絲裂霉素緩釋粒子治療裸鼠胰腺癌皮下移植瘤的效果及安全性

丁健，王兵兵，吳杰，楊青，胡翠，梅俏，許健健，許建明

(1 安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院，合肥230022；2 合肥工業(yè)大學(xué)緩釋藥物研究室)

全身化療是中晚期胰腺癌的主要治療方法，但胰腺癌組織外層包裹大量纖維組織，靜脈用藥療效不理想且毒副作用較大[1～3]。研究表明，瘤體內(nèi)給藥不僅能夠提高腫瘤組織內(nèi)化療藥物劑量，還能降低化療藥物毒副作用[4]。間質(zhì)化療方法于20世紀(jì)90年代提出，是將化療藥物與特定載體結(jié)合制成緩釋粒子，借助影像學(xué)或內(nèi)鏡技術(shù)引導(dǎo)植入瘤體組織或瘤周組織的間質(zhì)中，利用載體在體內(nèi)的緩慢降解達(dá)到對(duì)化療藥物的控釋作用，使植入部位持久保持局部較高藥物濃度，降低全身毒副作用，實(shí)現(xiàn)靶點(diǎn)給藥的治療目的[5,6]。Lawson等[7]研究表明，間質(zhì)化療能夠抑制腫瘤生長(zhǎng)，并且患者耐受性較好。2015年11月～2016年9月，我們將絲裂霉素緩釋粒子用于治療裸鼠胰腺癌皮下移植瘤，現(xiàn)分析治療效果及安全性，旨在為胰腺癌間質(zhì)化療的臨床應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料 BALB/c裸鼠24只，雌雄各半，5～6周齡，體質(zhì)量16～20 g，購(gòu)自上海斯萊克實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司。所有裸鼠于安徽省實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心SPF級(jí)動(dòng)物房中分籠飼養(yǎng)，飼養(yǎng)環(huán)境：溫度20～26 ℃、相對(duì)濕度40%～70%、光照晝夜12 h交替。人胰腺癌SW1990細(xì)胞，美國(guó)ATCC公司。注射用絲裂霉素，浙江海正藥業(yè)股份有限公司。絲裂霉素緩釋粒子，0.39 mg/粒(含絲裂霉素標(biāo)準(zhǔn)品0.08 mg)，平均粒長(zhǎng)1.812 mm、粒徑0.465 mm，由合肥工業(yè)大學(xué)緩釋藥物研究室提供。高效液相色譜儀，日本島津公司。

1.2 動(dòng)物分組處理 取人胰腺癌SW1990細(xì)胞置于含10% FBS、100 U/mL青霉素、100 ng/mL鏈霉素的DMEM培養(yǎng)液中常規(guī)培養(yǎng)。每隔2天換液1次，每4天傳代1次。取傳第10代對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞，制成密度為1×107個(gè)/mL的細(xì)胞懸液。取細(xì)胞懸液0.2 mL，接種于裸鼠右前肢近腋窩處。常規(guī)飼養(yǎng)1周，隨機(jī)將裸鼠分為粒子組、針劑組、基質(zhì)組、對(duì)照組，每組6只；粒子組通過(guò)穿刺針向瘤體內(nèi)注入絲裂霉素緩釋粒子1粒，針劑組通過(guò)穿刺針向瘤體內(nèi)注入注射用絲裂霉素0.1 mL(含絲裂霉素0.08 mg)，基質(zhì)組通過(guò)穿刺針向瘤體內(nèi)注入不含絲裂霉素的緩釋粒子1粒，對(duì)照組通過(guò)穿刺針向瘤體內(nèi)注入生理鹽水0.1 mL。各組均注射1次。

1.3 相關(guān)指標(biāo)觀察

1.3.1 瘤體體積 各組分別于治療前及治療3、6、9、12、14天[8]采用游標(biāo)卡尺測(cè)量瘤體長(zhǎng)徑、寬徑和厚度，計(jì)算瘤體體積(V)。V(mm3)=0.5×長(zhǎng)徑×寬徑×厚度。

1.3.2 瘤體內(nèi)藥物濃度 粒子組、針劑組治療14天，采用頸椎脫臼法處死，迅速分離瘤體，液氮中保存。采用高效液相色譜法[9]檢測(cè)瘤體內(nèi)絲裂霉素濃度。

