徐葉峰 劉云霞 姚勇偉 王翌慶 楊潔文
杭州市第三人民醫(yī)院 杭州 310009
骨肉瘤(osteosarcoma)好發(fā)于兒童及青少年,是最常見的原發(fā)性骨惡性腫瘤。 骨肉瘤惡性程度極高,易發(fā)生侵襲轉(zhuǎn)移,肺是其最常見的轉(zhuǎn)移部位。 肺轉(zhuǎn)移是導(dǎo)致骨肉瘤治療失敗及低生存率的根本原因,約85%~90%的患者就診時(shí)已存在微小轉(zhuǎn)移灶[1]。 目前臨床上骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移的治療主要依靠大劑量多藥聯(lián)合化療,甲氨蝶呤、多柔比星、順鉑和異環(huán)磷酰胺是常用的化療藥物。 近年來,盡管靶向、免疫治療有了較大發(fā)展,骨肉瘤患者的總體預(yù)后仍然較差,Ⅳ期患者5年生存率低于20%。 骨肉瘤屬于中醫(yī)學(xué)中的“骨瘤”“骨疽”“下石疽”等病證范疇,多由稟賦不足,正氣虧虛,邪氣趁虛而入,隨經(jīng)絡(luò)氣血走行,深入骨髓,導(dǎo)致氣血凝滯,經(jīng)絡(luò)受阻,傷筋蝕骨,日久結(jié)毒成瘤。 邪毒乘虛隨經(jīng)氣或血脈流竄,客于臟腑,日久成積而導(dǎo)致骨肉瘤的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移。 本病以肺(氣)虛為本,痰阻為標(biāo),肺氣虛后期形成的“痰濁”是肺組織免疫抑制微環(huán)境形成的重要條件,隨著病情進(jìn)展,最終形成適宜轉(zhuǎn)移性腫瘤細(xì)胞定植生長(zhǎng)的“土壤”,促進(jìn)肺轉(zhuǎn)移的發(fā)生。本課題組在臨床上選用清肺固金湯(黃芪、浙貝、薏苡仁、白花蛇舌草、桔梗)化裁防治骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移,獲得良好的療效[2]。 為了進(jìn)一步明確該復(fù)方對(duì)骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移的作用, 本研究針對(duì)骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移的核心病機(jī),構(gòu)建“肺虛痰阻證”骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移病證結(jié)合大鼠模型,以期闡明清肺固金湯對(duì)骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移的干預(yù)作用及其內(nèi)在機(jī)制。
1.1 細(xì)胞和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 大鼠骨肉瘤細(xì)胞株UMR-106購(gòu)于中國(guó)科學(xué)院細(xì)胞庫,由浙江中醫(yī)藥大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究中心提供。雄性無特殊病原體(special pathogen free,SPF)級(jí)SD大鼠80只,6周齡,體質(zhì)量(180±20)g,購(gòu)于上海西普爾-必凱實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司[實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào)碼:SCXK(滬)2018-0006],飼養(yǎng)于浙江中醫(yī)藥大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究中心[實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用許可證號(hào)碼:SYXK(浙)2018-0012]SPF級(jí)環(huán)境,籠具、墊料、飲水、 飼料等均嚴(yán)格消毒。 所有大鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)1周后用于實(shí)驗(yàn)。
