張正雄, 游 洋
目前,膠質(zhì)瘤的治療仍以手術(shù)為主,但有部分患者不能耐受或不愿手術(shù)。射頻熱療是近些年發(fā)展起來的治療膠質(zhì)瘤的新方法,其創(chuàng)傷小,患者耐受性好,目前臨床已開始應(yīng)用。然而,在射頻熱療過程中存在治療時間及溫度控制隨意性大,主觀性強,尚沒有嚴格的標準,患者易產(chǎn)生腦水腫等嚴重并發(fā)癥等問題。本研究通過建立膠質(zhì)瘤大鼠模型,使用不同的溫度和作用時間對荷瘤大鼠進行處理,以期探明膠質(zhì)瘤大鼠射頻熱療的最佳作用時間及最適作用溫度,為臨床應(yīng)用提供參考依據(jù)。
1.1 材料 SD大鼠156只,4周齡,雄性,體重(245±10)g,由東南大學(xué)實驗動物中心提供[SYXK(蘇)2007-0011]。C6細胞株購自中科院上海細胞庫;胎牛血清購自杭州四季青公司;馬血清、F12-K培養(yǎng)基、胰蛋白酶、PBS均購自GIBCO公司。江灣I型C動物立體定向儀、leksell射頻儀(東南大學(xué)附屬中大醫(yī)院神經(jīng)外科),牙科磨鉆(東南大學(xué)附屬中大醫(yī)院口腔科),7.0T德國bruker公司生產(chǎn)實驗小動物專用磁共振(東南大學(xué)醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)影像系),電子分析天平、恒溫烘箱(東南大學(xué)醫(yī)學(xué)院中心實驗室)。
1.2 膠質(zhì)瘤細胞培養(yǎng) C6膠質(zhì)瘤細胞培養(yǎng)于5%CO2氣體濃度,37℃培養(yǎng)箱,培養(yǎng)液為加入15%馬血清及2.5%胎牛血清的F-12K培養(yǎng)液。于細胞指數(shù)生長期胰酶消化并收集細胞,制成105個/μL細胞懸液以供種植腫瘤(懸液不含血清)。
1.3 膠質(zhì)瘤模型建立 所有大鼠術(shù)前禁食禁水,麻醉前30 min肌肉注射阿托品0.05 mg抑制呼吸道分泌,并在實驗的過程中每小時肌肉注射阿托品0.05 mg維持。腹腔注射戊巴比妥(40 mL·kg-1)進行麻醉,體溫控制在37.5℃。麻醉后將大鼠固定于江灣Ⅰ型立體定位儀上,頭部正中1 cm切口切開頭皮,暴露前囟,以前囟為原點,向后1.5 mm,向右旁開3.0 mm用牙科磨鉆打一直徑為1 mm的小孔。微量進樣針將10 μL細胞懸液緩慢注入硬腦膜下5 mm(進6mm,退1mm)處的腦組織中,停針5 min后退針,骨蠟封閉骨孔,清洗切口后縫合。
1.4 建模判定 大鼠出現(xiàn)活動減少,進水飲食進行性減少等情況,體重亦在術(shù)后10 d減少,再經(jīng)MRI及病理驗證,判定建模是否成功。
1.5 分組及處理 建模成功大鼠隨機分成4組:44℃組、58℃組、72℃組、86℃組,每組36只。各組的36只大鼠再隨機分成6個小組,每組6只,射頻持續(xù)時間分別為 50 s、70 s、90 s、110 s、130 s、150 s。
1.6 射頻熱療方法 按以上分組對荷瘤大鼠進行射頻熱凝:腹腔注射4%戊巴比妥鈉(40 mg·kg-1),將荷瘤大鼠麻醉后,固定于立體定向儀框架,將三維坐標調(diào)零。常規(guī)消毒后切開頭皮約1 cm,剝離骨膜,用牙科磨鉆將原建模時的骨孔擴大為直徑3 mm的骨孔,沿此孔將射頻電極緩慢步進至預(yù)定坐標,開啟射頻儀,按以上分組條件分別給予射頻熱凝,結(jié)束后緩慢退出射頻電極,鉆孔使用骨蠟覆蓋,常規(guī)縫合傷口。整個過程在超凈工作臺內(nèi)進行,術(shù)后無需抗生素防治感染。
1.7 大鼠腦水含量測定 大鼠術(shù)后12小時行磁共振掃描,測量腫瘤毀損灶直徑。術(shù)后24小時后,以頸椎離斷法處死大鼠,立即完整摘取整個腦組織,稱濕重,記為WW水腫,再將標本切碎放于90℃烘箱48 h,至恒重后測干重(DW水腫)。腦組織含水量(S水腫)按公式:S水腫= [(WW水腫- DW水腫)/WW水腫] ×100%計算。
1.8 統(tǒng)計學(xué)方法 使用SPSS11.5對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,結(jié)果以均數(shù)±標準差(x±s)表示,各組間比較使用方差分析,兩兩比較使用q檢驗,以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 建模結(jié)果 因感染、手術(shù)操作等因素,術(shù)后有3只大鼠死亡,15天后所有剩余153只建模大鼠給予磁共振檢查,其中4只大鼠磁共振未見異常表現(xiàn),余149只大鼠磁共振異常(圖1)。隨機選取3只斷頭處死后解剖了解C6膠質(zhì)瘤成瘤情況,見腦接種處均已成瘤。建模成功率為95.5%。
