LDR对生物体引起的Hormesis现象包括刺激生长发育、延长寿命、提高生育力、增强免疫机能以及降低肿瘤发生率等^〔1〕。有关LDR对肿瘤的影响, 人们不仅通过实验研究, 而且经人类辐射流行病学调查证实LDR确实具有抗癌防癌作用^〔2〕。近年还有将动物研究结果直接应用于临床的报道^〔3〕。虽然目前对LDR的抗肿瘤作用机理认识还不尽一致, 但仍在进行深入研究。本文的目的是用75~ 250m Gy内的⁶⁰Coγ射线对S₁₈₀荷瘤小鼠进行单次或分割全身照射, 并复合肿瘤局部大剂量照射观察其抗肿瘤效果。同时就LDR全身照射对腹水型荷瘤鼠平均寿命的影响进行评价。

1 材料与方法 1.1 实验动物及其分组

选用雄性ICR品系小鼠共170只, 4 ~ 5周龄, 平均体重16.34± 0.56g。按实验要求分为三个实验大组。其中实验一组用鼠50只, 分5组, 每组10只; 实验二组80只, 分8组; 实验三组40只, 分3组每组13 ~ 14只。

1.2 肿瘤细胞移植

肿瘤模型为S₁₈₀肉瘤, 由上海医工院提供。所有动物均接种3.6 × 10⁶个肿瘤细胞, 但接种部位不同。实验一组右腋皮下接种, 二组接种于右后大腿内侧皮下, 三组则采用腹腔接种。

1.3 照射剂量与方式

分为LDR全身照射和大剂量局部照射, 全身照射又分单次和分割照射两种方式。LDR照射采用本室小剂量⁶⁰Coγ射线源, 剂量率1.79mGy /min, 照射剂量75~ 250m Gy。分割照射剂量为15~ 25mGy /d, 连续照射5天; 单次照射剂量为75m Gy。LDR全身照射均在瘤细胞接种后24小时进行。大剂量局部照射采用第二军区大学4.81PBq⁶⁰ Coγ源, 剂量率2Gy /min, 照射剂量10Gy。局部照射在肿瘤生长第10天进行。照射前将鼠置于特制笼内, 全身用铅块屏蔽, 仅暴露长有肿瘤的右后肢, 并使之固定后再照射。

1.4 复合处理

(1) LDR复合局部大剂量照射, 肿瘤接种后24小时先行LDR照射, 第10天再行局部10Gy照射。(2) LDR复合局部肿瘤外科手术, 接种后24小时先LDR照射, 第10天在全麻下对荷瘤鼠右后肢行肿瘤外科摘除。

1.5 观察指标 1.5.1 肿瘤测量

在接种后第10、15天, 用游标卡尺测量肿瘤长径A(cm)和短径B(cm), 按公式计算肿瘤重量W (g)。

1.5.2 平均瘤重与抑瘤率

接种后20天, 将实验一组和二组动物全部断颈椎处死, 摘取肿瘤称重, 算出平均瘤重, 并计算抑瘤率。

1.5.3 生命延长率

实验三组为腹水型S₁₈₀肉瘤, 经LDR全身照射后记录荷瘤鼠自然死亡时间, 根据其平均活存时间(天)算出生命延长率。

2 结果 2.1 LDR对平均瘤重与抑瘤率的影响

表 1中列出了本实验一组的实验结果。如表 1所示, 荷瘤鼠经15~ 50m Gy /d分割照射后, 所有4个照射组在接种第10、15和20天的平均肿瘤重量均小于对照组。尤其1、3和4组的平均瘤重减小更为显著(P < 0.05), 第20天抑瘤率也分别达到50.20、48.18和46.28%。结果表明, 本实验所采用的LDR分割照射对S₁₈₀肉瘤的生长起到了较明显的抑制作用。此外, 累积照射剂量在75~ 250m Gy范围内各照射组平均瘤重的变化并非随剂量的增加而减小或随剂量的减少而增大, 故反映出肿瘤的生长抑制效果与剂量之间无依赖关系。

2.2 复合处理后的抑瘤效果

实验二组的目的主要是观察LDR复合大剂量局部照射或局部外科肿瘤切除后对S₁₈₀肉瘤的生长抑制效果, 实验结果列于表 2。从表 2可见, 不论是单一因素处理或是复合因素处理的所有7个处理组, 其20天平均瘤重均较对照组有不同程度减小。其中以单纯局部大剂量照射及其复合15m Gy /d分割照射的两个组(6和3组), 平均瘤重均显著小于对照(P < 0.05), 抑瘤率也分别达到44.42%和55.33%。相比之下, 在同样条件下采用75m Gy剂量单次照射(4组), 却未显示明显的抑瘤效果。本组实验结果提示: (1)局部照射10Gy剂量对肿瘤生长有明显的抑制作用; (2) 15m Gy /d分割照射复合局部大剂量照射对肿瘤的生长可能起协同抑制作用。但是, 在本实验中单纯外科摘除方式未能明显阻止肿瘤生长, 可能系肿瘤局部浸润较深, 清除未净的结果。