1.2 藥物與試劑 清肺固金湯由生黃芪30g(產(chǎn)地內(nèi)蒙古,批號(hào):160412)、浙貝母10g(產(chǎn)地浙江,批號(hào):160517)、薏苡仁30g(產(chǎn)地浙江,批號(hào):160328)、白花蛇舌草30g(產(chǎn)地浙江,批號(hào):160201)和桔梗6g(產(chǎn)地安徽,批號(hào):160301),共5味中藥組成,所有藥材均購(gòu)于華東醫(yī)藥公司, 將以上藥物濃煎為生藥濃度2.0g·mL-1的藥液,調(diào)整pH值至7.0~7.2,分裝后0.22μm過濾除菌,4℃保存?zhèn)溆谩?胎牛血清、洛斯維爾帕克紀(jì)念研究所(Roswell Park Memorial Institute,RPMI)1640培養(yǎng)基均購(gòu)于Gibco公司(批號(hào):42F6555K、AAJ206662);磷酸緩沖鹽溶液(phosphate buffer saline,PBS)購(gòu)于Hyclone公司(批號(hào):NAH1449);胰蛋白酶、青霉素/鏈霉素雙抗均購(gòu)于北京索萊寶科技有限公司 (批號(hào):20160431、20160318); 二甲基亞砜購(gòu)于Amersco公司(批號(hào):0564C328);白細(xì)胞介素-10(interleukin-10,IL-10)、 轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)酶聯(lián)免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)檢測(cè)試劑盒均購(gòu)于酶免生物公司(批號(hào):MM-0181R1、MM-0195R1);趨化因子受體4(CXC motif receptor 4,CXCR4)抗體購(gòu)于Novus公司(批號(hào):NB100-56437)。
1.3 儀器 LDZ5-2型自動(dòng)平衡離心機(jī)購(gòu)于北京醫(yī)用離心機(jī)廠;HEPA Class100型培養(yǎng)箱購(gòu)于Thermo公司;生物安全柜為Thermo公司產(chǎn)品;雙缸中藥煎藥機(jī)ZG-280購(gòu)于吉首市中誠(chéng)制藥機(jī)械廠;RE-300型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器為上海亞榮生化儀器廠產(chǎn)品;MLS-3750高壓滅菌鍋購(gòu)于日本SANYO 公司;Thermo Varioskan Flash多功能酶標(biāo)儀購(gòu)于Thermo公司;Nikon Eclipse 80i顯微鏡購(gòu)于Nikon公司;Carl Zeiss Imaging Systems為Carl Zeiss公司產(chǎn)品。
1.4 方法
1.4.1 動(dòng)物分組、 造模 將80只SD大鼠隨機(jī)分為空白對(duì)照組、骨肉瘤模型組、骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移模型組、清肺固金組4組,每組20只。 實(shí)驗(yàn)第1天,將對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的UMR-106細(xì)胞制成單細(xì)胞懸液,調(diào)整細(xì)胞濃度為2.5×108個(gè)/mL。 除空白對(duì)照組外,在無菌條件下用25μL微量進(jìn)樣器將腫瘤細(xì)胞接種于其余3組大鼠右后肢脛骨近端骨髓腔內(nèi),接種量為20μL/只,即5×106個(gè)細(xì)胞。接種第8天起, 骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移模型組和清肺固金組大鼠以冷風(fēng)刺激加煙熏法建立“肺虛痰阻證”模型,將兩組大鼠置于較飼養(yǎng)環(huán)境溫度低5℃的冷風(fēng)下刺激10min,然后置于煙熏柜中,將0.2g硫磺粉均勻撒于半根清艾條內(nèi),點(diǎn)燃艾條,艾條燃盡后2h取出大鼠。 以上操作2次/d,共30d。
1.4.2 動(dòng)物模型判定標(biāo)準(zhǔn)
