高频加氧雾化吸入顺铂法治疗肺癌的临床及药代动力学研究

癌症 2000年第4期第19卷 基础研究

作者：任宪卫　刘炀 华新民　刘建阳　王启文　徐力　高锐　朱轶　卢卫平　李志超　毕晓颖　李国富

单位：华新民　刘建阳　王启文　徐力　任宪卫　刘炀　高锐　朱轶　卢卫平（吉林省肿瘤医院胸一科，吉林　长春　130012）；李志超　毕晓颖　李国富（白求恩医科大学毒理研究所，吉林　长春　130021）

关键词：肺肿瘤/药物治疗；顺铂/药代动力学；超声雾化；高频通气

　　【摘要】目的：探讨高频加氧雾化吸入顺铂对肺癌的治疗效果及药代动力学特点。方法：以高频呼吸机联动超声雾化器雾化顺铂经口吸入的方法治疗肺癌并进行临床及实验药代动力学研究。结果：68例肺癌中CR（完全缓解）4例(5.9％)、PR（部分缓解）43例(63.2％)、RR（缓解率）69.1％;另有气管癌1例疗效达PR，袖式肺切除吻合口癌残留2例均达CR。全组71例RR70.4％(50/71)。药代动力学：(1)临床部分:支气管中顺铂含量最高,是肺组织20～30倍;肿瘤及区域淋巴结含量居中,是肺组织的5～10倍;血浆中顺铂含量低于检测浓度。(2)动物实验部分：①雾化吸入组气管及肺顺铂含量最高，其次是区域淋巴结，肝、肾、心、骨含量最低，血浆中顺铂低于检测浓度。②静脉注入组肾及肝中顺铂含量最高，分别是肺组织的5.5倍及1.7倍，而气管、肺、食管、区域淋巴结、心及骨顺铂含量接近，血浆中顺铂含量超过骨,接近心脏。结论：高频加氧雾化吸入顺铂治疗肺癌疗效好，而毒副反应低。

　　中图分类号：R734.2;R730.53　文献标识码：A　文章编号：1000－467X(2000)04－0378－05

The clinical and pharmacokinetic study of DDP nebulized inhalation associate with high frequency oxygen therapy for lung cancer

HUA Xin-min　LIU Jian-yang　WANG Qi-wen　et al.

　　（First Thoracic Department of Jilin Province Cancer Hospital, Changchun 130012, P.R.China）

　　【Abstract】 Objective: To investigate the effect and pharmacokinetic of nebulization chemotherapy with DDP for lung cancer. Methods： 1. Clinical therapy:The drug fluid consists of DDP 10 mg, ephedrine 30 mg chemotrypsin 4000 u, Dexamethason 5 mg, gentamycin 40000 u, in 0.9％ saline. The nebulization was achieved by ultrasonic nebulizer with high frequency diffusion ventilation combined with spurting oxygen. 2.Pharmacokinetics:(1)Clinical part:Inhalation was given to lung cancer patient 2 h before operation.The levels DDP in tissues were determined. (2) Experimental part: Nebulized inhalation or intravenous injection of DDP 5 mg/kg were given to rabbits which divided in to two groups. The rabbits were sacrificed at 30, 60, 120, and 240 min, and DDP levels in tissues were determined. Result： 1. Clinical therapy:the patients were given 1～ 3 courses of inhalation therapy, mean 1.6 courses. In 68 patients of central and peripheral lung cancer, CR were obtained in 4 and PR in 43, with total RR of 69.1％ . In addition, 1 tracheal cancer parient obtained PR and 2 patients of residual cancer after anastomotic stoma post sleeve lobectomy were CR.All patients had not any toxic reaction but 16 patiets had slight nausea.2.Pharmacokinetics.(1)Clinical part :DDP level in bronchial tissue was the highest with 20 to 30 times higher than that in lung tissue.The DDP levels in tumor tissue and regional lymphonodes were median, and 5 to 10 times higher than that in lung tissue. The DDP level in serum was the lowest and lower than the detectable level. (2) Experimental part: a.In the group of aerosol inhalation, DDP levels in tracheal and lung tissue were the highest, in regional lymphonodes were moderate, while in liver, kidney, heart, and bone tissue were the lowest. The level of DDP in serum was undetectable. b.In intravenous injection group DDP level was highest in kidney and liver, that was 5.5 or 1.7 times higher than that in lung tissue. The level of DDP in trachea and lung, esophagus, regional lymphonodes, heart, and bone tissue was aproximately the same.The DDP level in serum was higher than that in bone tissue but approximately equal to that in heart. Conclusion: Inhalation chemotherapy of DDP nebulization with high frequencey ventilation with spurting oxygen for lung cancer the patient is effective without adverse effects. The drugs will be retained mostly in tissue of bronchial tumor and regional lymphonodes.

