贺福长 李德伦 毛天球
沈阳军区总医院口腔科110015 2 第四军医大学口腔医学院
摘要
以荷人粘液表皮样癌的裸鼠作为动物模型, 采用局部给药方式, 同时在肿瘤部位放置 0.23T 恒定强磁场对肿瘤进行磁导向化疗. 实验结果显示, 平阳霉素磁性脂质体对人粘液表皮样癌的移植瘤有显著抑制作用, 抑瘤率为 81.1%, 显著高于平霉素脂质体 (60.9%) 和游离平阳霉素 (45.5%), 而且其对正常组织 (主要是肺脏) 的毒副作用明显减轻.
关键词: 磁场; 磁性脂质体; 癌; 治疗
磁性脂质体是磁导向药物传递系统中一种新型的药物导向载体. 其制备过程为物理过程, 制成的抗癌药物磁性脂质体能包裹 103～104 个药物分子和 Fe3O4 分子, 因而同时具备脂质体与磁导向药物化疗的优点, 为肿瘤导向治疗提供新的手段. 目前磁性脂质体应用于导向治疗肿瘤的有关研究国内外均处于起步阶段. 本实验拟通过对研制的平阳霉素磁性脂质体对人粘液表皮样癌体内抗肿瘤作用观察, 以评价其作为导向治疗肿瘤的新型载体的可行性, 为今后进一步深入研究提供实验依据.
1 材料与方法
1. 1 人粘液表皮样癌 MEC-1 系为第四军医大学口腔医学院口腔生物学教研室提供; BALB/C-nu/nu 系健康裸小鼠 20 只, 雌雄兼有, 体重约 20g; 平阳霉素磁性脂质体 (PYM-M-Lip) 及平阳霉素脂质体 (PYM-Lip) 均为作者研制, 经电镜观察, 符合脂质体的一般特点, 其平均直径为 105.6±26.5nm, PYM 及 Fe3O4 包裹率分别 7.7% 及12.3%; 平阳霉素 (PYM) 为天津市河北制药总厂出品; 磁场由钕铁硼永磁铁片组成, 表面场强为 0.23T.
1. 2 粘液表皮样癌裸鼠模型建立
将对数生长期的 MEC-1 细胞经 0.25% 胰酶消化后离心洗涤, 无血清培养液稀释制备成 5×107/ml 个细胞的悬液. 每只裸鼠右侧臀部上方靠前部位皮下注射细胞悬液 0.2ml, 并每日观察裸鼠出瘤情况. 接种后第 3d, 即可见有 2mm 左右红色结节隆起, 至第 9d, 肿瘤平均直径在 7mm 以上, 20 只裸鼠肿块大小基本一致, 全部出瘤.
1. 3 实验分组, 给药方法及磁片固位方式
将裸鼠随机分为 4 组, 每组为 5 只, 分别为 PYM-M-Lip 组, PYM-Lip 组, PYM 组和对照组, 每组中的动物均作标记编号. 各实验组中的每只裸鼠分 3～5 个不同注射点将 0.16mg/0.2ml 药液从瘤体基部注入, 对照组给予相同体积生理盐水。给药后各组动物在肿瘤表面部位均使用胶布固定相同场强的磁片. 以上处理每日一次, 共 10 次.
1. 6 组织学观察
治疗结束后随即处死裸鼠, 取出瘤组织块和心,肝, 肺, 肾脏器, 10% 福尔马林固定, 石蜡包埋后切片, HE 染色, 显微镜下观察瘤组织和心, 肝, 肺, 肾脏器的组织学变化. 肿瘤组织同时制备成电镜样本, 观察肿瘤细胞的超微结构变化.
2 实验结果
2. 1 肿瘤体积变化及抑瘤率
治疗结束后各实验组肿瘤体体积平均增长量及抑瘤率见表 1. 游离 PYM, PYM-Lip 及 PYM-M-Lip 的抑瘤率分别为 45.5%, 60.9% 及 81.8%, 三者两两比较均有显著差异 (P < 0.05).
2. 2 实验期间动物的全身状况和体重变化
在治疗期间, 对照组裸鼠后期反应迟钝, 饮食, 活动都较差, 皮肤无光泽, PYM 组及PYM-Lip 组裸鼠治疗开始时有呼吸困难表现, 以后逐渐恢复正常, 精神, 饮食稍差, 活动未见明显减少, PYM-M-Lip 组裸鼠饮食, 活动较正常状态下未见明显变化. 从表 2 可以看出对照组体重减轻率为14.2%, PYM 组, PYM-Lip 组及 PYM-M-Lip 组分别为 3.2%, 2.3% 及2.4% (P > 0.05), 同对照组相比均相差显著 (P< 0.05).
2. 3 组织学观察 不同处理组动物的肿瘤, 心, 肺, 肝及肾脏组织切片在光学显微镜下观察发现: ① 对照组肿瘤细胞生长活跃, 核分裂多见, PYM 组, PYM-Lip 组及 PYM-M-Lip 组肿瘤细胞形态发生变化, 部分细胞出现空泡变性的改变,细胞核有固缩, PYM-Lip 组与 PYM-M-Lip 组肿瘤组织均有不同程度坏死灶; ② PYM 组与PYM-Lip 组肺组织有较多的淋巴细胞浸润, PYM-M-Lip 组同对照组相比淋巴细胞浸润程度相差不大, 较 PYM 组与 PYM-Lip 组浸润程度轻. 不同处理组动物的心, 肝, 肾脏等组织均未见有明显的异常改变.