2.3 L DR对腹水型荷瘤鼠生命延长率的影响

实验三组的实验结果见表 3。本实验给IC R品系小鼠经腹腔注入3.6× 10⁶个S₁₈₀肉瘤细胞后24h, 再给以75mGy剂量⁶⁰Coγ射线单次或分割照射。结果发现, 由于S₁₈₀瘤细胞恶性程度高, 腹水形成较早, 全部动物均在接种后15天内死亡。但从平均活存时间比较, 两照射组平均活存时间均较对照组明显延长(P < 0.05)。单次或分割照射后两组生命延长率分别为8.45 %和8.84 %。结果提示, 在本实验条件下, LD R对腹水型荷瘤小鼠平均寿命有延长作用。

3 讨论 3.1 LDR对移植性肿瘤生长的抑制作用

有关肿瘤接种前LDR全身照射抑瘤作用的研究报道较多〔4 ~ 5〕。尽管在照射剂量、照射方式以及照射与肿瘤接种的时间间隔等方面不尽相同, 但许多学者仍对LDR的抑瘤效果予以肯定。而有关肿瘤接种后LDR全身照射的抗肿瘤作用研究甚少, 结果也不完全一致。Takai等每次用100~ 150m Gy进行全身或躯干部位照射来治疗非何杰金氏病患者, 每周2~ 3次, 累积剂量1.5Gy, 结果2 /10患者肿瘤完全消失, 7 /10部分消失, 提示LDR能抑制荷瘤机体的肿瘤生长^〔4〕。Anderson等给A / J小鼠接种SaⅠ细胞后1~ 7天全身照射0~ 250m Gy, 结果却未发现有明显抑瘤作用^〔6〕。本文给ICR小鼠接种S₁₈₀肉瘤细胞后1~ 5d全身照射75~ 250mGy⁶⁰Coγ射线, 结果发现经照射的荷瘤鼠其平均瘤重均较对照组小, 其中以15、25和50mGy /d剂量连续照射5天的效果明显, 其平均瘤重显著减少(P < 0.05), 抑瘤率分别达到50.20、48.18和46.28 % (见表 1)。结果提示, LDR对S₁₈₀肉瘤的生长产生了抑制作用。但在所选择的剂量范围内, 未发现照射后肿瘤的大小与照射剂量之间呈现有线性依赖关系。在本实验中, 我们还进行了LD R对荷瘤鼠机体免疫功能影响的研究, 观察了照射后脾N K细胞活性、外周血T淋巴细胞表面CD₄、CD₈分子抗原水平及CD₄ / CD₈比值等指标的动态变化, 表明LD R可刺激荷瘤机体的免疫功能(另文发表)。

3.2 LDR复合局部大剂量照射抗肿瘤效果

局部大剂量照射是临床上治疗肿瘤的重要手段之一。近年国外已有将LDR全身照射复合局部大剂量照射用于治疗人类淋巴肉瘤等恶性肿瘤的报道^〔3〕, 但国内目前仍处在实验研究阶段, 并已有资料发表^〔7〕。本文以75mGy剂量采用单次或分割照射方式分别复合局部大剂量(10Gy)照射的研究结果表明, 以75mGy分割照射复合局部大剂量照射时的抗肿瘤效果明显, 20天肿瘤生长较对照显著缩小, 平均瘤重仅为对照的44.67 % (P < 0.05), 其抑瘤率(55.33 %)也较单纯分割照射(15.58%)或单纯局部10Gy照射(44.42%)为高(表 2)。由此可见, 在本实验条件下, 分割照射复合局部大剂量照射对S₁₈₀肉瘤的生长可能起了协同抑制作用。据资料证实, 荷瘤机体肿瘤局部大剂量照射前给予LDR全身照射可明显提高大剂量照射的抑瘤效果。李修义等的实验也提示LDR全身照射可增强肿瘤局部大剂量照射对肿瘤生长的抑制作用, 使肿瘤生长速度明显降低^〔7〕。而本文在相同条件下75mGy单次照射复合局部10Gy照射, 却未发现对肿瘤有明显抑制作用(表 2), 究其原因有待进一步研究。但在此需说明一点, 由于实验二组肿瘤接种部位为右后大腿内侧, 在操作时有的动物接种部位可能较深, 导致肿瘤生长过快, 有的浸入肌层不易剥离干净, 以至于对LDR复合局部外科手术的抗肿瘤效果的评价造成了影响。

3.3 LDR对荷瘤鼠平均寿命的影响

实验表明, 大剂量照射可使寿命缩短, 其幅度与照射剂量之间呈线性关系, 但此现象被认为是非特异性的^〔1〕。与此相反, 长期接受LDR照射的动物, 其平均寿命有不同程度延长。然而, 有关LDR全身照射对荷瘤机体寿命是否产生刺激效应目前尚未见有报道。本实验给腹水型S₁₈₀肉瘤小鼠单次或分割照射75mGy的研究表明, LDR可明显延长荷瘤动物的平均活存时间(P < 0.05), 单次照射生命延长率为8.45 %, 分割照射为8.84 % (表 3)。有关L DR延长荷瘤动物平均寿命的机理, 是否L DR改善或刺激了机体的防御功能而导致荷瘤动物平均寿命的增加, 值得进一步研究。