2.2 各組腫瘤毀損灶直徑的比較(表1) 各組毀損灶直徑隨熱療持續(xù)時間增長呈增大趨勢,44℃組、58℃組呈持續(xù)增大(P<0.05),72℃組、86℃組在90 s后增大趨于平緩(P>0.05)。
2.3 各組腦水含量的比較(表2) 同一熱療時間下,各組間腦水含量無統(tǒng)計學(xué)差異(均P>0.05)。腦水含量隨熱療持續(xù)時間增長呈增加趨勢,90 s后各組均增加較劇烈,130 s以后趨于平緩。
圖1 建模成功大鼠影像學(xué)及病理學(xué)表現(xiàn)
表1 不同溫度和作用時間下各組毀損灶最大直徑(單位:mm)
表2 不同溫度和作用時間下各組腦水含量表(單位:g)
目前,膠質(zhì)瘤的治療仍以手術(shù)治療為主,但由于腫瘤呈浸潤性生長,與腦組織無明確分界,難以徹底切除,術(shù)后進行放射治療、化學(xué)治療、免疫治療極為必要,但各種療法均難以達到根治目的,這已成為神經(jīng)科學(xué)最富挑戰(zhàn)性又亟待解決的問題[1]。
利用射頻治療腫瘤是腫瘤局部透熱治療的一種,以影像學(xué)引導(dǎo)或直接將電極針導(dǎo)入腫瘤組織,通過射頻在電極針周圍產(chǎn)生極性分子震蕩而發(fā)熱,從而使細胞內(nèi)蛋白質(zhì)變性、細胞膜脂質(zhì)雙層溶解,產(chǎn)生細胞凝固性壞死,達到治療腫瘤的目的[2]。腫瘤組織具有微血管發(fā)育不良和其呈缺氧、低營養(yǎng)、低pH的特點,使瘤細胞對熱的耐受性低,比正常細胞更易被殺傷,對熱更具有敏感性[3]。
目前微創(chuàng)射頻熱凝治療腦腫瘤在臨床上已見使用,但仍存在諸如溫度點的選擇、術(shù)后并發(fā)癥防治等問題[4]。本實驗針對腫瘤射頻熱凝治療的具體加熱溫度、加熱時間進行大鼠模型研究。對C6膠質(zhì)瘤模型大鼠分別行44℃,58℃,72℃,86℃ 4個溫度條件下 50 s、70 s、90 s、110 s、130 s 及 150 s 6 種時間的射頻加熱。結(jié)果表明:各組毀損灶直徑隨熱療持續(xù)時間增長呈增大趨勢,44℃組、58℃組呈持續(xù)增大,72℃組、86℃組在90 s以后增長趨于平緩。且同一熱療時間下,各組間腦水含量差異無統(tǒng)計學(xué)意義(均P>0.05)。腦水含量隨熱療持續(xù)時間增長呈增加趨勢,90 s以后各組均增加較劇烈,130 s以后趨于平緩。因此認為,(1)腦水腫的發(fā)生與熱療持續(xù)時間關(guān)系密切,而與溫度改變關(guān)系不大。(2)要獲得最佳熱療效果同時盡量減少腦水腫發(fā)生,建議提高熱療溫度而減少熱療持續(xù)時間。
射頻熱凝療法增加了腦轉(zhuǎn)移瘤和腦膠質(zhì)瘤治療的方法,該療法創(chuàng)傷小,療效確切。但是,射頻熱凝療法治療腦轉(zhuǎn)移瘤和腦膠質(zhì)瘤仍有并發(fā)腦水腫等許多不足之處,需要不斷總結(jié)經(jīng)驗加以改進。對此我們還將進一步深入研究,以逐步探求人腦膠質(zhì)瘤及轉(zhuǎn)移瘤射頻熱凝的最佳作用溫度及作用時間。以便術(shù)者盡可能排除影響手術(shù)安全的因素,保證手術(shù)質(zhì)量,減少手術(shù)并發(fā)癥。
[1] 周洪語,羅其中,沈建康.惡性腦腫瘤治療新進展[J].中華神經(jīng)外科雜志,2001,17(5):332-334.
[2] 張智堅,吳孟超,陳漢,等.經(jīng)皮肝穿刺射頻熱凝治療肝臟腫瘤[J].中華外科雜志,2001,39(10):749-752.
[3] Gerweck LE.Modification of cell lethality at elevated temperatures:the pH effect[J].Radiat Res,1977,70(1):224-235.
[4] 王東成,李廣玉,侯寬省,等.微創(chuàng)射頻熱凝治療腦轉(zhuǎn)移瘤和腦膠質(zhì)瘤6例分析[J].臨床醫(yī)學(xué),2004,24(11):34-35.