- 植入用缓释氟尿嘧啶治疗大肠癌的实验研究
- 作者:王宁|发布时间:2011-03-28|浏览量:1560次
王宁
【摘要】 目的 研究植入用缓释氟尿嘧啶对大肠癌移植瘤的治疗效果。 方法 将50只大肠癌荷瘤鼠随机分为5组,每组10只。A、B组瘤周植入5-氟尿嘧啶缓释剂,5-氟尿嘧啶剂量分别为200mg/kg和100mg/kg;C、D组瘤周注射5-氟尿嘧啶注射液,5-氟尿嘧啶剂量分别为200mg/kg和100mg/kg;E组不给予任何治疗。于0、3、6、9、12天观察裸鼠生存状况、称体重、测量肿瘤大小, 12天时处死动物,称瘤重,计算抑瘤率,绘制肿瘤生长曲线。结果 A、B组肿瘤生长曲线平缓,12天时A、B组肿瘤体积与C、D、E组比较,结果有统计学差异,P<0.05,C、D组肿瘤体积与E组比较无统计学差异,P>0.05;A、B组抑瘤率分别为72%和51%,与C、D组比较,结果有统计学差异(P<0.05)。A、B、C、D组体重在0天及12天与E组比较,无统计学差异(P>0.05)。结论 植入用缓释氟尿嘧啶瘤周植入能有效抑制大肠癌移植瘤的生长。
【关键词】结直肠肿瘤 氟尿嘧啶植入剂 裸鼠
The effect of delayed-release 5-Fluorouracil implants on colorectal cancer Wang Ning,
【Abstract】Objective To study the antitumor effect of peri-tumor implantation of delayed-release 5-Fluorouracil implants on xenograft colorectal tumor in mice. Method 50 tumor-bearing nude mice were randomly divided into five groups, group A and B were treated with peri-tumor implantation of 5-Fluorouracil implants, the dose of 5-Fluorouracil were 200mg/kg and 100mg/kg respectively, group C and D treated with peri-tumor injection of 5-Fluorouracil solution, the dose of 5-Fluorouracil were 200mg/kg and 100mg/kg respectively, group E did not receive any treatment. On the size of the tumor were measured. At the end of the experiment, the growth curve was drew according to the volume of the tumor, the weight of the tumor was measured and tumor inhibiting rate was calculated. Results The growth curve were mild in group A and B and sharp in group C, D and E, there were statistical difference of the tumor volume between group A, B and other groups, there were no statistical difference of the tumor volume between group C, D and E. Tumor inhibiting rate of group A and B were 72% and 51% respectively, there were statistical differences between group A, B and C, D (P<0.05). The weight change before and after the treatment between group A, B, C ,D and E had no statistical differences. Conclusion Delayed-release 5-Fluorouracil implants can effectively restrain the tumor growth. delayed-release 5-Fluorouracil implants has no evidently side effects .