　　Key words: Lung cancer/drug therapy; DDP/pharmacokinetic; Ultrasonic nebulization; HFV

　　理想的化疗方法应是能使抗癌药物直接并持续高浓度聚积在肿瘤组织中，最大限度地发挥药物对癌细胞的杀伤效应，而对其它组织器官没有不良作用。1983年，由Tatsumura等^[1,2]首创的雾化吸入化疗法就具备此特点。自1993年10月以来，我们采用高频加氧雾化吸入顺铂的方法治疗肺癌使其临床效果有较大提高，通过药代动力学研究以揭示其临床效果产生的机理及特点。

　　1　材料和方法

　　1.1临床治疗观察

　　选择不能或不接受手术的肺癌病人共68例，其中男53例，女15例。年龄36～68岁，平均51.2岁。均为初治者，其中中心型肺癌42例、周围型肺癌26例；病理分类鳞癌23例、腺癌13例、小细胞癌21例、肺泡癌2例、未分型9例；临床分期Ⅱ期5例，Ⅲa期36例，Ⅲb期21例，Ⅳ期6例。合并阻塞性一侧肺不张者不予选择。另有气管中段癌1例及袖式肺叶切除术后吻合口癌残留2例，共71例进行该法治疗。其方法是将顺铂10mg、麻黄碱30mg、糜蛋白酶40000u、地塞米松5mg、庆大霉素4万单位混合加生理盐水20ml为雾化液，将高频呼吸机（江西第五机床厂制造KR-Ⅲ(MC)型）输出管通过雾化器输出管腔置于管口处，当启动雾化器时高频呼吸机以1.5Kpa压力，100/分频率喷氧与雾化气一同经口吸入，直至全部雾化液吸尽为止（约20min），每日2次，15日为一疗程。为了防止顺铂对口腔粘膜损伤及误咽，每次治疗前用牛乳嗽口，结束治疗后用清水反复嗽口清洗，在治疗中及冲洗口腔前不得吞嗽口水及痰。

　　1.2药代动力学研究

　　1.2.1临床药代动力学研究：取中心型及周围型肺癌各12例，共24例在手术前2h按上述雾化液配方及方法吸入治疗1次，手术切除标本后解剖取出所需组织，置于-40℃冷藏待测。

　　1.2.2动物药代动力学研究：雾化吸入组：大耳白兔24只均分为4组，每组6只，置于密封舱内，将顺铂按5mg/kg溶于生理盐水20ml中，按上述高频加氧雾化吸入方法将雾化液吸尽为止。分别在30min、60min、120min、240min以击打后头部方法处死一组动物，解剖取出所需组织，置于-40℃冷藏待测。静脉给药组：大耳白兔24只均分为4组，每组6只，将顺铂按5mg/kg溶于生理盐水20ml中，从耳静脉注入，分别于30min、60min、120min、240min以击打后头部方法处死一组动物，解剖取出所需组织，置于－40℃冷藏待测。

　　1.2.3标本检测：样品经自控电热消化器湿法消解处理，用日立公司产品Z-800型偏振塞曼原子吸收分光光度计进行检测。分析条件：灯电流12.5mA、波长265.9nm、狭缝0.4nm、载气流速200ml/min、中断气体30ml/min。干燥：80～800℃、30s；灰化:1500℃、30s；原子化：2700℃、10s；清除：2800℃、3s；检测限：0.01μg/ml；精密度(RSD)：＜12％；回收率：90％～95％；标准曲线相关系数：0.9922。

　　1.3气管镜及组织学检查

　　本项检查目的是了解雾化吸入顺铂对口咽、气管粘膜、肺泡以及其它组织器官是否有组织损伤。其方法是临床行顺铂雾化吸入化疗者，观察并以支气管镜检查有无口腔、鼻咽、喉、气管及支气管粘膜损伤，并争取手术后对切除标本进行组织学检查。实验动物每组抽取1个动物的标本系列进行组织学检查。

　　2　结果

　　2.1临床治疗效果

　　肺癌68例，每例经1～3个疗程，平均1.6个疗程高频加氧雾化吸入顺铂化疗。根据WHO制定的实体肿瘤疗效分级标准其疗效为CR4例、PR43例，缓解率（CR＋PR）69.1％（47/68）。各种临床及病理因素对此疗法效果影响见表1。缓解者有2例行肺切除手术。另外，1例气管中段鳞癌经此疗法治疗其疗效达PR，另有2例袖式肺叶切除吻合口残留癌（鳞癌），经此法治疗均达到CR，经支气管镜病理检查亦未发现癌细胞，1例现已无瘤生存达42个月，另1例经余肺切除吻合口病理检查为阴性。

