淋巴瘤的新型物理治疗方法的研究进展

2017-01-14 04:13路晓光李利亚
中日友好医院学报 2017年1期
关键词:光敏剂热疗淋巴瘤

路晓光,李利亚

(1.北京中医药大学,北京 100029;2.中日友好医院 中西医结合肿瘤内科,北京 100029)

淋巴瘤的新型物理治疗方法的研究进展

路晓光1,2,李利亚2*

(1.北京中医药大学,北京 100029;2.中日友好医院 中西医结合肿瘤内科,北京 100029)

恶性淋巴瘤(malignant lymphoma,ML)是一大类淋巴造血系统恶性肿瘤的总称,分为霍奇金淋巴瘤(Hodgkin lymphoma,HL)和非霍奇金淋巴瘤 (non-Hodgkin lymphoma,NHL)。淋巴瘤是在肿瘤内科学治疗历史上最具标志性的一个疾病,1946年,用氮芥治疗ML的临床试验结果发表在《Science》杂志上,标志着近代肿瘤化学药物治疗的开始。

目前,ML的临床治疗主要有化疗、放疗、造血干细胞移植以及手术等方法,但是治疗中常出现明显的毒副反应,并且容易复发,ML对化疗药物和生物靶向制剂的耐药性是造成死亡率增加的原因之一[1,2],因此寻找新的联合治疗方法具有现实意义。本文将几种新型物理方法治疗ML的研究进展进行综述。

1 热疗技术治疗淋巴瘤的研究

加温是最简单的杀死肿瘤的武器,正常组织因为有良好的血运在40℃~42℃时不会受到损伤,而肿瘤组织血管排列杂乱,散热不良,加之肿瘤的热敏感性高,致使局部温度达到43℃~45℃会受到严重损伤,短时间内死亡。多项研究表明,高热能抑制肿瘤细胞DNA、RNA和蛋白质的合成;增强细胞膜的流动性和通透性,便于化疗药物进入癌细胞内,增强了癌细胞对化疗药物的敏感性。此外高热还能刺激机体的免疫系统,提高免疫能力的同时起到抑制肿瘤扩散的效果[3,4]。目前,热疗被广泛应用于肿瘤治疗,肿瘤热疗是一种利用热的纯物理治疗方法,热源包括了微波、红外线、水浴等。

1.1 热疗治疗淋巴瘤的基础实验研究

微波是一种高频电磁波,微波作用下,机体内的极性分子和带电粒子会相互碰撞、产生旋转摩擦从而产生大量热量[5],瞬间使肿瘤组织热凝固坏死。袁健等[6]将小鼠淋巴瘤L5178Y细胞用频率7.9GHz、功率10.0mW/cm2的微波进行辐照,发现随着辐照时间的增加,细胞相对悬浮生长率以及细胞接种效率均有明显的下降趋势,这个结果表明高能微波辐射对小鼠淋巴瘤细胞有明确的细胞毒性,并且与辐射时间成正比。

红外线是波长0.75~1000μm范围的一段电磁波辐射。研究发现[7],91%的滤泡性淋巴瘤中可发现染色体t(14;18)(q32;q21)-IgH/Bcl-2,其编码的Bcl-2蛋白过度表达可以抑制肿瘤细胞凋亡,从而导致肿瘤细胞对化疗耐药的产生,增加患者癌转移以及死亡的风险。Frank等[8]研究发现,红外线打破了人体内促细胞凋亡和抑制细胞凋亡的蛋白质之间的平衡,红外线首先对抑制细胞凋亡的蛋白质(Bcl-2蛋白)产生破坏作用,而对促细胞凋亡的蛋白质的作用产生在24h后,提高了细胞凋亡的效率,将红外线应用在淋巴瘤尤其是滤泡性淋巴瘤,便能够有效诱导肿瘤细胞的凋亡。

