WR-2721, 即氨基丙氨乙基硫代磷酸酯, 是氨巯基类辐射防护剂中的一种, 它对放射引起的小鼠死亡, 皮肤及精子损伤等均具有一定的防护作用[1~4], 为了更全面系统地了解WR-2721的抗辐射效果, 为其临床应用于减轻肿瘤病人的放疗反应, 我们从量效、时效等多方面研究了WR-2721的辐射防护作用。
1 材料和方法 1.1 动物选择LACA小鼠, 日龄30天左右, 体重18~22g, 每组12只, 雌雄各半, 购自中国军事医学科学院实验动物中心。
1.2 药物配制WR-2721由医科院药物所提供。实验前, 将WR-2721溶于生理盐水中, 浓度为40mg/ml, 再依次用生理盐水稀释成所需浓度, 用前现配, 一次使用, 实验选择三个剂量组, 即400mg/kg、200mg/kg、100mg/kg, 尾静脉注射给药, 0.01ml/g.b.w。
1.3 照射条件小鼠照射在北京市辐照中心进行, 采用钴-60源。吸收剂量按实验条件而定, 剂量率均为1.0Gy/min。
1.4 量效实验于照前15分钟给予小鼠尾静脉注射WR-2721, 剂量分别为400mg/ kg, 200mg/kg, 100mg/kg, 阴性对照组注射等量生理盐水, 小鼠吸收剂量为8.2Gy, 每日观察行为及一般情况, 每周称量动物体重2次, 计算动物体重变化百分数, 同时计算动物30天存活率及平均存活时间。
1.5 时效实验分别于照前120分钟、60分钟、15分钟及照后15分钟、60分钟给予小鼠尾静脉注射WR-2721, 400mg/kg, 照射剂量及观察指标同量效实验。
1.6 指标观察实验于照前15分钟给予小鼠尾静脉注射WR-2721, 400mg/kg, 阴性对照组注射等量生理盐水, 半数动物吸收剂量为6.0Gy, 另半数动物吸收剂量为8.0Gy, 于照后第9天处死动物。观察:
1.6.1 脾脏系统及胸腺系数 1.6.2 白细胞总数 1.6.3 骨髓DNA含量[5] 1.6.4 脾结节形成(CFU-S)[6] 1.7 DRF值测定照前15分钟于小鼠尾静脉注射WR-2721400mg/kg, 吸收剂量分别为8Gy、10Gy、12Gy、14Gy及16Gy; 对照组未给予任何药物, 吸收剂量分别为5Gy、6Gy、7Gy、8Gy、9Gy, 观察对照组及WR-2721给药组的动物死亡情况, 用Bliss法计算出动物死亡50%的照射剂量, 求DRF。
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χ2检验及t检验
2 结果 2.1 量效试验动物照射后, 最初几天体重明显下降, 一般状态较差, 4天后, 动物体重略有回升, 但在照后第10天左右又出现体重下降趋势, 以后渐恢复。WR-2721, 400mg/kg给药组动物体重回升较快, 无极期体重下降情况。动物照射后, WR-2721 400mg/kg及200mg/kg给药组的30天存活率分别为91.7%和83.3%, 其他两组存活率为0, 前两组明显高于对照组(P＜0.01), 平均存活时间与对照组也有非常显著性差异(P＜0.01)。
2.2 时效实验照前给予动物WR-2721, 对小鼠的体重下降均有一定的防护作用, 特别是照前15分钟给药, 小鼠体重持续上升, 显著优于对照组(P＜0.01);照后给药组小鼠体重变化和对照组无明显差别。照前给予小鼠WR-2721, 可显著提高小鼠30天存活率及平均存活时间, 特别是照前15分钟给药组小鼠, 30天后100%存活。照后给药组与对照组小鼠30天存活率均为零, 照后给药组平均存活时间和对照组也无明显差别。(P >0.05)
2.3 指标观察实验WR-2721给药组小鼠胸腺系数、脾脏系数、白细胞总数、骨髓DNA含量显著高于未给药照射组小鼠, 但较正常对照组为低, 差别有显著性。另外, 照前给予WR-2721, 小鼠脾结节形成数显著提高。(附表)。
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附表 各组小鼠受照后有关生物学指标的变化(x±s) |
对照组小鼠接受5Gy、6Gy、7Gy、8Gy、9Gy照射后, 随着照射剂量的增加, 小鼠死亡率渐增, 8Gy、9Gy照射小鼠100%死亡。辐射致LACA小鼠死亡的LD50为5.19Gy, 95%可信限为4.48~6.01Gy。照前15分钟给予小鼠400mg/kg的WR-2721, 小鼠的抗辐射能力显著提高, 根据Bliss法, 求出辐射致小鼠死亡的LD50为11.61Gy, 95%可信限为10.64~12.57Gy。WR-2721的DRF值为2.24, 95%可信限为2.11~2.38。
