食管癌和肺癌患者血清TGF-β1、PDGF-B、IL-10預(yù)測放射性肺炎的初步臨床觀察

常曉龍 文景麗 桑茂忠 劉 杰 姜迎霄 郭英華 馬瑞忠 郝福榮 王明臣

1 濰坊市人民醫(yī)院放療科(濰坊 261041) 2 東營市人民醫(yī)院腫瘤科(東營 257091)

放射治療是肺癌和食管癌治療的主要手段之一。然而，胸部放射治療可以引起肺部的損傷(radiation induced lung injury RILI)。放射治療引起的肺損傷包括急性反應(yīng)：急性放射性肺炎(radiation pneumonitis，RP)以及慢性反應(yīng)：肺纖維化[1]。RP是胸部腫瘤放療后最常見的并發(fā)癥，也是放療劑量的限制因素之一，因此也限制了腫瘤劑量，降低了腫瘤的局部控制率和患者生活質(zhì)量。雖然醫(yī)學(xué)影像學(xué)技術(shù)、放射治療技術(shù)及放療設(shè)備有了較大的提高和改進，但仍有15%的患者在胸部照射后出現(xiàn)放射性肺炎和后續(xù)的肺纖維化[2]。研究發(fā)現(xiàn)一系列細胞因子參與了RP和肺纖維化的過程。但目前尚缺乏這些細胞因子與放射性肺損傷的臨床關(guān)系研究。本文旨在通過觀察肺癌、食管癌患者放療前、放療過程中血清TGF-β1、PDGF-B、IL-10濃度變化，RP發(fā)生，分析以它們之間的關(guān)系，探尋其對RP的預(yù)測價值。

1 資料與方法

1.1 病例選擇及一般資料

收集濰坊市人民醫(yī)院放療科2014年3月—2014年7月間收治的原發(fā)性食管和肺癌患者。所有患者放療前均完成病史采集、體格檢查、腫瘤標(biāo)志物、生化、三大常規(guī)、肺功能測定、胸部CT、腹部彩超或CT、心電圖、ECT骨掃描、顱腦MRI檢查，明確病情。入組標(biāo)準(zhǔn)：①經(jīng)病理學(xué)確診為肺癌或食管癌，均適合并同意行原發(fā)灶放射治療；②KPS評分≥70分；③預(yù)計生存期>半年；④同意參加實驗的患者。排除標(biāo)準(zhǔn)：①已發(fā)生遠處臟器轉(zhuǎn)移；②胸部二次放療者；③臨床資料不全者；④未按計劃完成放療者；⑤合并放療禁忌癥者。

共入組患者30例，剔除10例,納入分析20例，中位年齡60歲(50～81歲)，其中男18例(90.0%)，女2例(10.0%)；6例合并高血壓病史，2例合并胃潰瘍病史，4例外傷骨折病史；肺癌8例(肺腺癌3例，其中術(shù)后1例，肺小細胞肺癌4例，肺鱗癌1例)，臨床分期均為Ⅲ期(AJCC第七版癌癥分期)，食管癌12例(胸上段食管癌4例，中段食管癌7例，下段食管癌1例，全部為食管鱗癌)，病變中位長度5 cm(3.5～12 cm)；吸煙者16例(80.0%)；放療前行誘導(dǎo)化療者肺癌7例，食管癌3例，化療方案為含鉑方案，中位化療周期1.5(1～8)；中位放療劑量60.0 Gy(40.0～66.0 Gy)。隨訪截止日期2014年10月1日。

1.2 放療基本情況

采用3～7野共面三維適形或調(diào)強放射治療，由主任或副主任醫(yī)師確認(rèn)放療計劃，100%處方劑量覆蓋95%PTV。危及器官限量：脊髓最大劑量≤45 Gy，全肺V20≤35%，全肺V30<20%，平均劑量≤18 Gy，心臟D1/3≤50 Gy，或心臟V45≤67%。根據(jù)患者的病情及放射治療目的確定處方劑量為40～66 Gy，單次劑量1.8～2.0 Gy/天，1次/天，5次/周，共4～6.5周完成，采用VARIAN clinac 23-EX直線加速器治療。

1.3 RP評價

放射治療18～23次時、放射治療結(jié)束后1月時，或放療開始90天內(nèi)有RP征兆時復(fù)查胸部CT，按美國腫瘤放射治療協(xié)作組(Radiation Therapy Oncology Group，RTOG)標(biāo)準(zhǔn)評價RP分級[3]。

1.4 血液細胞因子的測定

分別在放射治療前、放療中(放療5、10、15、20次時)及放療結(jié)束后1月時，應(yīng)用EDTA防凝管采集清晨空腹血液標(biāo)本4 mL，4 ℃低溫冷藏，于采集標(biāo)本4 h內(nèi)離心5min(轉(zhuǎn)速為3 000 r/min)后，取上層血清標(biāo)本置于-80 ℃低溫冰箱中凍存?zhèn)溆谩＿x用TGF-β1、PDGF-B、IL-10 ELISA試劑盒(美國 R&D Systems 公司)，按照試劑盒提供的標(biāo)準(zhǔn)操作流程進行標(biāo)準(zhǔn)曲線制定，預(yù)實驗和正式試驗。

