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我国是世界上原发肝癌发病率最高的国家之一,其死亡数约占全世界的50%。原发性肝癌首选手术切除,但大多数病例在确诊时已失去手术根治机会。未经治疗的中晚期原发性肝癌患者的自然生存期为1~4个月。中晚期肝癌目前仍以综合治疗为主,经导管肝动脉化疗栓塞术(transcatheter arterial chemoembolization,TACE)已成为治疗肝癌尤其是中晚期肝癌的主要治疗手段之一。
经导管肝动脉化疗栓塞术通过选择性阻断肝癌的动脉血供发挥抗癌作用,近期有效率达30%~70%。但有前瞻性对照研究发现TACE治疗使肝癌病人的肺转移率明显升高,转移时间明显提前。另有研究发现对于可切除的肝癌行术前TACE反使肝外转移率升高,生存率下降。
肿瘤的生长转移与肿瘤血管生成密切相关,抗血管生成治疗是抑制肿瘤生长、防止肿瘤转移的新策略。血管内皮抑制素(Endostatin)是1997年O’reilly等从小鼠血管内皮瘤细胞(EOMA)的培养血清中分离出的一种新的内源性血管生成抑制剂。体内外实验证明,它可以特异性地作用于新生血管的内皮细胞,抑制内皮细胞的迁移、诱导其凋亡,从而抑制肿瘤新生血管形成和肿瘤生长。但近年来也有研究表明,Endostatin还可直接抑制某些肿瘤细胞的生长、诱导肿瘤细胞凋亡。Endostatin作为肿瘤抗血管生成治疗的新策略,已显示出良好的临床应用前景。
鉴于目前临床不能手术的肝癌以碘化油化疗栓塞治疗为主,而单纯化疗栓塞罕有使肿瘤完全坏死者。而有研究证实,栓塞导致的肿瘤缺氧一方面可抑制肿瘤细胞生长,起到减瘤作用;另一方面可使残余肿瘤的VEGF表达升高。而VEGF高表达的肿瘤容易转移及复发。这可能是肝癌化疗栓塞长期疗效较差的主要原因。
由于重组人血管内皮抑制素(recombinant human endostatin,rh-Endostatin)能选择性的诱导肝癌细胞凋亡,同时具有抑制肿瘤血管新生及降低肿瘤细胞VEGF表达的作用,与碘化油联合栓塞化疗,理论上应具有栓塞使部分或大部肿瘤缺血坏死,抑制残瘤生长,降低残瘤VEGF的表达,从而增加抗肝癌效应,降低肝癌栓塞术后的复发率、转移率,不进一步损害肝癌患者的肝功能。本实验旨在验证此设想,以为rh-Endostatin进一步的临床应用提供实验依据。
为此本研究分三个部分观察rh-Endostatin联合TACE的效应,首先建立可靠的家兔孤立肿瘤的动物模型,在此基础上经股动脉途径肝动脉插管进行治疗,分短期和长期实验两部分,短期实验观察指标包括介入治疗后肿瘤区的微血管密度和肿瘤细胞的VEGF表达,肿瘤细胞的增生、凋亡指数及两者的相互关系,不同方法介入治疗后对肝功能的影响,并采用超声造影的方法,评价超声造影在体观察肿瘤血管的价值。长期实验主要观察不同治疗方法对肿瘤生长和转移的影响。
第一部分 rh-Endostatin联合TACE对兔VX2肝癌生长及血管形成作用的实验观察
目的:通过二维超声、能量多普勒超声造影及免疫组化方法观察rh-Endostatin联合TACE对兔肝移植瘤生长、血管形成及血管内皮生长因子(VEGF)表达的影响。
方法:30只家兔肝内肿瘤种植后2周,随机分为3组:生理盐水灌注组(对照组)、TACE组及rh-Endostatin联合TACE组。治疗后1周,采用超声观察肿瘤大小,计算肿瘤的生长率,能量多普勒超声造影监测肿瘤内血流,根据造影前后血流的丰富程度计算肿瘤内彩色血管平均密度(MCVD)。病理切片观察肿瘤的坏死面积,计算坏死率。免疫组化方法测定肿瘤区的MVD及VEGF表达强度。