1.4.2.1 骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移大鼠模型判定 骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移大鼠模型判定參照骨肉瘤患者臨床、影像、病理三結(jié)合的診斷原則,具體如下:(1)患肢脛骨干增粗,伴有周圍軟組織腫脹;(2)患肢X線檢查提示病灶部位存在骨質(zhì)破壞現(xiàn)象,骨密度增高,呈梭形改變;(3)腫塊部位及肺結(jié)節(jié)病灶病理提示細(xì)胞核大深染, 異型性明顯,局部腫瘤中心有壞死[3]。
1.4.2.2 “肺虛痰阻證”大鼠模型判定 判斷標(biāo)準(zhǔn)如下:(1)大鼠毛發(fā)枯槁,口鼻分泌物增多,精神萎靡,活動(dòng)遲緩,出現(xiàn)咳嗽或咳痰,可聞及明顯痰鳴音,伴氣促,飲食、飲水量增加,體質(zhì)量增加緩慢;(2)病理切片提示有氣道上皮脫失、杯狀細(xì)胞和腺體增生等表現(xiàn)[4]。
1.4.3 干預(yù)方法 空白對(duì)照組大鼠正常飼養(yǎng),不進(jìn)行藥物干預(yù);骨肉瘤模型組與骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移模型組接種后第8天開始以0.9%氯化鈉溶液2.5mL/250g灌胃,1次/d,持續(xù)8周;清肺固金組以清肺固金湯2.5mL/250g灌胃,1次/d,持續(xù)8周。 清肺固金湯劑量按《中藥藥理研究方法學(xué)》[5]中人鼠等效劑量進(jìn)行換算,成人體質(zhì)量以60kg計(jì)算,SD大鼠體質(zhì)量以250g計(jì)算,清肺固金湯為106g/(劑·d),計(jì)算得出人鼠等效劑量為20g/(kg·d)。
1.4.4 檢測(cè)指標(biāo) 各組大鼠末次灌胃后4h,腹主動(dòng)脈取血,3 000r/min離心15min后, 小心吸取上層血清,滅活后過濾除菌,-20℃保存?zhèn)溆?。將取血后的荷瘤大鼠置于冰上,迅速開胸分離雙側(cè)肺組織,并取右側(cè)脛骨,剝離瘤塊,測(cè)量原發(fā)灶及各轉(zhuǎn)移灶瘤體直徑,同時(shí)稱取瘤體質(zhì)量。 采用橢球體體積公式計(jì)算瘤體體積,瘤體體積(mm3)=a×b2/2(a為長(zhǎng)徑,b為短徑)。 以0.9%氯化鈉溶液沖洗后分別保存,用于后續(xù)病理及ELISA檢測(cè)。 甲醛溶液固定的骨組織及肺組織以石蠟包埋,逐級(jí)乙醇脫水,依次進(jìn)行1%蘇木素染色,分化,伊紅染色,脫水,透明封片后光鏡下觀察
1.4.4.1 原發(fā)灶評(píng)估 依據(jù)瘤體體積計(jì)算體積抑瘤率,體積抑瘤率(%)=1-(清肺固金組平均瘤體體積/各模型組平均瘤體體積)×100%。 依據(jù)原發(fā)灶瘤塊質(zhì)量計(jì)算質(zhì)量抑瘤率,質(zhì)量抑瘤率(%)=1-(清肺固金組平均瘤體質(zhì)量/各模型組平均瘤體質(zhì)量)×100%。
1.4.4.2 轉(zhuǎn)移灶評(píng)估 在40倍光鏡下觀察并計(jì)數(shù)肺臟表面及內(nèi)部轉(zhuǎn)移灶數(shù)量,取典型病灶,行常規(guī)蘇木素伊紅(hematoxylin eosin,HE)染色,由高年資病理科醫(yī)師確認(rèn)診斷。 以刀片小心分離所有轉(zhuǎn)移灶,游標(biāo)卡尺測(cè)定大小,并進(jìn)行分級(jí)。 轉(zhuǎn)移灶分級(jí)標(biāo)準(zhǔn):Ⅰ級(jí),直徑<0.5mm;Ⅱ級(jí),直徑0.5~1.0mm;Ⅲ級(jí),直徑1.0~2.0mm;Ⅳ級(jí),直徑>2.0mm。 總轉(zhuǎn)移級(jí)數(shù)=Ⅰ級(jí)×1+Ⅱ級(jí)×2+Ⅲ級(jí)×3+Ⅳ級(jí)×4。 肺轉(zhuǎn)移率(%)=發(fā)生轉(zhuǎn)移的例數(shù)/總例數(shù)×100%。
1.4.4.3 ELISA法檢測(cè)血清及瘤體IL-10、TGF-β1含量各組分別取10份采集后凍存的血清,采用ELISA雙抗體夾心法檢測(cè)血清IL-10、TGF-β1含量, 在多功能全波長(zhǎng)酶標(biāo)儀450nm處讀取數(shù)據(jù)。 再分別取對(duì)應(yīng)的10份腫瘤組織, 充分勻漿后采用同樣的方法檢測(cè)瘤體內(nèi)IL-10、TGF-β1含量。