1.3.3 安全性觀察 治療后觀察粒子組與針劑組體質(zhì)量、精神狀態(tài)以及瘤體局部變化(如有無(wú)局部破潰、壞死等)。

2 結(jié)果

2.1 各組治療前后瘤體體積變化 見表1。

表1 各組治療前后瘤體體積變化

注：與對(duì)照組同時(shí)間比較，*P<0.05；與基質(zhì)組同時(shí)間比較，#P<0.05；與針劑組同時(shí)間比較，△P<0.05。

2.2 粒子組與針劑組瘤體內(nèi)絲裂霉素濃度比較 粒子組瘤體內(nèi)絲裂霉素濃度為(0.76±0.41)ng/mL，針劑組瘤體內(nèi)絲裂霉素濃度低于檢測(cè)下限。兩組比較P<0.05。

2.3 安全性觀察 粒子組治療初期出現(xiàn)易疲倦，進(jìn)食稍減少，注射部位皮膚潮紅，體質(zhì)量有所下降，約2天后癥狀減輕，無(wú)死亡。針劑組治療后不久即出現(xiàn)活動(dòng)明顯減少、進(jìn)食減少、大便次數(shù)增多，瘤體局部皮膚有紅腫并可見少許滲液，約3天后癥狀減輕，體質(zhì)量持續(xù)減輕，治療5天死亡2只。

3 討論

近十幾年來(lái)，用于間質(zhì)化療的緩釋藥物制劑已在基礎(chǔ)研究中取得了重大突破，部分緩釋藥物制劑已經(jīng)在臨床上應(yīng)用，如植入用緩釋氟尿嘧啶。但該制劑體積較大，植入胰腺部位較為困難。絲裂霉素為臨床常用的細(xì)胞周期非特異性化療藥物之一，含有氮丙啶、氨甲酰和氨基醌三個(gè)活性基團(tuán)，具有烷化劑作用，可與DNA分子的雙螺旋形成交聯(lián)，破壞DNA結(jié)構(gòu)和功能，抑制DNA復(fù)制，繼而抑制腫瘤細(xì)胞增殖。目前，絲裂霉素的給藥途徑一般采用靜脈給藥。胰腺癌作為乏血供腫瘤，靜脈常規(guī)劑量給藥病灶內(nèi)局部藥物濃度很低，無(wú)法達(dá)到抑制腫瘤細(xì)胞增殖的最低藥物濃度。由于絲裂霉素的毒性較大，如果增加藥物劑量，易出現(xiàn)嚴(yán)重的全身毒性反應(yīng)。將絲裂霉素制成緩釋藥物，通過(guò)間質(zhì)化療的方法植入胰腺癌病灶，可提高胰腺癌病灶局部絲裂霉素濃度，不僅能提高治療效果，還能最大程度減少全身化療帶來(lái)的毒性反應(yīng)。Smith等[10]研究發(fā)現(xiàn)，胰腺癌小鼠腹腔或瘤體內(nèi)直接注射化療藥物均不能使腫瘤體積縮小，而采用間質(zhì)化療可使腫瘤體積明顯縮小。已有研究證實(shí)，采用吉西他濱、紫杉醇、絲裂霉素緩釋劑進(jìn)行間質(zhì)化療均能使腫瘤體積明顯縮小且毒性反應(yīng)較小[11～13]。間質(zhì)化療藥物植入方式多采用超聲內(nèi)鏡引導(dǎo)細(xì)針穿刺腫瘤組織注射抗腫瘤藥物[14～16]。5-氟尿嘧啶等多種抗胰腺癌藥物發(fā)揮局部抑瘤作用所需藥物體積較大，因此植入難度較大或無(wú)法完成。而絲裂霉素達(dá)到抑瘤作用所需藥物體積較小，粒子粒徑為0.465 mm，小于超聲內(nèi)鏡穿刺針內(nèi)徑，可經(jīng)超聲內(nèi)鏡穿刺針將絲裂霉素化療粒子注射到腫瘤組織，具有操作方便、創(chuàng)傷小等優(yōu)勢(shì)，更適于臨床應(yīng)用[17]。

本研究結(jié)果顯示，粒子組、針劑組治療6天開始瘤體體積明顯小于基質(zhì)組、對(duì)照組，隨著治療時(shí)間延長(zhǎng)，粒子組從治療9天開始瘤體體積明顯小于針劑組，說(shuō)明絲裂霉素緩釋粒子能明顯提高局部藥物濃度，發(fā)揮持續(xù)抑制腫瘤生長(zhǎng)作用。本研究還發(fā)現(xiàn)，粒子組瘤體內(nèi)絲裂霉素濃度明顯高于針劑組。同時(shí)，粒子組無(wú)死亡，且胃腸道等毒性反應(yīng)癥狀持續(xù)時(shí)間較針劑組短，說(shuō)明絲裂霉素緩釋粒子植入后藥物釋放平穩(wěn)，安全性較高。