各处理组肿瘤组织电镜下观察发现: PYM-M-Lip 组肿瘤细胞内可见密度较高的, 包含铁磁微粒的外泡浆小泡, 部分线粒体发生空泡变性, PYM 组与 PYM-Lip 组也出现不同程度细胞变性的改变, 对照组细胞器丰富, 无明显的变性.
3 讨论
脂质体 (Liposome) 自 60 年代问世以来, 70 年代初便开始作为药物载体应用. 它是一种靶向药物载体, 具有类细胞结构, 进入体内主要被网状内皮系统吞噬而激活机体自身免疫功能并改变被包封药物的体内分布, 使药物主要在肝, 脾, 肺和骨髓等组织器官中累积, 从而提高药物的治疗指数, 减少药物的治疗剂量和降低药物的毒性. 因此脂质体在许多疾病尤其癌症的治疗中显示了独特的优越性〔1, 2〕. 但是由于脂质体进入机体内主要被网状内皮系统吞噬, 因此抗癌药物脂质体对网状内皮系统肿瘤有较好疗效, 而对头颈等部位的实体瘤疗效较差. 为了提高脂质体在头颈等部位恶性肿瘤中靶向定位能力, Kiwada 等〔3〕设计了磁性脂质体, 其制备方法是在普通脂质体制备过程中加入超微强磁性物质, 如 Fe3O4, 其粒径多在 10～50nm. 这样制备的磁性脂质体在磁场作用下可主动地改变其在机体内的分布, 从而提高靶位的药物浓度,降低全身毒副作用, 为头颈等部位恶性肿瘤提供新的治疗手段.
粘液表皮样癌是口腔颌面部常见的恶性肿瘤之一, 本实验利用自制平阳霉素磁性脂质体并以荷人粘液表皮样癌裸鼠作为动物模型, 采用局部给药方式, 在肿瘤部位设置外部磁场进行磁控靶向治疗. 实验结果显示, PYM-M-Lip 对荷瘤裸鼠的靶向治疗取得了比较好的效果.
目前磁性微球的给药途径分为静脉给药, 动脉导管给药和口服给药三种途径〔4, 5, 6〕, 近年来也有人开始采用局部给药方式〔7, 8〕. 不同的给药方式决定了外磁场类型, 外形设计及磁场强度, 梯度的大小, 例如动脉导管给药所需要的场强大, 只有电磁场才能达到设计要求, 但其装置较复杂, 需要高压电源和冷却设备. 因此本实验由于动物模型及实验条件限制, 故采用局部给药和外加表面场强 0.23T 的永磁铁磁片胶布固定的方式靶向治疗荷瘤裸鼠. 另外, 由于恒定强磁场对 MEC-1 细胞体外生长有抑制作用〔9〕, 因此对各组裸鼠均固定相同场强的磁场.
平阳霉素磁性脂质体肿瘤基部注射给药后, 由于不受血流冲击, 直接受到外加磁场的作用, 因而磁性脂质体停留时间长, 另一方面, 由于脂质体本身的固有的特性, 使肿瘤对其摄取与滞留均优于游离药物. 本实验电镜观察结果揭示肿瘤细胞能直接摄取磁性脂质体, 并且脂质体有缓慢释放药物作用. 同时局部给药也减少了脂质体被网状内皮系统清除的机会. 因此本实验结果提示肿瘤局部的药物浓度将明显提高, 作用时间明显延长. 这种抗癌药物体内生物分布的改变, 不但提高了肿瘤局部的药物浓度, 增强对肿瘤细胞的杀伤作用, 而且在非肿瘤部位浓度降低, 将大大减少抗癌药物的毒副作用, 而这一点对于临床上运用化学药物根治肿瘤有着决定性的意义〔4, 5〕. 另外磁性脂质体被肿瘤细胞摄取后会增强磁场对MEC-1 细胞抗瘤作用〔9〕, 也说明磁性载体应用导向治疗的优越性. 由于作者采用了瘤体基部注射给药, 这样磁性脂质体可经肿瘤组织周围末梢淋巴管引流入淋巴系统并浓集于肿瘤局部的淋巴结, 以抑制肿瘤转移. 由于以上这些优点, PYM-M-Lip 将为导向治疗肿瘤提供了新的手段.
参考文献
1 屠健, 屠锡德. 脂质体作为药物载体的作用, 应用与发展前景. 现代应用药学, 1988; 5:43
2 孙月琴, 谢星辉. 脂质体作为药物载体的应用. 国外医学药学分册, 1991; 18:85
3 Kiwada H, Sato J, Yamada S, et al. Feasibility of magnetic liposomes as a targeting device for drugs. Chem Pharm Bull, 1986; 34: 4253
4 Gup ta PK, Hung CT, Rao N S. Ultrastructural disposition of Adriamycin – associated magnetic album in microspheres in rats. J Pharm Sci, 1989; 78: 290
5 Gallo JM, Gup ta PK, Hung CT, et al. Evaluation of drug delivery following the administration of magnetic album in microspheres containing Adriamycin to rat. J Pharm Sci, 1989; 78: 190
6 吴传斌, 赵延东, 何素梅等. 磁性明胶微球体内分布实验研究. 药学学报, 1993; 28: 464
7 张皖清, 马定祥, 毛天球等. 磁微粒负载甲氨喋呤对舌癌移植瘤的靶向治疗实验研究. 实用口腔医学杂志,1990; 6 (3) : 147
8 王平康, 袁青禄, 黄天保等. 磁性载体导向疗法治疗消化系统恶性肿瘤的临床研究. 肿瘤防治研究, 1993;20: 45
9 贺福长, 毛天球, 李德伦等. 恒定强磁场对口腔颌面部癌细胞体外培养影响的实验研究. 实用口腔医学杂志, 1994; 10: 101