1.4.4.4 Western blot法檢測(cè)大鼠右脛骨組織CXCR4蛋白表達(dá) 各組分別取另10份右脛骨組織,脫鈣后每20mg加入放射免疫沉淀 (radio immunoprecipitation assay,RIPA)裂解液200μL,充分研磨,勻漿后提取組織蛋白質(zhì),Lowry法測(cè)定蛋白質(zhì)濃度。 每孔上樣量為60μg/20μL,電泳后轉(zhuǎn)膜,脫脂奶粉封閉后加入目標(biāo)蛋白一抗,4℃孵育過夜,洗滌后加入二抗,最后以電 化 學(xué) 發(fā) 光 技 術(shù)(electrochemiluminesence,ECL)檢測(cè),以甘油醛-3-磷酸脫氧酶(glyceraldehyde-3-phosphote dehydrogenase, GAPDH) 為內(nèi)參照計(jì)算各目標(biāo)蛋白灰度值,檢測(cè)CXCR4蛋白相對(duì)表達(dá)量。
1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 應(yīng)用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,計(jì)量資料以x±s表示,多樣本均數(shù)間比較采用單因素方差分析,滿足方差齊性時(shí),組間兩兩比較采用最小顯著性差異(least significant difference,LSD)法;方差不齊時(shí),采用Games-Howell法。 多因素比較采用析因設(shè)計(jì)的方差分析。 等級(jí)資料組間比較采用秩和檢驗(yàn)。 以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 模型建立結(jié)果 與空白對(duì)照組比較,下肢X線檢查提示,骨肉瘤模型組大鼠右脛骨干骺端骨質(zhì)破壞,呈團(tuán)片狀密度增高影, 局部可見成骨性軟組織腫塊。解剖后可見腫瘤位于右脛骨干骺端, 切面呈灰白色,質(zhì)地硬,并向骨髓腔內(nèi)浸潤(rùn)性生長(zhǎng)。 兩肺表面可見多處散發(fā)灰白色轉(zhuǎn)移瘤結(jié)節(jié),邊界清楚,形態(tài)、大小、質(zhì)地不一,觸之較硬,有顆粒感。 病理檢查可見骨肉瘤模型組右脛骨存在大量核大深染的異型細(xì)胞,核質(zhì)比增大,核分裂像多見;肺組織內(nèi)肺泡結(jié)構(gòu)破壞,細(xì)胞異型性增加,可見骨母細(xì)胞,伴鈣化。 結(jié)合影像學(xué)表現(xiàn),符合骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移,證明大鼠骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移模型成功建立。 見圖1、2。
圖1 大鼠下肢X線攝片及右脛骨及肺大體形態(tài)Fig.1 X-ray film of lower limbs and gross morphology of right tibia and lung of rats
圖2 空白對(duì)照組及骨肉瘤模型組右脛骨及肺組織病理切片(HE染色,10×)Fig.2 Blank control group and osteosarcoma model group right tibia and lung pathology(HE staining, 10×)
進(jìn)一步建立“肺虛痰阻證”病證結(jié)合模型發(fā)現(xiàn),骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移模型組大鼠毛發(fā)枯槁,活動(dòng)遲緩,精神萎靡,口鼻分泌物增多,常出現(xiàn)咳嗽或咳痰,可聞及明顯痰鳴音,伴氣促,飲食、飲水量增加,但體質(zhì)量增加緩慢。 而空白對(duì)照組大鼠毛發(fā)潔白光澤, 活潑好動(dòng),反應(yīng)靈敏,食欲旺盛,無咳嗽氣促、痰鳴等異常表現(xiàn)。