Key words: colorectal cancer,delayed-release 5-Fluorouracil implants,nude mice
大肠癌是发病率占第二位的恶性肿瘤,全世界每年约有500,000例患者死于大肠癌,占癌症引起死亡的第三位[1]。手术是目前大肠癌治疗的主要手段,但即使行根治性手术切除,术后复发率也很高,研究发现大肠癌术后3年累积复发率高达31%[2]。目前对于进展期大肠癌,全身化疗是术后主要的治疗手段,但是疗效有限。
西方学者从上世纪80年代开始进行缓释(delayed release)化疗制剂对不可切除肿瘤的治疗、消灭术后残留病灶以减少肿瘤复发的研究,90年代这一技术趋于成熟。目前,缓释化疗制剂已经被广泛应用于头颈部恶性肿瘤、皮肤鳞癌等实体性肿瘤的间质化疗(interstitial chemotherapy)以及乳腺癌、骨肉瘤切除术后残留病灶的控制,并且取得了很好的研究结果。本实验采用5-氟尿嘧啶缓释植入剂瘤周植入,了解这种制剂及给药方法对大肠癌的治疗效果,为临床上使用5-氟尿嘧啶缓释植入剂消灭大肠癌术后残留病灶、降低术后复发率提供实验依据。
1. 材料和方法
动物和细胞株 实验动物:Balb/c-nu裸鼠,四周龄,体重为(18±2)g,雌雄各半,购至北京维通利华实验技术有限公司。细胞株:人结直肠癌细胞株LoVo,购自ATCC。
药品和试剂 5-氟尿嘧啶缓释植入剂(中人氟安)由芜湖中人药业有限公司提供(100mg/瓶, 批号 20051112),5-氟尿嘧啶注射液购自上海旭东海普药业有限公司(250mg/支, 批号061003)。
分组及给药方法 将50只大肠癌荷瘤鼠随机分为5组,每组10只。A、B组瘤周植入5-氟尿嘧啶缓释植入剂,5-氟尿嘧啶剂量分别为200mg/Kg和100mg/Kg;C、D组瘤周注射5-氟尿嘧啶注射液,5-氟尿嘧啶剂量分别为200mg/Kg和100mg/Kg; E组不给予任何治疗。给药时穿刺和注射部位距肿瘤边缘3-5mm。
观察指标 于0、3、6、9、12天观察裸鼠生存状况、称体重、测量肿瘤大小,绘制肿瘤生长曲线{肿瘤体积计算公式:V=(A×B2) / 2,A为长径,B为短径}; 12天时处死动物,称瘤重,计算抑瘤率{肿瘤抑制率=(1−给药组平均瘤重/对照组平均瘤重)×100%}。
统计学分析 实验数据用Mean±SD表示,SPSS 10.0软件包进行统计学分析,计数资料用卡方检验,计量资料用t检验,p值小于0.05认为有统计学差异。
2. 结果
给药后动物反应:
(1) 局部和全身反应 A、C组给药后出现倦怠,不进食,皮肤颜色发红,此现象持续1周左右,以C组最为明显。B组、D组给药后活动减少,饮食下降,2天后好转,E组无上述反应。
(2) 动物存活情况 A组动物死亡1只(10%),C组死亡4只(40%),D组死亡1只(10%)。动物在死亡前均表现为活动减少,不进食,腹泻,皮肤颜色发红,流涎。B、E组动物无死亡。
肿瘤体积的变化
给药前A, B, C, D组肿瘤体积与E组相比无统计学差异,P>0.05。给药后A、B组肿瘤增长缓慢,肿瘤生长曲线平缓,其中以A组最为明显。12天时A、B组肿瘤体积与C、D、E组比较,结果有统计学差异,P<0.05。C、D、E组肿瘤生长曲线陡峭,12天时C、D组与E组比较,肿瘤体积无统计学差异,P>0.05(图1)。
抑瘤率比较
A组对肿瘤的抑制作用最强,抑瘤率达到了72%,其次为B组,为51%;C组为8%, D组为5%。A、B组抑瘤率与C、D组相比,结果具有统计学差异,P<0.05(图2)。
体重变化
A、B、C、D组在给药前与E组比较,体重之间无差异,P>0.05。A、B、C、D组在给药后3天内体重下降,其中以C组最为明显,其次为A组,以后各组体重增加,E组体重无减轻。给药后12天时A、B、C、D组与E组比较,体重之间无差异,P>0.05(图3)。
3. 讨论
5-氟尿嘧啶(5- Fluorouracil)为抗代谢药,在体内转化成5-氟尿嘧啶脱氧核苷(FdUMP)后,通过抑制胸苷酸合成酶(TMPS),阻断尿嘧啶脱氧核苷转化为胸腺嘧啶脱氧核苷,影响DNA的生物合成而发挥作用。因大多数实体性肿瘤为低血供,全身化疗时作用于肿瘤局部的药量有限,因此尽管5-氟尿嘧啶广泛应用于进展期大肠癌的术后化疗,但是疗效有限,有效率仅为15-20%,且副作用大[3]。
缓释化疗制剂通过特定载体对化疗药物在体内的释放速度进行控制,以延长化疗药物在局部的作用时间,达到器官靶向治疗的目的,同时减少了化疗药物的全身毒性。1984年,Firsh等将博来霉素用脂质体包裹注入大鼠颅内,发现这种制剂药物主要作用于局部、作用时间延长且副作用小[4],该实验结果提示这种给药方法能够应用于肿瘤临床。Brem等在90年代研制的BCNU(卡莫司汀)-聚酸酐缓释系统应用于脑胶质瘤术后局部治疗,取得了很好的疗效,初次术后治疗的中位生存期达到94周,复发后再次术后治疗的中位生存期达到48周[5]。该制剂于1996年经美国FDA批准(商品名Gliadel)并于2003年由FDA授予罕用药身份并给予7年市场独占期。
