摘要

血管內皮生長因子(VEGF)及其受體(VEGFR)在鼻咽癌中高度表達,因此,阻斷VEGF和VEGFR的結合可能是治療鼻咽癌的一種潛在方法。阿帕替尼可抑制腫瘤血管生成。以往的研究表明,阿帕替尼對鼻咽癌有抗腫瘤作用。本研究將探討阿帕替尼聯合放療的效果。本研究將注射了CNE-2鼻咽癌細胞的裸鼠隨機分為6組。通過評估腫瘤抑制率、血管內皮生長因子受體-2磷酸化、CD31、氧分壓和腫瘤代謝來評估治療效果。我們發現,與對照組相比,治療組小鼠的腫瘤抑制效果更好。在單用阿帕替尼治療的小鼠中,血管生成被阻止,腫瘤組織氧分壓降低,從而達到抗腫瘤效果。此外,聯合治療的抑瘤效果比單獨使用阿帕替尼或放療更強。與單藥治療相比,聯合治療能更好地抑制血管生成。阿帕替尼聯合放療治療鼻咽癌具有協同作用,這可能與增強抗血管生成有關。

引言

鼻咽癌(NPC)起源于鼻咽上皮細胞,在種族和地理分布上存在異常差異。中國南部、東南亞、北非和太平洋島嶼的發病率最高。由于鼻咽癌的解剖位置和放射敏感性,放療仍是鼻咽癌的首選治療方法。隨著放療設備和技術的不斷更新和進步,鼻咽癌的存活率已大大提高。然而,仍有一些患者對放療產生耐藥性,導致鼻咽癌治愈率下降。因此,減少放療耐藥性可能是提高鼻咽癌治療效果的關鍵目標。

放療的主要功能是破壞雙鏈DNA,使蛋白質受阻或啟動細胞凋亡,導致細胞死亡。氧氣是一種有效的放射性敏化劑,可在照射過程中釋放出來,促進活性氧/自由基的產生,造成DNA的嚴重損傷。隨著腫瘤的生長,腫瘤微環境缺乏足夠的血液供應,導致低灌注和缺氧。臨床數據顯示,腫瘤組織缺氧與許多腫瘤(包括頭頸部腫瘤)的治療效果不佳有關。因此,改善鼻咽癌腫瘤組織的血液供應和氧氣輸入可顯著提高鼻咽癌放療的療效。

血管生成是腫瘤發生過程中新血管形成的一個多步驟過程。血管生成因子包括血管內皮生長因子(VEGF)、堿性成纖維細胞生長因子和胰島素樣生長因子。其中,血管內皮生長因子受體-2(VEGFR-2)是血管生成的主要信號傳感器。在血管內皮生長因子的刺激下,VEGFR-2在羧基末端和激酶插入區磷酸化,從而促進血管生成。在大多數鼻咽癌患者中,VEGF/VEGFR復合物被發現過度表達,這與鼻咽癌轉移風險增加和存活時間縮短有關。

阿帕替尼是一種小分子VEGFR-2酪氨酸激酶抑制劑,可高度選擇性地競爭VEGFR-2的三磷酸腺苷(ATP)結合位點,抑制VEGFR-2的磷酸化(p-VEGFR2),阻斷VEGF及其受體結合的信號轉導通路。它能強烈抑制腫瘤血管生成,發揮抗腫瘤作用。Jain證明,抗血管生成藥物具有重塑血管系統的作用,可形成血管"正常化"的"時間窗口"。在"時間窗"內,抗血管生成藥物短暫改善腫瘤血管系統的功能,從而增加與氧的相互作用,降低間質的壓力。這為抗血管生成藥物與放療的結合奠定了理論基礎。Teicher等人率先證明,抑制血管生成可增強放療的療效。此外,Peng等人證實,阿帕替尼通過抑制VEGFR-2降低腫瘤微血管密度,增加細胞凋亡,對CNE-2型鼻咽癌有抗腫瘤作用。關于阿帕替尼與放療聯合使用及其對鼻咽癌的協同抗腫瘤作用的研究報告還很有限。本研究旨在探討阿帕替尼聯合放療治療鼻咽癌的效果,并為今后的研究和臨床實踐提供指導。

材料與方法

細胞系和小鼠

CNE-2NPC細胞由西南醫科大學附屬醫院實驗中心提供,在羅斯威爾公園紀念研究所(RPMI)培養基中培養,溫度為37℃,二氧化碳濃度為5%。對所用細胞進行了支原體檢測,未發現支原體感染。培養基每3天更換一次。

BALB/c雌性裸鼠(4-5周齡,18.85±2.15g)購自騰信生物科技有限公司。小鼠飼養于西南醫科大學附屬醫院動物研究中心。實驗前一周,動物被嚴格飼養在空氣潔凈的層流架上,處于恒溫(24℃±2℃)、恒濕(50%±10%相對濕度)和特定的無病原體環境中。小鼠籠、空氣過濾罩、墊料、食物和飲用水均在無菌環境中消毒和更換。

藥物及主要試劑

阿帕替尼由江蘇恒瑞醫藥股份有限公司提供。抗CD31單克隆抗體購自Bio World Technology Co Ltd,抗血管內皮生長因子受體-2磷酸化(p-VEGFR-2)單克隆抗體(Tyr951)購自上海細胞信號技術有限公司,抗體由兔抗血清親和純化,稀釋倍數為1:50至1:200。

腫瘤模型的建立和實驗設計

將指數期CNE-2細胞調整為每0.1mL 1×107個,然后注射到BALB/c裸小鼠的右大腿上。當腫瘤平均體積達到150至200mm3時,小鼠被隨機分為6組(每組8只),并接受以下治療:(1)第1-7天對照組每天注射0.1mL生理鹽水(NS);(2)第1-7天阿帕替尼組每天注射200mg/kg;(3)單次放療6 Gy組:第1-7天每天0.1mL NS,第8天接受單次放療(6 Gy);(4)單次放療12 Gy組:第1-7天每天0.1mL NS,第8天接受單次放療(12 Gy):(5)阿帕替尼+6 Gy組:第1-7天阿帕替尼200mg/kg,第8天單次放療(6 Gy);(6)阿帕替尼+12 Gy組:第1-7天阿帕替尼200mg/kg,第8天單次放療(12 Gy)。阿帕替尼的溶劑為NS,NS和阿帕替尼均通過灌胃給藥。

每3天用游標卡尺測量腫瘤沿主軸(a)和次軸(b)的直徑(毫米),并根據Steel公式V=0.5×a×b2計算腫瘤體積(V;mm3)。治療開始18天后,小鼠頸椎脫位安樂死,腫瘤生長抑制率計算如下:(1-實驗組平均體積/對照組平均體積)×100%。兩種治療方法的聯合效果用Q表示:Q=E(A+B)/[EA+(1-EA)×EB],其中E(A+B)代表聯合組的抑制率,EA和EB分別代表阿帕替尼或放療的抑制率。Q<0.85表示兩種治療效果相互拮抗,0.85<Q<1.15表示兩種治療效果相加,而Q>1.15表示兩種治療效果協同。