2.2 各組大鼠體質(zhì)量、 瘤體質(zhì)量及抑瘤率比較 給藥前各組大鼠體質(zhì)量差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。藥物干預(yù)8周后,各組間總體比較,大鼠體質(zhì)量差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。 與空白對(duì)照組比較,骨肉瘤模型組、骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移模型組、清肺固金組大鼠體質(zhì)量均減輕,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,P<0.01),其中骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移模型組平均體質(zhì)量最輕,清肺固金組平均體質(zhì)量最重,接近于空白對(duì)照組。與骨肉瘤模型組比較,骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移模型組瘤體質(zhì)量增加18.70%, 體積增大31.85%;清肺固金組瘤體質(zhì)量減輕6.5%,體積減少31.26%。 與骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移模型組比較,清肺固金組瘤體質(zhì)量、 體積均明顯減低, 差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。 見表1。
2.3 轉(zhuǎn)移灶評(píng)估結(jié)果 骨肉瘤模型組、 骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移模型組、清肺固金組均可見肺轉(zhuǎn)移灶,兩肺表面可見多處散發(fā)灰白色肺轉(zhuǎn)移瘤結(jié)節(jié),形態(tài)、大小、質(zhì)地不一,觸之較硬,有顆粒感。 骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移模型總轉(zhuǎn)移級(jí)數(shù)及(Ⅲ+Ⅳ)肺轉(zhuǎn)移灶數(shù)目最高,骨肉瘤模型組次之,清肺固金組最低;而清肺固金組(Ⅰ+Ⅱ)較低級(jí)別肺轉(zhuǎn)移灶數(shù)目最高,但組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。 見表2。
2.4 各組大鼠血清及瘤體IL-10、TGF-β1含量比較 空白對(duì)照組血清中IL-10、TGF-β1均有一定表達(dá)。 與空白對(duì)照組比較,骨肉瘤模型組、骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移模型組血清中IL-10、TGF-β1明顯上調(diào), 差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,P<0.01)。 與骨肉瘤模型組比較,骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移模型組血清及瘤體內(nèi)IL-10、TGF-β1含量均增加,清肺固金組含量均有降低, 差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P<0.01,P<0.05)。 與骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移模型組比較,清肺固金組血清及瘤體內(nèi)IL-10、TGF-β1含量均明顯降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。 見表3。2.5 各組大鼠右脛骨組織CXCR4表達(dá)比較 與空白對(duì)照組比較,骨肉瘤模型組與骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移模型組的CXCR4蛋白表達(dá)增加(P<0.05)。 與骨肉瘤模型組比較,骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移組的CXCR4蛋白表達(dá)明顯增加,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。 與兩模型組比較,清肺固金組蛋白表達(dá)量明顯減少,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。 見圖3、表4。
表1 各組大鼠體質(zhì)量、瘤體質(zhì)量及抑瘤率比較Tab.1 Comparison of body weight, tumor weight and tumor inhibition rate in each group
