高强度聚焦超声对大鼠卵巢癌的治疗效果及对免疫功能的影响
熊 慧1 刘小红2 周 欣3 杨智利3 肖菊花3▲
1.江西卫生职业学院科研处,江西南昌 330052;2.江西省南昌县人民医院超声科,江西南昌 330200;3.江西省妇幼保健院超声科,江西南昌 330006
[摘要]目的 探讨高强度聚焦超声(HIFU)对大鼠卵巢癌的治疗效果及对免疫功能的影响。方法 选取40只SD大鼠构建原位卵巢癌模型,随机分为对照组、HIFU组,每组20只。HIFU组行局部HIFU治疗,对照组给予假照射处理。观察两组大鼠的生存状态,检测肿瘤生长情况;HE染色观察肿瘤组织形态学变化;利用流式细胞仪检测血浆中CD4+、CD8+水平。结果 HIFU组大鼠经HIFU治疗7 d生活状态无变化或有好转,对照组大鼠逐渐衰竭。HIFU组大鼠的中位生存时间为(48.0±4.5)d,明显长于对照组的(40.0±3.6)d(P<0.05)。 HIFU 组大鼠瘤体平均重量为(1.37±0.92)g,显著低于对照组的(2.86±0.73)g(P<0.05)。 HIFU 组大鼠卵巢组织发生显著形态学变化,血浆中CD4+较对照组显著增高,CD8+较对照组显著降低,CD4+/CD8+较对照组提高,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论HIFU具有抑制肿瘤生长的作用,可能与增强机体免疫功能有关。
[关键词]卵巢癌;高强度聚焦超声;免疫
[中图分类号]R332
[文献标识码]A
[文章编号]1674-4721(2018)8(c)-0044-03
[基金项目]江西省科技支撑计划项目(20142BBG70106)
▲通讯作者
Treatment effect of high intensity focused ultrasound on ovarian cancer and its influence on immune function of rats
XIONG Hui1 LIU Xiao-hong2 ZHOU Xin3 YANG Zhi-li3 XIAO Ju-hua3▲
1.Department of Scientific Research,Jiangxi Health Vocational College,Nanchang 330052,China;2.Department of Ultrasound,Nanchang People′s Hospital,Jiangxi Province,Nanchang 330200,China;3.Department of Ultrasonography,Maternal and Child Health Hospital of Jiangxi Province,Nanchang 330006,China
[Abstract]Objective To investigate the treatment effect of high intensity focused ultrasound on ovarian cancer and its influence on immune function of rats.Methods A total of 40 SD rats were selected to construct ovarian cancer in situ models and were randomly divided into control group and HIFU group.HIFU group was treated with local HIFU,while the control group was treated with sham irradiation.The survival state of rats in the two groups were observed,the growth of the tumor were detected,the histomorphological changes of the tumor were observed by HE staining,and the level of CD4+and CD8+in the plasma were detected by flow cytometry.Results In HIFU group,the living conditions of the rats were not changed or improved treated by HIFU for 7 days,while the rats in the control group gradually failed.The median survival time of rats in HIFU group was(48.0±4.5)d,which was significantly longer than that in the control group ([40.0±3.6]d)(P<0.05).The average weight of tumor in HIFU group was(1.37±0.92)g,which was significantly lower than that in control group([2.86±0.73]g)(P<0.05).There were significant morphological changes in the ovarian tissue of rats in HIFU group,and the CD4+in the plasma was significantly higher than that in the control group,while the CD8+was significantly lower than the control group,and the CD4+/CD8+was higher than the control group,and the differences were statistically significant(P<0.05).Conclusion HIFU may inhibit tumor growth,which may be related to enhancing immune function of the body.
[Key words]Ovarian cancer;High intensity focused ultrasound;Immunization
卵巢癌死亡率在女性生殖道恶性肿瘤中仅次于宫颈癌[1]。全球每年新发患者约19.2万,死亡人数却高达11.4万[2]。由于早期难以检测且生长部位隐蔽,发现时70%~80%已发展为晚期[3-4]。目前,常规的手术、化疗严重影响患者的生存质量。因此,针对肿瘤无法切除或者情况较差的患者,急需新的治疗模式来改善预后。高强度聚焦超声(HIFU)是一种非侵入性治疗肿瘤的新技术[5-6],研究发现,HIFU除可以有效破坏癌组织外[7],还提高机体的抗肿瘤免疫力[7],为卵巢癌的治疗提供新思路。
本课题首次采用Walker-256建立原位卵巢癌模型,观察HIFU的治疗效果以及对肿瘤免疫的影响,以探寻一种较好的微创治疗方法。
1 材料与方法
1.1 实验材料
Walker-256肿瘤细胞由中国医学科学院提供,40只雌性SD大鼠[许可证编号:SYXK(赣)2015-0001],购自南昌大学动物中心,体重250~300 g,所有大鼠饲养于实验室动物房,实验中对动物的处置符合医学伦理学标准。
1.2 动物模型的建立
大鼠卵巢癌模型构建根据本课题组前期研究方法[8],SD大鼠麻醉后固定于手术台,取腹部旁纵切口逐层进腹。将1 mm3大小的Walker-256肿瘤组织块种植在卵巢内。构建成功14 d后,随机分为对照组和HIFU组,每组20只。HIFU组大鼠进行HIFU治疗,对照组给予假照射处理。
1.3 HIFU治疗过程
大鼠麻醉固定后扫描皮下肿瘤超声图像,点间距1.6 mm,功率 30 W,时间 1 s,总治疗时间约 60 s,治疗过程中实时监控超声图像,根据消融后超声灰度图的变化估算消融体积,消融1次完成。
1.4 观察指标
大鼠解剖后分离收集肿瘤组织进行称量,计算抑瘤率。抑瘤率(%)=(对照组平均瘤重-HIFU组平均瘤重)/对照组平均瘤重×100%。HE染色法观察肿瘤组织形态学变化;利用流式细胞仪检测血浆中CD4+与CD8+百分比,并计算 CD4+/CD8+值。
1.5 统计学方法
利用SPSS 22.0软件分析数据,计量资料以均数±标准差(±s)表示,两组间数据比较采用 t检验,多组数据比较采用单因素方差分析,采用Kaplan-Meier进行生存分析,以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 大鼠的一般状况及两组生存时间的比较
大鼠在构建卵巢癌模型14 d后逐渐出现皮毛松散、行动迟缓以及腹水,14 d内均无死亡。大鼠经HIFU治疗7 d内,生活状态无变化或有好转,对照组大鼠逐渐衰竭。HIFU组大鼠中位生存时间为(48.0±4.5)d,明显长于对照组的(40.0±3.6)d(P<0.05)(图1)。