3 讨论全身接受射线照射后, 可出现一系列的反应。剂量较小时, 只出现轻微血相变化, 有时伴有一些不适感, 但当剂量增加到一定程度时, 可导致动物死于造血功能衰竭和随之而来的出血和感染, 即骨髓型放射病或造血型放射病, 再加大剂量, 可导致肠型及脑型放射病。骨髓型放射病可分为轻、中、重和极重度4级, 临床可分为早期反应期、假愈期、极期和恢复期4期, 本次实验主要选择了可导致骨髓型极重度放射病的照射剂量, 以量效、时效等方面观察WR-2721的抗辐射作用。
从实验结果来看, WR-2721对放射导致的动物体重下降, 胸腺及脾脏系数降低, 白细胞总数及骨髓DNA含量的下降均具有明显的防护作用, 可显著提高小鼠的脾结节生成能力, 特别是照前15分钟给予400mg/kg WR-2721效果最为显著, 另外, WR-2721明显提高动物的30天存活率, 对致死剂量的γ射线照射有明显的防护作用, DRF值达到2.24。表明WR-2721是一种较为理想的辐射防护剂。由于不同组织对WR-2721的吸收能力存在差异, 使WR-2721对正常组织具有很好的保护作用, 而对肿瘤等异常组织无保护作用, 这使得WR-2721可能应用于肿瘤放疗方面, 减轻放疗的不良反应而对放疗效果无影响。WR-2721的吸收差异可能与不同组织间的酶活性差异有关, 有关其防护机理仍有待于进一步深入研究。
| [1] |
Kuna P. Duration and degree of radioprotection of WR-2721 in mice following its interperitoneal, in termuscular and subcutaneous administration[J]. Radiobiol.Radiother,, 1983, 24(3): 357. |
| [2] |
Verhey L J, Sedlacek R. Determination of the radioprotective effects of topical applications of MEA, WR-2721 and N-acetylcysteine on murine skin[J]. Radiat Pes, 1983, 93: 175. |
| [3] |
Meistrich M L, Finch M V, Hunter N, et al. Protection of spermatogonial survival and testicular function by WR-2721 against high and low doses of radiation[J]. Int.J.Radiation Oncology Biol.P hys, 1984, 10: 2099. DOI:10.1016/0360-3016(84)90208-6 |
| [4] |
Landauer M R, Davis H D, Dominity J A, et al. Long-term effects of radio protector WR-2721 on locomotor acivity and body weight of mice following exposure to ionizing radiation[J]. Toxicology, 1988, 49: 315. DOI:10.1016/0300-483X(88)90014-5 |
| [5] |
Zhu L X, Waldren C A, Vannais D, et al. Cellular and molecular analysis of mutagenesis Induced by charged particles of defined Linear energy transfer[J]. Radiat Res, 1996, 145: 251. DOI:10.2307/3578979 |
| [6] |
吴祖泽, 姜学英, 沈世人, 等. 低剂量率γ线连续照射下造血细胞损伤性质的研究[J]. 中国科学, 1981, 5: 641. |