表2 各組大鼠肺轉(zhuǎn)移情況及肺轉(zhuǎn)移灶大小比較Tab.2 Pulmonary metastasis and size of pulmonary metastases in each group
表3 各組大鼠血清及瘤體IL-10、TGF-β1含量比較(x±s)Tab.3 Comparison of the contents of IL-10,TGF-β1 in serum and tumor in each group(x±s)
圖3 各組右脛骨組織中CXCR4蛋白表達(dá)Fig.3 CXCR4 protein expression in right tibial tissue in each group
表4 各組大鼠CXCR4總光密度值比較(x±s,×106)Tab.4 Comparison of total optical density of CXCR4 in each group(x±s, ×106)
骨肉瘤是最常見的原發(fā)性骨惡性腫瘤,好發(fā)于兒童及青少年,每年發(fā)病率約為2~3/100萬人,占所有骨惡性腫瘤的35%[6]。 在我國(guó),每年約新增6 000~7 000例患者[7],嚴(yán)重威脅兒童和青少年的身心健康。 骨肉瘤惡性程度極高,容易發(fā)生侵襲轉(zhuǎn)移,雖然有手術(shù)、化療等綜合治療手段,仍有32%~46%患者發(fā)生肺轉(zhuǎn)移,Ⅳ期患者5年生存率低于20%[8]。 因此,肺轉(zhuǎn)移是導(dǎo)致骨肉瘤治療失敗及患者低生存率的根本原因,也是目前限制療效的最主要因素。 尋找安全有效的藥物以改善肺組織局部微環(huán)境,降低遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移發(fā)生率,已成為當(dāng)前骨肉瘤研究新的突破方向。
骨肉瘤屬于中醫(yī)學(xué)中的 “骨瘤”“骨疽”“下石疽”等病證范疇。 本病多由稟賦不足,正氣虧虛,邪氣趁虛而入,隨經(jīng)絡(luò)氣血走行,深入骨髓,導(dǎo)致氣血凝滯,經(jīng)絡(luò)受阻,傷筋蝕骨,日久結(jié)毒成瘤。 如李中梓[9]在《醫(yī)宗必讀》中云:“積之成也,正氣不足,而后邪氣踞之。 ”邪毒乘虛隨經(jīng)氣或血脈流竄,客于臟腑,日久成積, 從而導(dǎo)致骨肉瘤的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移。 肺主一身之氣,調(diào)節(jié)全身氣機(jī),宣發(fā)肅降,布散全身津液;肺朝百脈,全身血液朝會(huì)于肺, 故不論是氣的走行還是津液、血液的運(yùn)行,均通過經(jīng)脈上達(dá)于肺;且肺為嬌臟,五臟華蓋,不耐寒熱,易被邪侵,因此肺首當(dāng)其沖成為骨瘤最易侵襲轉(zhuǎn)移的部位。 化療、 手術(shù)治療后脾胃受損,運(yùn)化失司,氣血生化乏源,常引起肺氣不足。 《素問·六節(jié)藏象論》謂:“肺者,氣之本,魄之處也。 ”肺氣虛,不能行氣運(yùn)血、布津化痰,進(jìn)而痰濁阻滯、痰瘀互結(jié),復(fù)感癌毒,肺積乃成。正如《醫(yī)門法律》所言:“肺氣清肅,則周身之氣莫不服從而順行;肺氣壅濁,則周身之氣易致橫逆而犯上。 ”[10]本病以肺(氣)虛為本,痰阻為標(biāo),本虛標(biāo)實(shí),由此筆者推測(cè),肺氣虛后期形成的“痰濁”等病理產(chǎn)物可能是導(dǎo)致肺組織免疫抑制微環(huán)境形成的重要條件,隨著病情進(jìn)展,最終形成適宜循環(huán)腫瘤細(xì)胞定植生長(zhǎng)的“土壤”,促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移的發(fā)生。 因此,在腫瘤治療中,特異性地保護(hù)靶器官微環(huán)境,正契合中醫(yī)治未病思想,“未病先安未受邪之地”[11], 調(diào)整氣血陰陽平衡,阻斷腫瘤轉(zhuǎn)移擴(kuò)散的途徑,對(duì)于預(yù)防腫瘤轉(zhuǎn)移有著重要的實(shí)踐價(jià)值。