结果:经肝动脉治疗后1周,各组肿瘤体积分别为1.441±0.26 cm3、0.578±0.16 cm3和0.508±0.10 cm3,各栓塞治疗组,肿瘤生长受到明显抑制,与非栓塞组间差异具有显著性意义(P<0.05)。rh-Endostatin联合TACE组肿瘤坏死率大于TACE组(P<0.05),分别为47.0±9.2%、73.5±7.8%和85.5±4.0%。造影前后能量多普勒超声显示栓塞组肿瘤区血流较未栓塞组明显减少(P<0.05),造影前各栓塞组间血流显示差异无显著性意义(P>0.05),造影后rh-Endostatin联合TACE栓塞组肿瘤区血流低于TACE(P<0.05)。TACE后,残余肿瘤区的MVD略有升高(23.4±4.7),与阴性对照组MVD(21.8±6.3)相比,差异无显著性意义;两组的VEGF表达强度分别为0.163±0.019和0.102±0.02,高于阴性对照组(0.140±0.02,P<0.05)。rh-Endostatin联合TACE组残余瘤区的MVD减低,VEGF表达减弱,两者分别为15.1±3.2和0.102±0.02。MVD与VEGF表达强度之间存在正相关。
结论:rh-Endostatin联合 TACE可抑制肿瘤生长,增加肿瘤的坏死率,抑制肿瘤血管新生,降低栓塞后残瘤的VEGF表达。能量多普勒超声造影有利于发现栓塞后残余肿瘤血流。
第二部分 rh-Endostatin联合TACE对兔VX2肝癌凋亡、增殖及肝功能影响
目的:观察rh-Endostatin联合TACE对兔肝移植瘤凋亡、增生细胞核抗原表达及肝功能的影响。
方法:30只家兔肝内肿瘤种植后2周,随机分为3组:生理盐水灌注组(对照组)、TACE组及rh-Endostatin联合TACE组。治疗前3天,治疗后4、7天,耳缘静脉取血,测定部分肝功能指标。采用原位末端标记法检测肿瘤的凋亡指数,免疫组化方法测定肿瘤区的增生细胞核抗原的表达。计算凋亡指数与增生细胞核抗原表达之间的相关性。
结果:治疗后4天,栓塞治疗组AST、ALT均有明显上升,rh-Endostatin联合TACE组与TACE组间差异无明显统计学意义(P>0.05),B、C组与对照组相比差异具有明显的统计学意义(P<0.05)。治疗后7天,肝功能逐渐接近正常,B、C组恢复慢于对照组。各组的凋亡指数和增殖指数分别为1.53±0.42、2.66±0.54、3.44±0.65和60.8±15.5、42.4±11.2、28.5±5.7,两者存在负相关。
结论:经TACE治疗可引起反映肝细胞损伤的指标AST、ALT-过性升高,治疗后1W渐趋恢复。rh-Endostatin联合TACE治疗后残余肿瘤的凋亡增加,肿瘤的增殖能力下降,说明rh-Endostatin可以通过诱导肿瘤细胞的凋亡发挥其抗肿瘤作用。
第三部分 rh-Endostatin联合TACE对兔肝移植瘤生长及转移的影响
目的:观察rh-Endostatin联合TACE对兔VX2肝移植瘤生长及转移的抑制作用。
方法:30只家兔肝内肿瘤种植后2周,随机分为3组:生理盐水灌注组(对照组)、TACE组及rh-Endostatin联合TACE组。治疗后5周,所有动物均处死,取出肝脏及双肺标本观察。测量动物体重、肝脏的重量、计算肝脏指数(HI),计算肝移植瘤的体积、坏死面积,观察肝内、双肺肿瘤转移的发生率,并与实验1部分的部分结果进行相关性分析。
结果:肿瘤植入后5周,各处理组动物体重均有明显的下降,肝脏重量增加,计算的肝指数各组分别为9.8±2.2、8.5±2.0、6.4±1.2;肿瘤体积各组分别为35.5±7.6cm3、21.2±8.5cm3、11.8±4.0cm3,栓塞治疗组与非栓塞治疗组间差异有统计学意义,rh-Endostatin联合TACE组与其它组相比差异有统计学意义。平均坏死率分别为66.0±6.4%、64.8±7.0%、70.8±7.6%,各组间差异无明显的统计学意义。双肺转移结节的数目各组分别为52.4±32.2、54.8±29.2、19.6±17.0;转移结节的直径各组分别为3.8±1.2、3.9±1.3、2.2±0.7。rh-Endostatin联合TACE组与其它各组相比差异有统计学意义(P<0.05)。肝内转移率、转移结节数目、大小各组间差异无明显的统计学意义。肺转移结节数目、直径大小与同样因素处理的实验1部分的肿瘤微血管密度具有正相关性。
结论:TACE治疗虽然能抑制肝移植瘤的生长,但对其转移无明显抑制作用。rh-Endostatin联合TACE治疗抑制肝移植瘤的生长,并对其肺转移也有抑制作用,rh-Endostatin抑制肿瘤血管的新生可能是其抑制肿瘤转移的主要机制之一。