重离子对小鼠移植性Lewis肺癌分次照射的生物效应.doc

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1、重离子对小鼠移植性Lewis肺癌分次照射的生物效应　　　　作者：丁小凡李文建李德杏陈龙华郭红云　　【摘要】目的研究重离子不同分次照射的生物效应。方法除对照组外，选择了2个剂量点：低剂量为12Gy，高剂量为24Gy。每个剂量分单次、2和3次照射组，观察Lewis肺癌的肿瘤体积变化、肿瘤生长延迟时间和荷瘤小鼠生存时间。结果无论高剂量还是低剂量，分3次照射的肿瘤生长延迟和生存时间都显著大于单次和分2次照射。结论采用分3次照射的肿瘤生物效应优于单次和分2次照射，低剂量又优于高剂量。此研究结果为我国重离子束治疗肿瘤的临床试验提供了实验依据。　　

2、【关键词】碳离子;分次照射;Lewis肺癌　　放射治疗是治疗恶性肿瘤最主要手段之一，临床上常用的X、γ射线属低传能线密度(LET)，对肿瘤乏氧细胞和G0期细胞敏感性差，组织剂量分布不理想，限制了治疗疗效。经过半个多世纪的探索，发现高LET射线的生物效应优于x和7射线。已研究的高LET射线有中子、质子、7c负介子和重离子等4种荷电粒子束，其中重离子的生物和物理特性在治疗肿瘤中明显优于其他射线。重离子不仅可以杀灭对低LET辐射不敏感的肿瘤细胞，而且靶区内能量沉积呈Bragg峰分布，是增加治疗增益因素(therapeuticgainfact

3、or，TGF)最理想的射线。日本和德国在重离子治疗肿瘤的临床试验中已取得了很好的疗效。　　重离子的放射生物效应不仅与照射剂量有关，而且与LET值的大小和分次次数等因素也密切相关。本试验用兰州重离子加速器(HIRFL)提供的12C6+离子束，观察了碳离子单次、2和3次照射后Lewis肺癌体积的变化、肿瘤生长延迟天数和小鼠生存时间的生物效应，目的是为我国开展重离子临床试验治疗提供实验依据。　　材料和方法　　1.动物：C17BL/6J纯系小鼠，体重(23±2)g，均为雄性，购自军事医学科学院实验动物中心。　　2.肿瘤模型：Lewis肺癌瘤株

4、引自中国医学科学院肿瘤研究所。取接种Lewis肺癌第10天小鼠，在无菌条件下将生长良好的瘤组织取出研磨，调整活细胞数为3.6×109个，L，接种于小鼠右后肢，每只0.12ml。接种后第8天挑选肿瘤直径9mm的小鼠进行随机分组，准备照射。　　3.动物分组：除对照组(未照射组)外，选择了低(12Gy)和高(24Gy)2个剂量，每个剂量又分单次、2和3次照射3个组，共7组。即低剂量单次(12Gy×1)、2次(6Gy×2)和3次(4Gy×3)照射组;高剂量单次(24Gy×1)、2次(12Gy×2)和3次(8Gy×3)照射组，每组9只小鼠。　　

5、4.照射：12C6+离子束由重离子加速器产生，引出能量为80MeV/u，经降能后为75.45MeV/u(在水中15.50mm)，采用射程调制器展宽Bragg峰(SOBP)。分次照射时间间隔24h。　　5.肿瘤体积和荷瘤小鼠生存时间：照射后每3天测量每只小鼠肿瘤的最大垂直高度、长和宽径，按体积(y)=长×宽×高，2计算出肿瘤体积，同时记录动物生存天数。　　6.肿瘤生长延迟：当照射后体积与照射前体积为某一值时，照射组所需天数与对照组所需天数的差值为肿瘤生长延迟(tumourgrowthdelay)时间。本研究观察了肿瘤体积达照射前体积5和

6、10倍时的延迟天数。　　7.统计学处理：动物生存时间以60d为生存截尾数据，用SPSS10.0统计软件进行数据处理和方差分析。　　结果　　1.肿瘤生长曲线：照射组的肿瘤体积都小于对照组，分3次照射的肿瘤体积又明显小于单次和分2次照射。单次和分2次照射肿瘤体积基本相同，见图1。　　2.肿瘤生长延迟时间(表1)：对肿瘤生长曲线进行拟合后，求出肿瘤体积达到照射前体积的5和10倍时所需的生长时间，治疗组与对照组生长时间的差值为肿瘤生长延迟时间。结果表明：3次照射的肿瘤生长延迟时间最长，其次为2次照射，单次照射的延迟时间最短。　　3.小鼠生存时

7、间(表2)：高、低剂量分3次照射的小鼠生存时间最长。与对照组相比，4Gy×3次照射组差异有统计学意义(P<0.01)，8Gy×3和12Gy×2次照射组差异有统计学意义(P<0.05)。　　　　　　　　　　讨论　　虽然目前重离子的生物学作用机理还不清楚，但大量分子、细胞学的研究，以及皮肤、神经等组织水平的研究都证明高LET射线的相对生物效应(RBE)高于低LET射线。而在肿瘤组织的生物效应方面的数据相对较少。Suzuki等用人皮肤成纤维细胞和4种不同的人肿瘤细胞株研究了碳离子照射的生物效应，证明碳离子的生物效应不仅与LET值的大小有关，

8、而且与分次数也有关。在临床治疗中，如何分次会获得更好的生物治疗增益(biologicaltherapeuticgain)仍在摸索中。因此，研究动物实体瘤不同分次的生物效应具有重要的参考价值。　本研究结果显示，无论高剂量还