近年来,有学者对缓释制剂应用于乳腺癌、骨肉瘤等术后进行了研究。Ehrhart等制作小鼠皮下乳腺癌模型,切除肿瘤后瘤床植入聚乳酸-顺铂缓释剂,观察2周发现肿瘤无复发,而瘤床注射顺铂注射液的肿瘤复发率为50%,不治疗组复发率为100%[6]。骨肉瘤的术后复发率约为28%,Withrow等采用生物可降解材料与顺铂制成缓释系统在截肢术后置于患处,可使术后复发率降低53.5%,且无药物副作用发生[7]。
本研究通过对肿瘤体积变化的观察显示, 5-氟尿嘧啶缓释植入剂瘤周植入高、低剂量组在给药后12天与5-氟尿嘧啶注射液局部注射及对照组相比,体积显著缩小,结果有统计学差异;而5-氟尿嘧啶注射液局部注射高、低剂量组与对照组相比,无统计学差异;表明5-氟尿嘧啶缓释植入剂局部应用对大肠癌移植瘤有明显的抑制作用。
通过对抑瘤率的分析可以看出,5-氟尿嘧啶缓释植入剂不仅对肿瘤有明显的抑制作用,且给药剂量越高,抑制作用越明显,呈剂量-效应关系。5-氟尿嘧啶缓释植入剂高剂量组对肿瘤的抑制率达到了72%,低剂量组达到了51%,明显高于5-氟尿嘧啶注射液局部注射。
本研究5-氟尿嘧啶缓释植入剂局部应用高剂量组动物死亡率为10%,低剂量组无死亡;5-氟尿嘧啶注射液局部注射高剂量组死亡率达到了40%,低剂量组的死亡率也达到了10%,提示5-氟尿嘧啶缓释植入剂局部应用可降低药物的毒副作用。本研究发现在给药后动物都出现体重下降,但5-氟尿嘧啶缓释植入剂高剂量组体重降低程度低于5-氟尿嘧啶注射液局部注射高剂量组,且体重在实验结束时各组体重之间无统计学差异,以上说明5-氟尿嘧啶缓释植入剂局部应用是安全的。
本研究结果提示,5-氟尿嘧啶缓释植入剂瘤周植入对大肠癌移植瘤具有可靠的治疗作用,该制剂在大肠癌术后瘤床植入能够消灭残留的肿瘤病灶,具有一定的临床应用价值。
参考文献
1. Parkin DM. Global cancer statistics in the year 2000. Lancet Oncol . 2001; 2(9): 533–43.
2. David Z. J. Chu, Kari Chansky, David S. Alberts, et al. Adenoma Recurrences After
Resection of Colorectal Carcinoma:Results From the Southwest Oncology Group 9041 Calcium Chemoprevention Pilot Study. Annals of Surgical Oncology. 2003; 10(8):870–875.
3. Moertel CG. Chemotherapy for colorectal cancer. N Engl J Med. 1994; 330: 1136-1142.
4. G Firth, AS Oliver, RO Mckeran. Studies on the intracerebral injection of bleomycin free and entrapped within liposomes in the rat. Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry. 1984; 47:585-589.
5. Brem H, Mahaley MS Jr, Vick NA, et al. Interstitial chemotherapy with drug polymer implants for the treatment of recurrent gliomas. J Neurosurg. 1991 Mar; 74(3):441-6.
6. Ehrhart N, Dernell WS, Ehrhart EJ, et al.Effects of a controlled-release cisplatin delivery system used after resection of mammary carcinoma in mice. Am J Vet Res. 1999 Nov; 60(11):1347-51.
7. Withrow SJ, Liptak JM, Straw RC, et al, Biodegradable cisplatin polymer in limb-sparing surgery for canine osteosarcoma. Ann Surg Oncol. 2004 Jul;11(7):705-13.