胞对放射治疗的敏感性不同。一次照射对只能杀死对射线敏感的某一周期的瘤细胞，只有当处在不敏感周期的细胞进入敏感周期时才有利于射线对肿瘤细胞的杀伤。因此，多次重复给药在一定程度上克服了肿瘤细胞周期的治疗“逃逸效应”4，故疗效优于单次给药。此外，分次治疗即使总剂量相同也比单次RIT具有更好的时间-剂量分数（TDF）关系5，TDF=0.122 Ro×1.35 Te, 如果初始剂量（Ro）不变，治疗剂在体内的有效半衰期决定着剂量分数（TDF）。虽然，可以采用一些办法来延长抗体在体内的存留时间6,7，但其在体内的有效半衰期

21、(Te)增加并不多8，所以多次重复给药无疑是增加有效照射的最简单最可行的方法。提早手术给予同样的分次放免治疗、单次放免治疗、化疗能进一步提高小鼠的治疗效果，尤其是分次放射免疫治疗效果更佳，中位生存期由45.5 d上升到48.5 d，肺转移数从平均6.5个下降到4.0个，无肺转移的抑瘤率由25%上升到37%。由此可见，尽量提早施行手术并在手术的基础上给予放免治疗或化疗能明显提高疗效。本实验建立的实验动物模型和治疗给予时间主要是模仿临床上中晚期患者的情况，对于此类患者单靠手术或化疗只能是延长生命，很难达到治愈的目的。有必要进行综合治疗。从我们的研究中发现化疗在阻止荷瘤小鼠肺转移，延长小鼠生命均不及

22、分次小剂量放射免疫治疗的疗效。此外，化疗副作用大，对肿瘤细胞特异性差，对正常组织的损伤严重，不便增大化疗剂量来提高疗效。相对大剂量化疗、放免治疗对机体的免疫抑制来说，小剂量放射免疫治疗的对机体免疫刺激作用对肿瘤的杀灭也有一定作用9，所以，分次放射免疫治疗优于化疗、单次大剂量放免治疗。丁勇（解放军总医院核医学科北京100853）田嘉禾（解放军总医院核医学科北京100853）张锦明（解放军总医院核医学科北京100853）曹丽敏（解放军总医院核医学科北京100853）王铮（解放军总医院核医学科北京100853）陈英茂（解放军总医院核医学科北京100853）张书文（解放军总医院核医学科北京100853

23、）关志伟（解放军总医院核医学科北京100853）冯惠茹（解放军总医院核医学科北京100853）参 考 文 献1，Cornelis AH. Radionuclide cancer therapy. Annals Nucl Med, 1998, 12: 2612，Bene TM, Goldenberg DM, Becker WS. Radioimmunotherapy of solid tumors: A review “of mice and men”. Hybridoma, 1997, 16: 1013，Muschel RJ, Oernhard EJ, Garza L. Induction of apoptosis at different oxygen tensions: Evidence that oxygen radicals do dot mediate apoptotic signaling. Cancer Res, 1995, 64: 5714，Mirkovic N, Meyn RE, Hunter NR, et al. Radiation-induced apoptosis in a murine lymphoma in vivo. Radiother Oncol, 1994, 33: