肿瘤局部热疗动物模型的建立
摘 要 以C57BL/6同系小鼠为实验对象,采用LLC(lewis lung carcinoma)肿瘤调制肿瘤细胞悬液,将1×106肿瘤细胞接种于小鼠左侧足垫内,对肿瘤进行局部水浴热疗。
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加热温度分别为:37°C、43°C、45°C和47°C30 min,观察肿瘤局部热疗效果。结果发现,43°C和45°C 30 min,热疗可有效控制肿瘤生长,减少肺转移的发生。47°C 30 min热疗可致肢体坏死,但仍可出现肺部转移。
关键词 肿瘤;高温,诱导性
TUMOR ANIMAL MODEL IN MICE FOR LOCAL HYPERTHERMIA
Abstract To establish tumor animal model, 96 C57BL/6 mice was injected 1×106Lewis lung carcinomacells into left foot pad for local hyperthermia with water bath at 37~47°C for 30 min. The results showed thatlocal hyperthermia 43~45°C for 30 min could control tumor /shlwfabiao/2009/1228/54.htmlgrowth and the volume of the tumor decreased. Fur-thermore, the number of metastases in tumor-bearing mice was significantly lower than that in the controlgroup. The limb of the mice treated with 47°C for 30 min would be amputated because of necrosis, but lungmetastases did develop. At the same time, we found that the core body temperature be correlated with heattreatment. This tumor animal model may be useful for further study of local hyperthermia on tumor.
Key words tumor; hyperthermia, induced #p#分页标题#e#
热疗治疗恶性肿瘤已有百余年历史。近年来,由加温、测温及控温技术的进步,使高热治癌又得到视和发展。因此,在探讨、评价高热对肿瘤治疗的制及疗效时,选择合适肿瘤动物模型对高热治癌域进行深入细致的研究具有重要意义。
材料与方法1 动物与肿瘤细胞系 选用C57BL/6同系小,雌雄各半,体重18~22 g。接种lewis lung carci-ma(LLC)肿瘤细胞系。方法为,将肿瘤组织无菌出后,剪成组织块,研磨后过滤纤维组织及肿瘤,制成细胞悬液。抽取肿瘤细胞液0.1 ml(106个细),接种于小鼠的左侧足垫内。
2 加温方法 经过10天左右体积长至10 mm× mm大小后开始实验。将小鼠置于特定的固定架,对接种的肢体进行水浴加温。接种的肢体通过固架的小孔浸于水内,水深至膝关节以下,浸没整个瘤。温度监测采用RF8射频透热治疗机测温系。该机具有6个针式探头,直径为0.64 mm,计算机示温度误差±0.2°C。同时监测水温、肿瘤内温度、体内中心温度〔1〕。
1.3 实验分组 将96只小鼠随机分为1、2、3、4周均分4组。每组中的小鼠按加热温度分为37°C(对照组)、43°C、45°C、47°C组,加温时间为30 min。每个温度组内6只小鼠。
1.4 原发灶肿瘤体积监测 根据肿瘤的体积大小画出肿瘤生长曲线。体积计算公式为:V=ab2/2,a是肿瘤的直径最大值,b是与a相垂直的肿瘤最小值。
2 结 果
2.1 水温、体温及肿瘤内温度的关系 热疗开始后,水温、中心体温及肿瘤中心温度的测定结果见图1。在47°C组热疗结束时中心体温达39.5°C,体温升高约2.5°C,肿瘤中心温度在加热开始后迅速上升,约5 min后与水温相差约0.5°C。热疗结束时45°C组和43°C组的中心体温分别达到39.3°C和38.9°C,肿瘤中心温度与水温相差均为0.5°C左右。
2.2 肿瘤的生长情况 所有小鼠接种的肿瘤生长良好,接种后常规每周测量肿瘤的直径1次,直至热后第4周。根据肿瘤的直径计算出肿瘤的体积。但°C 30 min热疗后患肢严重充血、水肿,3天后患肢膝关节水平坏死脱落(图2)。图1 47°C热疗时水温、体温及瘤温的关系图2 热疗后肿瘤生长曲线3 热疗对肺转移的影响 将热疗后第4周24只动的肺脏完整取出。计数肺转移结节的数量和大小,价治疗效果(附表)。附表 肺转移的发生率、数量及大小温度(°C)发生率(%)结节数转移结节的直径(mm)1~2 2~3 3~4 >437 5/6(83) 21.5±1.9 12.4 4.3 1.2 2.643 2/6(33) 9.6±0.9 5.1 1.5 0.1 0.445 2/6(33) 7.9±1.1 4.9 1.6 0.5 0.347 3/6(50) 13.2±2.1 8.2 2.1 1.3 1.5注:1~2、2~3、3~4、>4示时间(周) 从结果可以看出,43°C和45°C热疗尚不能控制转移,但可以减少肺转移的发生。与对照组相比,仅肺转移发生率低,而且转移灶也较小。47°C组然因温度过度使患肢脱落,但仍有肺转移发生。3 讨 论 本实验选择的C57BL/6同系动物容易获得,动物个体在疾病发展和对处理的反应有相当的一致性。