热疗在肺癌中的应用

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相对于高于 42℃热疗引发肿瘤微环境改 变的早期研究来说 ,中度热疗 (低于 42℃)则更 易实施并提供良好的对照研究 。目前已证明中 度热疗能增加肿瘤的血供 ,提高肿瘤的氧含量 。 高浓度的氧供能增强放疗效果 ,它可以通过抑 制温度依赖性的 DNA 修复酶实现 ,防止放射线 诱导的 DNA 损 伤 以 及 濒 死 细 胞 的 复 活 [ 3, 4 ] 。 一些抗肿瘤药物由于无法在肿瘤局部达到有效 血药浓度而使功效大为降低 。在 40℃~42℃ 热疗时 ,肿瘤血供增加 ,增强化疗药物的作用 ; 而高于 42℃热疗时 ,肿瘤血管常出现出血及瘀 血 。研究的热点在于化疗热疗联合的基础上再 联用脂质体 、肿瘤特异性抗体或病毒载体等进 一步提高疗效 [ 5 ] 。 114 热疗引起特定的细胞传导通道的改变
细胞培养提示细胞在其周期的不同阶段对 热的敏感性不同 。总体来说 ,对热最敏感的时 期是 M 期 。对 M 期细胞进行镜检可见有丝分 裂组分受损并导致不彻底的有丝分裂及多倍体 产生 。 S期细胞对热同样敏感 ,并可观察到染 色体的损伤 。 S期和 M 期细胞都呈细胞死亡的 慢性模式 ,而 G1期细胞却有相对的热抵抗 ,镜 下未见损伤 。在热疗后 G1期细胞可能会迅速 发生细胞死亡的快速模式 。热疗引起肿瘤细胞 凋亡的机制尚未完全清楚 ,可能与高热诱导的 HSP,Wp53, C2myc, B cl22等基因的相互作用有 关 [ 7~10 ] 。高热能提高特异性半胱氨酸蛋白酶 即 Caspases3的水平 ,后者在肿瘤细胞线粒体中 大量出现 ,引起细胞凋亡 。 116 热疗对免疫功能的影响
·Leabharlann Baidu50·
国外医学内科学分册 2005年 4月第 32卷第 4期
热疗在肺癌中的应用
杜紫燕 综述 ; 胡华成 审校
摘要 : 肿瘤热疗是通过物理方法加热组织以杀灭癌细胞的一种治疗手段 。它是肺癌综合 治疗中一种新的重要的方法 ,目前临床应用中已展现了良好的疗效 。本文就热疗的作用 机制及其在肺癌治疗中的应用情况作一综述 。 关键词 : 热疗 ; 肺癌 中图分类号 : R73412 文献标识码 : A 文章编号 : 100422369 (2005) 0420150204
多数肿瘤致死温度的临界点在 4215℃~ 43℃,组织培养和体内实验表明 ,杀灭恶性肿瘤 细胞的最低温度为 42℃,加热时间通常持续 2 h以上 ,在温度高于 43℃时细胞死亡数明显增 加 ,热疗的作用机制可能 与下 列 6 种因 素有 关 [1, 2 ] 。 111 热疗的直接细胞毒性作用
热疗引起的细胞毒性反应主要建立在胞浆 和胞膜蛋白变性的基础上 ,表现为胞浆内各种 细胞器的破坏及胞膜通透性改变 ,肿瘤细胞因 此而死亡 。 112 热诱导肿瘤微环境的改变
由于早 期 诊 断 困 难 , 肺 癌 患 者 初 诊 时 有 50%以上已处于 Ⅲ, Ⅳ期 。资料表明 , NSCLC 根治性放疗后有 39% ~62%的患者在未发生 远处转移的情况下出现了局部复发 。肺癌中心 部分缺氧 ,对热疗敏感 ,周围部分氧供相对较 好 ,对放疗敏感 。M 期肿瘤细胞对放疗敏感 , S 期对放疗敏感 ,热疗和放疗联合具有协同作用 , 减少放疗剂量和热耐受的产生 。 13 例 NSCLC 患者 (8例 ⅢB 期 , 5 例 Ⅳ期 )由于肺癌侵犯胸 壁引起剧烈疼痛 ,在放疗期间 ,予每周 1次到 2 次的热疗 ,有 12例患者 ( 92% )疼痛得到缓解 , 11例患者肺癌体积缩小 ,其中 2 例完全消退 。 对 13例 NSCLC伴有骨转移的患者实施热疗联 合放疗 (试验组 ) ,其疗效与单纯放疗组进行比 较 ,两组患者均给予 60~70 Gy的放射剂量 ,试 验组在放疗 40 ~60 m in后行热疗 。在最初的 反应里 ,试验组 10 例有反应 ( 3 例完全缓解 , 7 例部分缓解 ) ,对照组 7 例有反应 ( 1 例完全缓 解 , 6例部分缓解 ) , 2 年内局部未复发率分别 是 7611%和 1619% , 2 年总体生存率分别为 4414%和 1514% [ 17 ] 。另有报道放疗热疗联合 治疗局部晚期的 NSCLC 疗效优于单纯放射治 疗 ,且可以减轻急性放射反应和后期的放射损 伤。 213 热疗与化疗 ,放疗联合应用