1.5 統(tǒng)計方法

2 結(jié) 果

2.1 臨床概況

20例患者中位隨訪時間4月(1～5.3月)，隨訪率為100%，其中9例(45.0%)患者發(fā)生RP，1級7例(35.0%)，2級2例(10.0%)，無3級及以上RP發(fā)生。各級RP間的V20、V30、MLD有差異，但在年齡(≥60歲與<60歲)、性別、吸煙史、化療史、放療總劑量(≥60 Gy與<60 Gy)、病種類型、V5、V10、V40方面均無差異，見表1。

表1 各級急性放射性肺炎的臨床特征

MLD:Mean Lung Dose;Vx:某器官超過×Gy劑量的體積百分比

2.2 食管癌和肺癌患者放療不同時期血清3種細胞因子濃度的變化

配伍組方差分析顯示，食管癌和肺癌患者放療前、放療中(放療5、10、15、20次時)及放療后1月3種細胞因子血清濃度不同程度波動，均無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)，但各患者之間血清TGF-β1、PDGF-B、IL-10濃度差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，見表2。

2.3 食管癌和肺癌放療患者各時期各級RP間血清細胞因子濃度比較

以放療時期、RP為影響因素的雙因素方差分析顯示，放療不同時期血清IL-10濃度差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.648)，不同級別RP間血清IL-10濃度差別有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.037)，見表3，進一步行兩兩比較示2級RP與1級RP、無RP患者血清IL-10濃度有差別(P<0.05)，見表4。同樣的分析顯示，不同級別RP間血清TGF-β1、PDGF-B濃度差別均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，不同時期血清TGF-β1、PDGF-B濃度差異亦均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),見表3。

表2 食管癌和肺癌患者血清細胞因子濃度放療前中后變化

表3 食管癌和肺癌患者血清3種細胞因子各時期急性放射性肺炎分級間比較

2.4 食管癌和肺癌放療患者血清細胞因子濃度與RP相關(guān)性

以放療時期為控制因素，對食管癌和肺癌放療患者血清細胞因子濃度與RP發(fā)生行偏相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，血清IL-10濃度與RP發(fā)生呈正相關(guān)(P<0.05)，血清TGF-β1、PDGF-b濃度與RP發(fā)生無相關(guān)性，見表5。

表4 食管癌和肺癌患者各時期急性放射性肺炎 分級間血清IL-10兩兩比較(pg/mL)

表5 食管癌和肺癌患者血清細胞因子濃度與 急性放射性肺炎分級的偏相關(guān)分析

3 討 論

3.1 臨床及劑量因素與放射性肺損傷的發(fā)生

胸部腫瘤放射治療者約有1/5～1/3的患者發(fā)生癥狀性RP，其發(fā)生嚴(yán)重影響并限制了臨床有效放射治療劑量的應(yīng)用。眾多研究表明，年齡、性別、治療前基礎(chǔ)肺功能、慢性阻塞性肺疾病史、體力狀態(tài)評分、吸煙史、劑量分割方式、放療方式、腫瘤分期、腫瘤病理類型、腫瘤位置、腫瘤大小、是否接受化療、是否同步放化療等臨床因素可能與RILI的發(fā)生有關(guān)，但也有研究得出不同結(jié)論[4- 9]。本研究中RP的發(fā)生率為45.0%，有臨床意義的2級及以上RP發(fā)生率10%，低于相關(guān)文獻報道。本研究中各級RP間在年齡、性別、吸煙史、化療史、放療總劑量(≥60 Gy與<60 Gy)、病種(食管癌、肺癌)方面未見統(tǒng)計學(xué)差異，為各級RP間血清細胞因子提供了合理比較的基礎(chǔ)，但也不排除影響因素多而樣本量小的因素。

3.2 血清中細胞因子濃度與放射性肺損傷的發(fā)生

大量實驗研究表明，RILI實質(zhì)上是由放射線引起肺內(nèi)Ⅱ型肺泡上皮細胞、毛細血管內(nèi)皮細胞、巨噬細胞及成纖維細胞等受損靶細胞參與，多種細胞因子介導(dǎo)的炎癥和纖維化過程。RP主要由TGF-β1、TNF-α、白介素等細胞因子參與發(fā)生的急性炎癥反應(yīng)[10-11]。由此可見，在RILI發(fā)生發(fā)展的整個過程中，細胞因子誘發(fā)的級聯(lián)反應(yīng)是發(fā)生RILI的決定因素。血清細胞因子含量檢測具有便捷、快速、廉價的特點，放療前、中及后細胞因子含量的檢測有助于篩檢、預(yù)測發(fā)生RILI的高危人群，制定個性化的優(yōu)化治療方案，降低RILI的發(fā)生率。本研究初步觀察了食管癌和肺癌患者放療過程中TGF-β1、TNF-α、IL-10血清濃度動態(tài)變化，探討其對RP發(fā)生的預(yù)測價值。