 
图1 两组大鼠的生存曲线
2.2 大鼠瘤体生长情况
HIFU 组大鼠瘤体平均重量为(1.37±0.92)g,显著低于对照组的(2.86±0.73)g(P<0.05);其抑瘤率为52.11%,提示HIFU治疗具有显著抑制肿瘤生长的作用。
2.3 大鼠卵巢肿瘤组织形态学变化
大鼠卵巢组织经HE染色在光镜下观察,对照组大鼠卵巢组织内可见不规则癌巢,肿瘤细胞排列紧密,异型性明显,形态不规则,浆少、核分裂相多见、肿瘤内部可见部分坏死(图2A);HIFU组大鼠卵巢组织细胞呈现皱缩,核染色质边集,可见明显大面积坏死,并伴有炎症细胞浸润(图2B)。

 
图2 HIFU治疗对大鼠卵巢癌组织形态学变化的影响(HE 染色,100×)
A:对照组大鼠卵巢组织,可见不规则癌巢及部分坏死;B:HIFU组大鼠卵巢组织,组织细胞呈现皱缩,可见明显大面积坏死,并伴有炎症细胞浸润。
2.4 两组大鼠治疗后细胞免疫功能相关指标的比较
卵巢癌大鼠经HIFU治疗后,血液中CD4+较对照组显著增高,CD8+较对照组显著降低,CD4+/CD8+较对照组提高,差异均有统计学意义(P<0.05)(表1)。
表1 两组大鼠治疗后细胞免疫功能相关指标的比较(±s)

 
与对照组相比,*P<0.05
3 讨论
HIFU最早被应用于脑部实验与神经选择性损伤实验研究[9],其原理是利用超声波可以穿透软组织的物理特性,使靶区的组织出现凝固性坏死[10-12],该技术为卵巢癌等实体肿瘤患者的治疗提供了新思路[13]
本实验利用原位移植法构建大鼠卵巢癌模型,该模型的生物学行为与临床病程更相似[14]。经HIFU治疗后大鼠生存状态无恶化,并能降低大鼠瘤体平均重量,抑瘤率超过50%,且病理检查证实能引起卵巢组织形态学改变,加速癌组织的坏死,这都较直观地证实了HIFU能有效抑制卵巢癌大鼠肿瘤组织的生长。
研究发现,HIFU在破坏癌组织的同时,可提高机体的抗肿瘤免疫力[15-16]。有报道称,HIFU治疗能影响瘤荷W256肝癌鼠局部组织中T淋巴细胞亚群组成而提高其免疫能力[17]。本研究结果显示,卵巢癌大鼠经HIFU治疗后CD4+细胞和CD8+细胞发生变化,其中CD4+细胞增加明显,且CD4+/CD8+细胞比值>1,提示HIFU治疗能改善大鼠的免疫功能。
HIFU抑瘤作用主要是加速瘤组织的凝固性坏死[18-19]。此外,HIFU可暴露隐蔽的肿瘤抗原,加速清除残余癌细胞[20]。但HIFU在治疗卵巢肿瘤中的效果仍需进一步研究。
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(收稿日期:2018-04-13 本文编辑:许俊琴)