水浴热疗由于其便捷、经济、安全等特点,是应用在肿瘤热疗中最为广泛的一种方法。李素毅等[9]研究证明,水浴热疗可以通过调控人淋巴瘤SU-DHL-6细胞各细胞分期所占比值,抑制细胞生长,促进细胞凋亡;同时热疗提高了热休克蛋白70基因的表达,增强NK细胞杀伤肿瘤靶细胞的活性。魏红梅等[10]发现水浴热疗联合阿霉素化疗能有效抑制人B细胞淋巴瘤细胞系Raji细胞增殖,并能下调Bcl-2蛋白表达水平。研究者进一步将热化疗处理的Raji细胞注射入裸鼠背部皮下,发现热化疗组的裸鼠成瘤率低,并且成瘤时间延长,肿瘤的体积也较小,实验提示了热化疗能够有效抑制淋巴瘤的生长。

1.2 热疗技术治疗淋巴瘤的临床研究

CHOP化疗方案常作为治疗NHL(非霍奇金淋巴瘤)的常规一线治疗方案。文玲波等[11]对48例NHL患者同时采用CHOP方案化疗,在化疗d1~10d对实验组肿瘤病灶部位进行微波热疗,结果显示对照组有效率为62.5%,治疗组有效率为87.5%,微波热疗联合化疗的治疗明显提高了NHL患者近期有效率。NHL晚期患者通常不能耐受放化疗,因此微波热疗提供了一种能够提高晚期患者生存质量、延长生命的物理治疗手段。

2 电场作用促进ML细胞凋亡

电场具有改变肿瘤细胞形态、抑制肿瘤细胞有丝分裂的生物效应,并且对机体副反应小、操作简便、有效率高。前文已经阐述了Bcl-2是抑制细胞凋亡的蛋白,而Bax则是一种促凋亡蛋白,目前认为Bcl-2和Bax的比例决定了细胞能否进入凋亡状态。周文献等[12]通过检测发现在NHL中,细胞凋亡的障碍主要是Bcl-2/Bax比值升高导致的,并且在中高度NHL中,Bcl-2高表达还是化疗效果不佳的体现。蒋奇等[13]通过实验发现5ms、25Hz的高频电刺激能明显下调细胞中Bcl-2蛋白的表达,提高促凋亡蛋白Bax的表达,结合周文献的研究,我们可以认为高频电刺激能够通过下调Bcl-2与Bax的比值,促进淋巴瘤细胞的凋亡。

3 光动力学治疗技术

光动力学疗法(photodynamic therapy,PDT)是利用光敏剂介导,用特定波长的光辐射并引起靶组织(肿瘤细胞)的细胞凋亡、细胞坏死、血管破坏和局部免疫作用的治疗方法[14]。

3.1 光敏剂浓度与PDT杀伤淋巴瘤作用成正比

文兰英[15]分别对A20细胞(小鼠B细胞淋巴瘤细胞)和A20细胞种植后小鼠皮下移植瘤模型进行光动力学治疗(PDT),实验结果显示,PDT组的A20细胞生长受到明显抑制,并且随着光敏剂(二氢卟吩e6衍生物-Photodithazine)浓度的增加抑制越明显;同样,PDT能使小鼠皮下移植瘤较对照组生长缓慢,2周之后肿瘤开始变小,并且肿瘤组织中的凋亡蛋白Bax高表达。陈显凌[16]研究发现,ZnPcS2P2(一种金属酞菁配合物)作为光敏剂介导的PDT能够抑制su-DHL-4细胞(滤泡性淋巴瘤细胞株)增殖并且诱导其凋亡,而杀伤作用与光敏剂的浓度成正比。

3.2 PDT的光剂量和光功率对淋巴瘤细胞的影响

黄祖芳[17]的研究显示,在辐照光功率密度一定时,光剂量越高,PDT对滤泡性淋巴瘤白血病细胞的杀伤率越大;当光剂量确定时,较低的光功率密度则对细胞杀伤率较大,研究者认为这是由于高功率密度的光辐射,对光敏剂在细胞内代谢的作用产生了影响。PDT由于创伤小、毒性低、选择性和适用性好等优点,已经在肿瘤治疗领域受到越来越多的重视。而对于PDT的影响因素光敏剂和光辐射的研究推进了PDT应用于临床治疗ML的进程。