TGF-β1是一種由肺泡巨噬細胞產(chǎn)生并釋放的細胞因子，能通過一系列自分泌及旁分泌的方式刺激成纖維細胞增殖，調(diào)節(jié)膠原的轉(zhuǎn)錄及翻譯的過程，使其產(chǎn)生細胞基質(zhì)蛋白，并誘導(dǎo)肺結(jié)締組織生長因子出現(xiàn)高水平表達狀態(tài)，進而促進肺纖維化的發(fā)生和加速[12]。在多種因素(如環(huán)磷酰胺、射線、腫瘤)導(dǎo)致的肺損傷中，均發(fā)現(xiàn)TGF-β1含量存在不同程度的升高[13]。有臨床研究表明，食管癌和肺癌患者放療過程中TGF-β1在放療過程有波動，其動態(tài)變化與RP的發(fā)生有關(guān)，發(fā)生RP者的TGF-β1較未發(fā)生者明顯升高[5]，并且放療結(jié)束后血清TGF-β1水平恢復(fù)到放療前水平或降至正常意味著治療后發(fā)生肺部并發(fā)癥的風(fēng)險降低[14]。但也有臨床研究未見TGF-β1與RP發(fā)生相關(guān)。本研究顯示食管癌和肺癌患者血清TGF-β1水平在放療前較健康成人高(P<0.05)，放療過程中有波動，但放療不同時期間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，未見與RP發(fā)生相關(guān)(P>0.05)。

IL-10在體內(nèi)主要是由單核巨噬細胞、T淋巴細胞、B淋巴細胞等多種炎性細胞產(chǎn)生的抗炎細胞因子，它的主要功能是通過阻斷炎性細胞因子的產(chǎn)生，下調(diào)炎性反應(yīng)的發(fā)生。一方面，IL-10能保護機體組織器官在炎性反應(yīng)過程中不會產(chǎn)生過度的病理性改變，另一方面可抑制機體的免疫應(yīng)答，對病原微生物的清除能力降低，為腫瘤生長營造合適的環(huán)境[9]。但也有研究發(fā)現(xiàn)IL-10具有免疫刺激作用[14-15]。但IL-10與RP關(guān)系的臨床研究鮮見。本研究中食管癌和肺癌患者血清IL-10在放療前、放療中及放療結(jié)束后1月均較健康成人高約50%以上(P<0.05)，在放療不同時期無顯著變化(P>0.05)，但各級RP間IL-10濃度有顯著差異(P<0.05)，且二者間存在偏正相關(guān)關(guān)系。

PDGF是于1974年發(fā)現(xiàn)的一種刺激結(jié)締組織等組織細胞增長的肽類調(diào)節(jié)因子，當(dāng)血液凝固時由崩解的血小板釋放并被激活，具有刺激特定細胞的趨化及促進特定細胞的生長的活性。此外，在組織受到損傷后巨核吞噬細胞、血管平滑肌細胞、成纖維細胞、內(nèi)皮細胞、胚胎干細胞等也可以合成并釋放PDGF。人類PDGF是由兩條獨立的多肽鏈A、B借二硫鍵相連構(gòu)成的同型或異型二聚體，這使PDGF具有多種形式的二聚體結(jié)構(gòu)，如PDGF-AB、PDGF-A或PDGF-B等。在人體內(nèi)主要是結(jié)締組織細胞具有PDGF表面受體，如血管平滑肌細胞、成纖維細胞等，是結(jié)締組織的促分裂劑，較低濃度的PDGF即可激活成纖維細胞的分裂增殖。研究發(fā)現(xiàn)在肺內(nèi)PDGF與TGF-β起協(xié)同作用，能夠?qū)Τ衫w維細胞的增殖及細胞外基質(zhì)含量的變化進行調(diào)控，并且RP及肺纖維化進程中，肺泡巨噬細胞產(chǎn)生大量的PDGF-B，并且成劑量依賴性，其濃度的增加對肺成纖維細胞有明顯的趨化作用[19]。本研究顯示，食管癌和肺癌患者放療前血清PDGF-B水平較健康成人高約40%(P<0.05)，但放療不同時期無變化(P>0.05)，未見與RP發(fā)生相關(guān)(P>0.05)。

因此，本前瞻性初步研究提示食管癌和肺癌患者放療前血清TGF-β1、PDGF-B、IL-10濃度較健康成人組升高；食管癌和肺癌放療患者血清IL-10濃度在不同RP分級間有統(tǒng)計學(xué)差異，且呈偏正相關(guān)關(guān)系，有望成為RP的預(yù)測因子。但由于樣本量較小，且RP臨床研究的混雜因素多，有待擴大樣本量進一步研究。