热疗使药物到达肺癌组织的浓度增加 ,活 性增强 ;热能破坏肺癌细胞膜的稳定性 ,使其通 透性增强 ,药物易于进入癌细胞并保持细胞内 较高的药物浓度 ;高热能抑制抗癌药物所致的 癌细胞损伤的修复 ,并促进癌细胞凋亡 。利用 原位 DNA 末端标记 , DNA 片段分析 ,透射电镜 观察等方法研究热疗联合化疗药物诱导 IK22, LU 265A 肺癌细胞凋亡 ,这两种细胞株在相对较 高温度 (44℃)可见到一些凋亡细胞 ,在高浓度 的化疗药物作用下 ,可见到中等量的细胞凋亡 , 联合治疗可以引起较多细胞凋亡 ,甚至在中度 热疗后给予小剂量化疗药物亦能出现这种情 况 [ 15 ] 。热疗诱发凋亡反应的动力学研究表明 : 联合治疗组导致的凋亡高峰远超过单独治疗 组 ,且高峰出现的时间各不相同 。热疗能减少 诱发凋亡所需要的化疗药物剂量 ,降低热疗的
肿瘤热疗又称温热治癌 ,高热治癌 ,透热治 癌等 ,指通过物理方法 ,包括高频电磁波 ,超声 波 ,热水浴等 ,使组织加热至杀灭癌细胞的温度 的一种治疗恶性肿瘤的手段 。它通常与放疗和 化疗联合应用 ,以提高治疗的效果 。热疗目前 广泛地应用于恶性肿瘤的治疗中 ,并在肺癌的 临床和基础研究中取得了可喜的成果 。现将热 疗在肺癌中的应用作一综述 。 1 热疗的作用机制
国外医学内科学分册 2005年 4月第 32卷第 4期
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能激活 p53 通路 ,导致细胞周期 G1 期的夺获 或诱导细胞凋亡 [ 7 ] 。
另外 , 热 休 克 蛋 白 ( heat shock p rotein, H SP)是生物 细胞 在 高热 或 其他 应 激刺 激 下所 产生的一组具有多种生物保护作用的内源性应 激蛋白 。在受到相关刺激后 , HSP可迅速增加 , 尤其是 HSP70。在实验条件下 Fas2L 和自然杀 伤 (NK)细胞介导的溶细胞反应参与该过程 , HSP与肿瘤特异性肽段结合形成复合物 ,通过 特异性受体进入抗原递呈细胞 ,然后与 MHC2 Ⅰ类分子共同表达于细胞表面 ,从而诱导细胞 毒性反应 。另有研究表明 HSP能突变为其它 因子表达于细胞表面诱导免疫刺激 ,防御特异 性肿瘤 [ 8 ] 。 115 热疗对细胞周期和凋亡的调控
降 ,而 T8 和 NK细胞水平显著增高 ,导致总 T 淋巴细胞增多 。淋巴细胞迁出骨髓是肾上腺素 依赖性的 。NK细胞 β2受体数量远高于 T4, T8 细胞 ,这可以解释血流中出现选择性细胞聚集 现象 。在全 身性热 疗中 , 抗 炎的 IL 26, IL 210, TNF2α, GM 2CSF在接受 2 ~8 h 热疗的小鼠中 明显增高 ,有核细胞总数在脾 ,淋巴结 ,骨髓及 外周血中明显下降 , 呈不可逆趋势 [ 12 ] 。 GSF, IL 26, IL 21β能刺激红系 、髓系 、巨核细胞系造 血 。热疗破坏了肿瘤细胞分泌的封闭因子和巨 噬细胞移动因子对免疫系统的抑制 ,使机体恢 复对肿瘤的免疫应答 [ 13 ] 。 2 热疗在肺癌中应用进展
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国外医学内科学分册 2005年 4月第 32卷第 4期
温度 。朱子元发现热疗联合化疗对肺癌复治患 者的有效率高达 50% ,表明综合治疗对既往化 疗失败的患者也有较好的疗效 。 Ⅲ期病例有效 率为 8617% ,显著高于 Ⅳ期病例的 4010% ,表 明综合 治 疗 方 案 对 局 部 晚 期 非 小 细 胞 肺 癌 (NSCLC) 患者疗效较好 。 Smo lanka[ 16 ] 通过对 62例肺癌患者术前实施热化疗研究发现 ,术前 热化疗比单纯术前化疗能显著提高有局部扩散 的肺癌患者的 3年存活率 。 212 热疗与放疗联合应用