4 纳米材料治疗技术

4.1 纳米金颗粒介导的光热治疗有效对抗淋巴瘤细胞

纳米材料具有低毒性,良好的生物相容性和降解性,纳米金是直径为1nm~100nm的金的微小颗粒。Xiaochao Qu等[18]通过筛选发现CD-30抗体能够与L-428细胞(霍奇金淋巴瘤细胞)靶向结合,将15nm的黄金微粒与CD-30抗体结合形成纳米金-抗体结合物。通过光热治疗L-428细胞,结果发现,有纳米金-CD30抗体结合物的L-428细胞广泛损伤,对照组细胞只有轻微少量的损伤。该实验一方面利用了金具有极高传热性的特性,另外由于纳米金具有极好的生物相容性能够与抗体靶向结合,便能将吸收的强光转化成高效热能靶向地传给淋巴瘤细胞,从而准确地加热杀死淋巴瘤细胞。

4.2 靶向纳米粒介导PDT梗塞淋巴瘤血管

TF(组织因子)是凝血过程中的一种始动因子,血管损伤后能够和血浆凝血因子Ⅶa形成复合物激活凝血酶的瀑布反应,引发血液凝固。许多血液系统恶性肿瘤的瘤细胞均高表达TF,而正常组织中TF分布在血液循环之外的区域,利用这个特异性可将TF作为靶向肿瘤血管内皮细胞的靶点。

王瑶[19]选用与TF有特异性以及高度亲和力的EGFPEGF1蛋白,与聚乙二醇-聚乳酸-聚羟基乙酸纳米粒(PLGA)连接构成RGFP-EGF1-PLGA纳米粒,在其中包载光敏剂血卟啉单甲醚(HNNE),将这种具有TF靶向性的纳米粒注射到小鼠淋巴瘤皮下瘤模型的尾静脉中,发现合成的纳米粒可以将光敏剂HMME运载到高表达TF的肿瘤血管,当对瘤体进行特定波长的照射后,光敏剂产生活性氧损伤肿瘤血管内皮,激发TF启动凝血瀑布反应,血栓形成梗塞了肿瘤血管,为ML以及实体瘤的治疗提供了新的思路。

5 电穿孔治疗技术研究

脉冲电场使细胞膜通透性增加,许多外源物质包括DNA、RNA、蛋白质、药物、抗体都能透过细胞膜进入细胞,这种现象叫做电穿孔[20]。电穿孔作为一种物理手段导入外源物质的技术,有应用范围广、价格低廉、副作用小的特点。

5.1 电化疗提高肿瘤细胞内药物浓度

电化疗方法是一种结合电脉冲刺激和化疗药物的综合治疗方法。王立新等[21]以B细胞淋巴瘤小鼠为研究对象,设置对照组、化疗组、电脉冲组、电脉冲+化疗联合组,化疗方案采用CVP方案,电脉冲刺激指数设置为100ms、电压5V。实验结果显示,化疗组、电脉冲组以及电化疗组的肿瘤生长均受到明显抑制,电脉冲组减少癌转移的效果优于化疗组,电化疗组抑制肿瘤生长、减少癌转移的效果最佳。研究者认为电穿孔提高了肿瘤细胞内的化疗药物浓度,提高了对癌细胞的杀伤性,如此就能够减小化疗药物带来的毒副作用,减轻患者的痛苦。目前,电化疗的方法已经被应用在临床治疗肿瘤。

5.2 电转染应用于淋巴瘤基因免疫治疗

转染是外源基因进入真核细胞获得新的遗传特性的过程,而电转染则是利用了电穿孔作用的一种物理转染方法,电转染相较于脂质体转染有转染效率高、可重复性强、无试剂费的优点。