基因同源在研究移植及免疫时非常重要。在进行热疗时应当注意,小鼠对热非常敏感,在体温升高时可迅速死亡。Dickson等研究发现体温超过41.6°C时,有50%的小鼠死亡,体温达42°C 1 h 100%的小鼠将无法存活。Greely〔2〕也发现小鼠的体温升至41°C~42°C,持续2 h,其死亡率很高,且患瘤鼠与正常鼠的热敏感性无差异。本实验首次观察在肿瘤局部热疗时,体温、瘤温及水温的相互关系,结果发现给小鼠后肢足垫肿瘤局部加热43°C~47°C 30 min,中心体温迅速上升,10 min内从37°C上升至38.3~38.5°C,到热疗结束时升高了1.8°C~2.5°C左右,达38.9°C~39.5°C。这主要是因为动物较小,通过加热肿瘤的血流量与其自身血流量的比例很容易变大,而使体温迅速升高。但实验中没有动物的体温超过40°C,也无局部热疗后动物致死现象,说明小鼠的体温中枢可以进行有效的体温调节,避免了体温过高的发生。此外,肿瘤的热敏感性与宿主有很大关系。实验表明小鼠的肿瘤通常对热比较敏感,而Hamster鼠的肿瘤可以耐受45°C的高温,家禽的肉瘤则能够耐受50°C的高温。所以用小鼠肿瘤的热疗效果来指导人类肿瘤的热疗时更具有参考价值〔3〕。长期的实验和临床观察表明,肿瘤细胞的免疫原性影响着热疗的效果。给具有高免疫原性的肿瘤热疗时,往往用较低的温度和(或)较短的时间即可获得较佳的治疗效果,而低免疫原性和无免疫原性的肿瘤则必须用较大的热剂量。本实验选用的是LLC肿瘤,它是一种自发性的高度恶性上皮样肿瘤,极易发生肺部转移,LLC具有较高的免疫原性,可以获得较佳的免疫刺激及治疗效果,而且还适合于研究人类实体肿瘤转移的有关问题。肿瘤的接种部位也影响着肿瘤热疗的效果。在进行肿瘤热疗时,肿瘤的接种部位根据实验动物、细胞系、研究的目的及加热方式的不同而有所区别。Kim〔4〕发现有诸多因素影响着热疗效果,其中主要因素之一便是肿瘤接种部位。他将Meth-A肿瘤采用ID、IM两种方法接种于小鼠后肢,在接种后的第10天行43.5°C 30 min局部热疗,发现不同部位接种肿瘤的热疗效果明显不同。ID接种可控制90%的肿瘤,48 h后肿瘤坏死非常明显,而IM接种只能控制·426· 解放军医学杂志1997年12月第22卷第6期Med J Chin PLA Vol 22 No 6 Dec 1997 %。这个结果表明接种部位是影响热疗效果的重因素。其原因可能是由于肌肉内接种的肿瘤处于利的生长环境,有充足的血液供应,在热疗时受到致死量的肿瘤细胞,可在数天后得到恢复。ID接则不同,由于血供较差、肿瘤位置浅表,处于这种态的肿瘤细胞对热较为敏感,且受热损伤后不易复。小鼠常见的接种部位有足垫、股部及背部。作之所以将肿瘤细胞采用ID方式接种于小鼠的足内,除上述的原因之外,还因为足垫较厚,接种的瘤生长良好,局部热疗容易,特别适合水浴加温,且能够获得较佳的治疗效果,便于活体监测肿瘤生长情况,活体评价热疗的抗肿瘤效应。肿瘤局部热疗的加温方式有多种:如射频、超声、水浴等,均难达到肿瘤组织的均匀加热。在射频热1 ml体积肿瘤时,肿瘤内可记录0.5°C~1.5°C度差。对于较大的肿瘤(10~15 ml),不同的探针测得的温度差可达3°C以上。Uromo〔5〕在小鼠足内接种肿瘤,监测水温和肿瘤内的温度,结果发现者相差不超过0.1°C。本实验发现在给患肢加热开后的5 min内肿瘤中心温度迅速上升,至8 min温基本稳定,与水浴温度相差约0.5°C左右。本实验大的温度梯度可能与热疗时肿瘤的体积大,热量传导距离长有关。同时由于LLC肿瘤的恶性程度很高、生长较快、血液循环丰富,加热时将部分热量带走,对肿瘤产生了冷却作用。此外,作者在实验中使用的测温探针直径仅为0.64 mm,能够较容易地定位到肿瘤中心,准确地测量肿瘤中心的温度,从而有效地反映出了水温与肿瘤中心的温度差。#p#分页标题#e#
参考文献
1 Shen RN,Hornback MB,Shicnia Het al.Whole-body hyperther-mia decreases lung metastases in lung tumor-bearing mice,possi-bly via a mechanism involving natural killer cells. J Clin Im-munol,1987;7:246
2 Greeley EH,Helfrich BA,Feuerman LLet al.Radiant hest-in-duced hyperthermia in mice:in vivoeffects on the immune sys-tem.Int J Hyperthermia,1992;8:209
3 Shwn RN, Wu L, Shindnina Bet al. Effects of interleukin-2treatment combined with local hyperthermia in mice inoculatedwith Lewis lung carcinoma cells.Cancer Res,1990;59:5027
4/shlwfabiao/2009/1228/54.html Kim SH, Kim,JH,Hahan EW.The enhancement killing of irra-diated HeLa cells if synchronous culture by hyperthermia.RadiatRes,1976;66:337
5 Urano M,Gerweck LE,Epstein Ret al.Response of spontaneousmurine tumor to hyperthermia:Factors which modify the thermalresponsein vivo.Radiat Res,1980;3:312