自上世纪 80年代以来热疗对免疫功能影 响的研究焦点在于非迁徙性淋巴细胞的免疫反 应 。在活体上应用非生理性高温 (高于 42℃) 可引起淋巴细胞的损害 ,尤其是 NK细胞对高 热很 敏 感 。 Shen 等 [ 11 ] 发 现 NK 细 胞 功 能 在 40℃左右增强 ,高于 42℃时受损 。许多研究表 明 ,在低于 41℃, NK细胞随温度升高而增多 , 伴有热休克反应及选择素分泌 。NK细胞介导 的细胞溶解代表了热疗诱导细胞反应的最重要 机制 ,全身性热疗引起 T4 水平下降 , T4 / T8 下
肿瘤血管形成 、结构有异于正常血管 ,且血 管神经感受器不健全 ,在高于 42℃热疗 70 s至 80 s时 ,肿瘤血流减少 ,出现代谢性酸中毒 。形 态学改变包括内皮细胞肿胀 ,血浆外渗 ,凝血机 制激活微血栓形成以及血细胞膜黏性改变 。血
管内皮生长因子 (VEGF)可以增加血管内皮的 增殖 ,重塑血管中的细胞外基质 ,热疗可通过抑 制肿瘤源性的 VEGF的表达 ,从而阻碍肿瘤血 管的增殖和重塑 。 113 热疗与放疗 、化疗的联合作用
热疗 、化疗 、放疗联合应用的综合治疗并不 是三种因子细胞毒作用的相加 ,而是热疗与化 疗联合应用效果与热疗与放疗联合应用效果相 加 。对人肺腺癌 LK87 实施低 剂量 放射 治疗 ( low dose2rate irradiation, LDR I)联合 41℃中度
热疗和低浓度的咖啡因 ( 1 mmol/L )治疗 , LDR I 导致的细胞毒性作用在 41℃热疗时被增强 。 对于原本需 6155 Gy的 LDR I才能达到的效果 在联合热疗后只需 3146 Gy,在放疗化疗联合 的情况下需要 3138 Gy,在三者联合的情况下 , 仅需 1178 Gy。细胞周期分析提示单独 LDR I 治疗有明显的 G2期夺获和中度的 G1期夺获 。 而在三者联用时有早而强的 G1期夺获 [ 18 ] 。研 究发现热疗联合放疗 、化疗 可有 效提 高晚 期 NSCLC的临床疗效并提高患者生活质量 ,副反 应可耐受 ,可作为晚期 NSCLC患者的主要综合 疗法之一应用 。 3 展 望
热疗常作为联合治疗中的一部分用于抗癌 治疗 ,但也不排除单独应用 。一项由 FDA 批准 的 Ⅰ期试验中 ,一例 Ⅳ期肺癌患者接受了全身 性热 疗 。使 其 体 温 上 升 至 4215℃, 维 持 120 m in,之后患者在重症监护室接受机械通气 ,肾 上腺素 ,利尿剂治疗 ,患者在嗜睡 36 h后出现 肺水肿 ,于第 4天送入急救中心 ,第 8天肺水肿 明显好转 。经对比 ,患者肺癌体积较热疗前缩 小 [ 14 ] 。这同时也提示热疗会带来一些不良反 应。 211 热疗与化疗联合应用
热疗影响细胞膜的稳定性和流动性 ,阻碍 跨膜转运蛋白和细胞表面受体的功能 ,这在热 敏感的细胞中表现为流动性增加 ,而在热抵抗 的细胞中则流动性减少 ,同时可以观察到胞内 N a+ , Ca2 +浓度增加 ,而 K+ 浓度减少 [ 6 ] , p53 基 因产物是有传导作用的主要细胞内蛋白 ,热疗
收稿日期 : 2004210212;修回日期 : 2005202210 作者单位 :苏州大学附属第二医院呼吸科 ,江苏 苏州 215004
热疗有望成为继手术 、放疗 、化疗 、免疫治 疗之后的一种有效治疗肿瘤的方法 。热疗在肺 癌临床应用时有待解决的问题尚有 :肺癌患者 体质差异要求透热剂量差异较大 ,需制定个体 化的治疗剂量 ;热疗与放疗 、化疗联合的相互次 序 、时间间隔及频率问题 ; 疗效判定的标准问 题 :根据 WHO 实体瘤疗效评定标准 ,热疗后肺 癌细胞及组织形态上呈现的退行性改变并不能 客观评价热疗的临床效应 。目前多数结合热疗 后肿瘤组织 CT值的下降和肿块的缩小判断近 期疗效 。肺癌内测温技术不理想 ,无法阐明热 疗时肿瘤内部的温度分布 ,且测温技术为有创 操作 ,即将测温针直接插入组织内 ,可能会导致 气胸发生 。有人用测定同一水平食管的温度作 为参考指标 。如何有效地解决上述问题将有助 于热疗在肺癌的应用和发展 。
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