CTL效应是肿瘤特异性细胞毒性T淋巴细胞的特异性杀伤效应。粒-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)对T细胞以及体液免疫应答有很强的调节作用,而B7分子能和T细胞表面CD28分子结合放大CTL杀伤效应,提高抗肿瘤效应。李瑞永等[22]用电穿孔法将GM-CSF表达质粒导入RMA淋巴瘤细胞,筛选高表达GM-CSF的细胞,再次电转染B7质粒,此时RMA淋巴瘤细胞中集合了GM-CSF和B7质粒,将这种细胞接种到C57小鼠体内,可以观察到出瘤时间比对照组明显延长,肿瘤生长速度减慢,小鼠生存期延长。本实验采用电穿孔转染的方法,将两种能够协同放大抗肿瘤免疫反应的基因导入淋巴瘤细胞,为制作新型瘤苗提供了实验依据,丰富了淋巴瘤的治疗方法。

6 质子治疗技术研究

质子治疗是放射治疗的一种,质子射线在能量释放过程中会出现Bragg峰,然后又急速下降为零。因此只要将质子峰值部分对准肿瘤病灶,就能够使肿瘤处受照射剂量最大,肿瘤前方正常细胞受照射剂量只有峰值的1/3~1/2,而肿瘤后方的正常细胞基本不受到任何放射损伤;另外由于质子质量较大,当它通过介质时与电子发生碰撞的散射很小,射程范围内只有很小的半影[23]。

Suzanne Sachsman等[24]对质子治疗非霍奇金淋巴瘤(NHL)进行了前瞻性临床研究,研究者选取11例NHL患者,均对其进行质子治疗,并且在2008年1月到2014年1月期间进行了随访。中位随访期为38个月,2例患者由于病情发展死亡,9位生存患者中的七位的随访时间都超过了2年。统计发现这些经质子治疗的NHL患者,3年生存率为91%,3年的局部肿瘤控制率为91%,质子治疗过程对于患者的毒性最高不超过2级。此研究表明质子治疗是一种对于NHL可行并且有效的物理治疗方法,早期结果是有利的。其长期有效性以及具体的安全性还需要长期的随访以及更多的临床病例来验证。

7 磁感应热疗新技术为ML物理治疗提供新线索

磁感应热疗技术是近年来发展的一种新型加温治疗恶性肿瘤的方法,其原理是利用金属磁性物质在交变磁场中能升温的物理特性,将其作为热介质引入到肿瘤组织,在外加交变磁场的作用下升温并将热量传递给周围的肿瘤组织,在不损伤正常细胞的情况下杀死肿瘤细胞。清华大学医学物理与工程物理研究团队筛选了微米和纳米多种介质,确立了介质与蛋白质结合技术,研制了交变磁场发生设备,并且通过对脑胶质瘤、肝癌、乳腺癌等细胞和动物实验,证明了其安全性和有效性,并已经将磁感应热疗技术推向了临床试验[25]。

虽然近年治疗ML方面,生物制剂利妥昔单抗和依鲁替尼等都获得了不错的疗效,但是耐药的产生以及复发仍然是治疗失败的原因。若利用高效升温的磁性微纳材料,耦联利妥昔等靶向抗体,与淋巴瘤细胞的特异性靶点结合,在交变磁场作用下,使磁性介质感应升温实现靶向热疗,达到精确定位病灶,杀灭肿瘤细胞、协同增敏药物的目的,很可能成为治疗ML的新方法。随着物理科技、生物医学技术的不断发展,我们也相信,在不久的将来,将有更多、更有效的物理治疗方法出现,联合手术、放化疗以及生物治疗一起,对ML发挥卓越的治疗作用。

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R733;R454

A

1001-0025(2017)01-0047-03

10.3969/j.issn.1001-0025.2017.01.013

国家自然科学基金资助项目(编号:81570188)

2* 本文通讯作者。

路晓光(1993-),女,硕士研究生。

2016-08-16

2016-12-06

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