本課題組依據(jù)中醫(yī)有關(guān)骨肉瘤的病因病機(jī),結(jié)合肺轉(zhuǎn)移的病理基礎(chǔ),采用浙江省名中醫(yī)劉云霞的經(jīng)驗(yàn)方“清肺固金湯”配合化療預(yù)防骨肉瘤術(shù)后的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移,取得了顯著的療效[2]。 全方由黃芪、浙貝、薏苡仁、白花蛇舌草、桔梗組成,其中黃芪、浙貝、薏苡仁均入肺經(jīng),桔梗更是肺之引經(jīng)藥,共奏化痰清肺、益氣固金之效,能夠有效防治骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移。 張紅翠[12]研究發(fā)現(xiàn),黃芪多糖可通過提高淋巴細(xì)胞增殖率,增強(qiáng)自然殺傷(natural kiuer,NK)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞活性,進(jìn)而提高機(jī)體的免疫功能,發(fā)揮抗腫瘤的作用。 薏苡仁多糖對(duì)腫瘤細(xì)胞不僅具有直接殺傷作用,還能通過激活免疫細(xì)胞如NK細(xì)胞、T細(xì)胞等間接攻擊腫瘤細(xì)胞,并且在相對(duì)濃度較低情況下就可以表現(xiàn)出免疫調(diào)節(jié)作用[13]。 白花蛇舌草包括171種化合物,包括環(huán)烯醚萜、三萜類、黃酮類、蒽醌類等,具有抗氧化、抗腫瘤、抗炎、抗成纖維細(xì)胞、免疫調(diào)節(jié)和神經(jīng)保護(hù)等多種作用,并能調(diào)節(jié)多個(gè)基因的表達(dá)[14]。
腫瘤轉(zhuǎn)移是在多基因調(diào)控、多靶點(diǎn)作用下的復(fù)雜病理過程,包括腫瘤細(xì)胞運(yùn)動(dòng)遷移、免疫逃逸、歸巢定植、黏附浸潤(rùn)、新生血管生成等[15-17]。 對(duì)于骨肉瘤患者,肺組織作為循環(huán)腫瘤細(xì)胞特異性親和器官,其局部微環(huán)境中免疫活性細(xì)胞的種類、密度、分布和功能狀態(tài)與腫瘤的發(fā)展和預(yù)后都有著極其密切的聯(lián)系。腫瘤微環(huán)境中聚集的大量免疫抑制細(xì)胞及其分泌的負(fù)性免疫調(diào)節(jié)因子是其發(fā)揮免疫監(jiān)視逃逸效應(yīng)的主體。研究表明,調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(T regulatory cells,Tregs)作為最典型的免疫抑制細(xì)胞,在腫瘤病變部位普遍存在,可大量分泌TGF-β1、IL-10等負(fù)性免疫調(diào)節(jié)因子,其免疫抑制作用已被證實(shí)[18-19]。 TGF-β1和IL-10通過促進(jìn)叉頭框蛋白P3(forkhead box protein P3,F(xiàn)oxP3)和細(xì)胞毒性T細(xì)胞相關(guān)抗原-4 (cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4,CTLA-4)的表達(dá)來增強(qiáng)誘導(dǎo)型Treg的分化,從而促進(jìn)腫瘤的免疫逃逸[20]。Sawant等[21]研究報(bào)道,在腫瘤微環(huán)境中Tregs細(xì)胞亞群分泌IL-10和IL-35, 并通過調(diào)節(jié)多種抑制性受體表達(dá),協(xié)同促進(jìn)腫瘤內(nèi)T細(xì)胞功能衰竭。 TGF-β1在免疫抑制微環(huán)境形成過程中起先導(dǎo)作用,其主要通過抑制機(jī)體的免疫功能[22],造成Treg/Th失衡,進(jìn)而募集髓源抑制性細(xì)胞(myeloid derived suppressor cell,MDSC),抑制細(xì)胞毒性T細(xì)胞 (cytotoxic T lymphocyte,CTL)及NK細(xì)胞浸潤(rùn), 促使循環(huán)腫瘤細(xì)胞 (circulating tumor cells,CTCs)逃避機(jī)體的免疫監(jiān)視;同時(shí)上調(diào)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)的表達(dá),增加新生血管生成,從而促進(jìn)腫瘤的惡化和轉(zhuǎn)移[23]。