綜上所述，絲裂霉素緩釋粒子能夠抑制裸鼠胰腺癌皮下移植瘤生長(zhǎng)，彌補(bǔ)了靜脈化療時(shí)病灶局部藥物停留時(shí)間短、藥物濃度低、利用效率低等缺點(diǎn)，還能減少全身毒性反應(yīng)。此外，絲裂霉素化療粒子粒徑小，可通過(guò)超聲內(nèi)鏡植入胰腺癌病灶內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了胰腺癌的間質(zhì)化療，為中晚期胰腺癌治療提供了一個(gè)新的方法。

參考文獻(xiàn)：

[1] Kamisawa T, Wood LD, Itoi T, et al. Pancreatic cancer[J]. Lancet, 2016,388(10039):73-85.

[2] Chen W, Zheng R, Baade PD, et al. Cancer statistics in China, 2015[J]. CA Cancer J Clin, 2016,66(2):115-132

[3] Siegel RL, Miller KD, Jemal A. Cancer statistics, 2016[J]. CA Cancer J Clin, 2016,66(1):7-30.

[4] Cheung RY, Rauth AM, Ronaldson PT, et al. In vitro toxicity to breast cancer cells of microsphere-delivered mitomycin C and its combination with doxorubicin[J]. Eur J Pharm Biopharm, 2006,62(3):321-331.

[5] Brem H, Mahaley MS Jr, Vick NA, et al. Interstitial chemotherapy with drug polymer implants for the treatment of recurrent gliomas[J]. J Neurosurg, 1991,74(3):441-446.

[6] Chen ZK, Lin LW, Weng XH, et al. Interstitial chemotherapy with ricin-loaded thermosensitive hydrogel in pancreatic cancer xenograft[J]. Hepatobiliary Pancreat Dis Int, 2009,8(4):418-423.

[7] Lawson HC, Sampath P, Bohan E, et al. Interstitial chemotherapy for malignant gliomas: the Johns Hopkins experience[J]. J Neurooncol, 2007,83(1):61-70.

[8] 劉青青，金震東，張敏，等.內(nèi)鏡超聲監(jiān)測(cè)5-氟尿嘧啶溫敏水凝膠治療胰腺癌的實(shí)驗(yàn)研究[J].中華消化內(nèi)鏡雜志，2013，30(1)：42-46.

[9] Di Stasi SM, Vespasiani G, Giannantoni A, et al. Electromotive delivery of mitomycin C into human bladder wall[J]. Cancer Res, 1997,57(5):875-880.

[10] Smith JP, Stock E, Orenberg EK, et al. Intratumoral chemotherapy with a sustained-release drug delivery system inhibits growth of human pancreatic cancer xenografts[J]. Anticancer Drugs, 1995,6(6):717-726.

[11] Okino H, Maeyama R, Manabe T, et al. Trans-tissue, sustained release of gemcitabine from photocured gelatin gel inhibits the growth of heterotopic human pancreatic tumor in nude mice[J]. Clin Cancer Res, 2003,9(15):5786-5793.

[12] Ruel-Gariépy E, Shive M, Bichara A, et al. A thermosensitive chitosan-based hydrogel for the local delivery of paclitaxel[J]. Eur J Pharm Biopharm, 2004,57(1):53-63.

[13] Hanyu F, Nakamura M, Takasaki T, et al. Clinical study of controlled-release preparation of mitomycin C in the treatment of inoperable cancer patients[J]. Gan To Kagaku Ryoho, 1988,15(11):3087-3093.

[14] Verna EC, Dhar V. Endoscopic ultrasound-guided fine needle injection for cancer therapy: the evolving role of therapeutic endoscopic ultrasound[J]. Therap Adv Gastroenterol, 2008,1(2):103-109.

[15] Levy MJ, Alberts SR, Bamlet WR, et al. EUS-guided fine-needle injection of gemcitabine for locally advanced and metastatic pancreatic cancer[J]. Gastrointest Endosc, 2017,86(1):161-169.

[16] Sun S, Wang S, Ge N, et al. Endoscopic ultrasound-guided interstitial chemotherapy in the pancreas: results in a canine model[J]. Endoscopy, 2007,39(06):530-534.

[17] Giuliani F, Di Maio M, Colucci G, et al. Conventional chemotherapy of advanced pancreatic cancer[J]. Curr Drug Targets, 2012,13(6):795-801.