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目的:阿霉素(doxorubicin,ADM)是临床常用的葸环类抗肿瘤药物,抗瘤谱广,疗效好,但是可引起严重的心脏毒性,表现为各种心律失常,累积量大时,可引起心肌损伤乃至心衰,是临床应用受到限制的主要原因之一。多年来人们一直在寻找降低阿霉素毒副作用的有效方法,现研究较多的是包裹了聚乙二醇的脂质体阿霉素(pegylated liposomal doxorubicin,PLD),其较游离阿霉素最大的优势是明显降低了心脏毒性,近年来受到越来越多的关注。许多实验研究表明脂质体阿霉素疗效优于游离阿霉素,且能有效的抑制肿瘤生长和转移。临床研究上显示脂质体阿霉素单用或联合化疗、热疗和放疗在卵巢癌、乳腺癌、肝癌、Kaposi’s肉瘤、软组织肉瘤、头颈部肿瘤、宫颈癌都具有较好的疗效,且副反应较轻,病人一般都能够耐受。热疗是肿瘤治疗的重要辅助手段之一,联合热疗能明显的提高疗效,脂质体阿霉素在联合热疗上,在许多体外研究和动物实验表明,联合脂质体阿霉素的热化疗优于单独热疗或单药脂质体阿霉素,也优于热疗联合游离阿霉素治疗,热疗增加阿霉素从脂质体中释放出来,两者具有协同抗肿瘤作用。临床研究PLD联合热疗具有同样的效应.在难治性的恶性软组织肉瘤、复发的或耐药的卵巢癌、晚期乳腺癌和肝癌的治疗上有较好的疗效。在鼻咽癌的治疗上,大量的研究表明,联合阿霉素、顺铂和氟尿嘧啶的化疗联合放疗能提高局控率、近期疗效和远期疗效,目前有研究表明脂质体阿霉素在头颈部肿瘤包括鼻咽癌具有较好的疗效。在食管癌的治疗上,阿霉素在食管癌的治疗用的不多,体外研究显示食管癌细胞对阿霉素是敏感的,临床研究显示顺铂、氟尿嘧啶和阿霉素的联合治疗具有一定的疗效,但毒副反应较重,脂质体阿霉素在食管癌的研究方面目前报道较少。在其热疗上鼻咽癌和食管癌均难以进行体外加温,国内使用腔内微波加温后能使这两个部位的肿瘤获得热疗,而且热疗联合的综合治疗能提高疗效。
本实验课题通过体外研究阿霉素和脂质体阿霉素对鼻咽癌细胞株和食管癌细胞株的抑制作用,比较阿霉素与脂质体阿霉素对细胞株的体外杀伤作用;并通过热化疗研究,比较同样温度下脂质体阿霉素是否优于阿霉素,以及不同温度脂质体阿霉素的对细胞的杀伤作用,初步探讨热化疗的可行性,为进一步动物实验的体内研究和临床研究提供依据。
方法:
1.以体外培养鼻咽癌细胞株HNE和食管癌细胞株EC9706为靶细胞,接种于96孔培养板,以未加药的细胞作为阴性对照,以不含细胞的RPMI-1640培养液为空白对照,培养2小时贴壁。再加入不同浓度ADM和PLD,浓度为5μg/ml、10 μg/ml、20 μg/ml、40 μg/ml、80 μg/ml,药物作用1小时后,用Hank’s液洗涤2次后加入等量RPMI-1640培养液再培养48小时。用WST-1法酶标仪测得波长在440nm的各浓度的吸光度值(OD值),计算出两种药物对细胞株的抑制率,再通过相应浓度的抑制率,使用直线回归方程计算得到ADM和PLD的半数抑制浓度(IC50)。重复三次实验,取三次实验的平均值。
2.再使用所测得的IC50时的药物浓度,采用恒温水浴加温法进行热化疗研究,每种细胞株分为9个组: 37℃、43℃、37℃+ADM、41℃+ADM、43℃+ADM、脂质体阿霉素37℃+PLD、41℃+PLD、43℃十PLD,进行化疗1小时。再用Hank’s液洗涤2次后用RPMI-1640培养液洗涤1次,加入等量RPMI-1640培养液配成细胞悬液接种于96孔培养板培养48小时,采用WST-1法在酶标仪上测得波长在440nm的吸光度值,再计算得到不同组的杀伤毒指数(CI值)。重复三次实验,取平均值。使用SPSS软件方差分析对实验数据进行统计分析。
结果:
1.三次重复实验,得到阿霉素和脂质体阿霉素对鼻咽癌细胞株HNE的半数抑制浓度(IC50)分别为11.673μg/ml、18.688μg/ml(含阿霉素的量为2.076 μg/ml),对食管癌细胞株EC9706的IC50分别为19.064μg/ml、51.359μg/ml(含阿霉素的量为5.707μg/ml)。
2.在比较两药物对细胞株热化疗的杀伤作用,室温为22℃。鼻咽癌细胞株HNE在41℃、43℃、37℃+ADM、41℃+ADM、43℃+ADM、37℃+PLD、41℃+PLD、43℃+PLD的CI值分别为3 1.80%、38.97%、49.14%、59.08%、71.64%、49.31%、73.01%、77.01%,食管癌细胞株EC9706在41℃、43℃、37℃+ADM、41℃+ADM、43℃+ADM、37℃+PLD、41℃+PLD、43℃+PLD的CI值分别为25.25%、41.62%、49.29%、64.80%、71.89%、49.39%、76.39%、79.01%,各组间进行完全随机的方差分析,进行方差齐性检验P>0.05,说明方差齐性,组间比较采用LSD法。对两种细胞株,单纯热疗组、ADM热疗组和PLD组对鼻咽癌细胞的杀伤作用43℃组、41℃组、37℃组呈递增趋势,P<0.05,组间差异具有显著统计学意义,但在PLD热疗组,细胞杀伤作用在41℃和43℃之间的差异P=0.85>0.05,没有统计学意义;相同温度下,对两种细胞组的杀伤作用,在37℃条件下,ADM组和PLD组与单纯加热组比较均强于单纯热疗组,P<0.05差异具有显著统计学意义,当ADM组与PLD组比较,P=0.984>0.05,差异没有统计学意义,在4l℃和43℃条件下,杀伤作用PLD组、ADM组、空白组呈递增趋势,P<0.05统计学具有显著差异。
结论:
1.作用1小时阿霉素和脂质体阿霉素对鼻咽癌细胞株HNE的IC50分别为11.673μg/ml、18.688 μg/ml(含阿霉素2.076 μg/ml);
2.作用1小时阿霉素和脂质体阿霉素对食管癌细胞株EC9706的IC50分别为19.064μg/ml、51.359μg/ml(含阿霉素5.707μg/ml):
3.在热化疗作用上,阿霉素和脂质体阿霉素对鼻咽癌细胞和食管癌细胞较单纯热疗具有更强的杀伤作用;
4.单纯热疗和阿霉素热化疗对两种细胞杀伤作用为:43℃>4l℃>37℃;
5.脂质体阿霉素在43℃与41℃加热对两种细胞的杀伤作用相同;
6.在37℃条件下,脂质体阿霉素对两种细胞的杀伤作用与阿霉素相近,在41℃和43℃条件下脂质体阿霉素对细胞的杀伤作用强于阿霉素。