CXCR4是編碼352個(gè)氨基酸的G蛋白偶聯(lián)受體,有7個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域,高度保守,其基因位于第4號(hào)染色體。 研究表明,CXCR4在超過23種惡性腫瘤細(xì)胞中表達(dá),普遍存在于骨肉瘤細(xì)胞中,與骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移關(guān)系密切[24-25]。 CXCR4的異常表達(dá)與腫瘤的存活增殖、血管生成、歸巢轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。 研究顯示,CXCR4在胰腺癌、子宮內(nèi)膜癌等腫瘤中均呈高表達(dá)狀態(tài),同時(shí)與生存率密切相關(guān)[26-27]。 在骨與軟組織肉瘤中,薈萃分析證實(shí)了CXCR4表達(dá)與較高的轉(zhuǎn)移率及不良預(yù)后密切相關(guān)[25]。Pollino等[28]研究也顯示,骨肉瘤中CXCR4的高表達(dá)使腫瘤復(fù)發(fā)的可能性更高。 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),阻斷趨化因子配體12(cxcligand 12,CXCL12)/CXCR4表達(dá)可以減少小鼠骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移的發(fā)生[29]。 因此,CXCR4可能是監(jiān)測(cè)患者預(yù)后的重要預(yù)測(cè)因子。
本研究成功建立了“肺虛痰阻證”骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移病證結(jié)合大鼠模型,進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),與骨肉瘤模型組比較,骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移模型組體質(zhì)量減輕,清肺固金組體質(zhì)量增加。 說明清肺固金湯在維持荷瘤大鼠體質(zhì)量、提高生存質(zhì)量方面具有明顯的作用。 與骨肉瘤模型組、骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移模型組比較,清肺固金組瘤體質(zhì)量、體積均明顯減少。 病理檢查發(fā)現(xiàn),骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移模型組的肺轉(zhuǎn)移灶數(shù)目最多,Ⅲ+Ⅳ級(jí)結(jié)節(jié)比例最高,而清肺固金組肺轉(zhuǎn)移灶數(shù)目及Ⅲ+Ⅳ級(jí)結(jié)節(jié)比例均為最低。 該結(jié)果提示,清肺固金湯對(duì)骨肉瘤細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移行為均具有顯著的抑制作用。 ELISA及Western blot結(jié)果顯示,與空白對(duì)照組比較,骨肉瘤模型組、 骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移模型組的血清IL-10、TGF-β1含量以及右脛骨CXCR4蛋白表達(dá)均增加; 與骨肉瘤模型組比較,骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移模型組血清及瘤體內(nèi)IL-10、TGF-β1含量,右脛骨CXCR4蛋白表達(dá)進(jìn)一步增加,而清肺固金組能夠抑制IL-10、TGF-β1含量及CXCR4蛋白表達(dá)。 由此可見,清肺固金湯具有較好的抗骨肉瘤肺轉(zhuǎn)移作用,其作用可能與下調(diào)肺組織免疫微環(huán)境相關(guān)細(xì)胞因子IL-10、TGF-β1表達(dá), 抑制趨化因子受體CXCR4表達(dá)有關(guān)。
綜上所述,本研究初步探討了清肺固金湯通過調(diào)控肺組織免疫微環(huán)境及靶向CXCR4受體發(fā)揮抗腫瘤轉(zhuǎn)移的分子機(jī)制,但其具體有效作用成份及結(jié)合位點(diǎn)尚不明確, 有待進(jìn)一步深入研究。 本研究的開展,為揭示中醫(yī)藥靶向治療的可行性及科學(xué)內(nèi)涵,以及清肺固金湯等中藥復(fù)方更好地研究開發(fā)和臨床應(yīng)用提供了可靠的理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。