表1　各种临床及病理因素对治疗效果影响统计表

　　毒副反应：仅16例在治疗中出现轻度恶心，余无其它毒副反应。2.2药代动力学检测结果

　　2.2.1临床药代动力学检测结果见图1所示。

图1　肺癌术前2小时雾化吸入顺铂标本组织中药物含量（μg/g）

　　2.2.2实验药代动力学检测结果见图2、图3所示。

图2　顺铂雾化吸入不同时间家兔各脏器药物含量（μg/g）

图3　顺铂静脉注入不同时间家兔各脏器药物含量（μg/g）

　　2.3气管镜及组织学检查结果

　　所有接受顺铂雾化吸入化疗者经观察没有发现口腔、咽颊粘膜炎，有24例接受支气管镜检查确定疗效（图4、5、6），没有发现气管、支气管粘膜损伤者。实验动物经大体及显微镜检查者亦未发现损伤性组织学改变。

图4　病例20694，男，47岁，右中心型肺癌侵及隆突行顺铂雾化吸入治疗

　　a为治疗前支气管镜摄片，b为治疗后摄片。

5　病例19241，男，61岁，右中下肺叶袖式切除吻合口癌残留行顺铂雾化吸入治疗

　　a为治疗前支气管镜摄片，b为治疗后摄片。

6　病例19965，男，26岁，右下肺癌行顺铂雾化吸入治疗

　　a为治疗前支气管镜摄片，b为治疗后摄片。

　　3　讨论

　　3.1疗法的原理及特点

　　雾化吸入化疗的原理是，在正常情况下气管肺泡系统分布的丰富的毛细血管网及淋巴网具有很强的吸收功能，而气管及支气管系统的纤毛通过不断摆动把气道内的分泌物连同粘附的异物排出体外。Tatsumara等^[3]通过同位素扫描及电子显微镜研究，发现肺癌时肿瘤通过直接侵犯或分泌物使纤毛运动受到破坏或干扰，排斥运动受到影响。雾化吸入治疗时局部含药雾滴滞留时间长，吸收药量较正常部位多，又加之肿瘤新生血管较多，血管内皮细胞结构疏松，缺乏平滑肌等外层组织，故吸收及储存能力均高于正常组织，检测发现肿瘤组织中药物含量高于正常肺组织5～15倍，故此疗法治疗肺癌时有疗效高而毒副反应低的特点。

　　高频加氧雾化吸入顺铂化疗法是在以上疗法基础上改进发展而形成的，改进之处主要有3个方面。

　　3.1.1以顺铂替代5-Fu提高雾化吸入疗法效果的机制:①顺铂为周期非特异性药物，是目前治疗肺癌最有效药物之一，对癌细胞杀伤能力强于5-Fu，顺铂单药治疗肺癌有效率在27％～40％之间，5-Fu单药治疗肺癌有效率在8％左右^[4,5]。②药物体内半减期（半衰期）顺铂较5-Fu长，5--Fu体内半减期为15～20min，而顺铂半减期在58～73h^[6]，则顺铂在癌灶内更易聚积提高含量，而作用时间亦更长。③在雾化吸入化疗中抗癌药物是以渗透扩散方式进入癌组织的，所以药物的渗透能力对其疗效影响甚大。在诸多抗癌药中顺铂的组织渗透能力最强，可渗透50个细胞层^[7]，故顺铂较5-Fu更易进入癌组织发挥作用。

　　3.1.2高频喷射氧提高雾化吸入疗法效果的机制：①由于高频喷射通气有加强气道的纵向对流及放射状弥散作用^[8,9]，故在雾化吸入疗法中辅以高频喷射氧，既可提高对药物吸收能力，又扩大了吸收空间，使靶区组织药物含量增加。②因为直径5μm以下的雾滴方可进入肺泡^[1]，高频振荡作用可使较大的雾化颗粒分裂成小颗粒，提高其扩散能力，增加被机体吸收机会。③氧有增敏作用^[10～12]，可以提高肿瘤中乏氧癌细胞对化疗药物的反应能力，增加药物对癌细胞的杀伤力，并可减轻或推迟癌细胞的耐药反应。

　　3.1.3在吸入液中添加血管平滑肌活性药物对提高本疗法效果的机制:糜蛋白酶主要是清除气管及肿瘤表面的蛋白分泌物，使含药雾滴能接近肿瘤表面增加药物吸收。麻黄碱及地塞米松可以使细小支气管扩张以利雾滴进入肺内，又可以使正常组织血管收缩减少其吸收功能以降低损伤，由于肿瘤组织内血管缺乏或没有平滑肌及肾上腺素能神经^[13～15]对神经体液调节缺乏反应能力，故不会影响肿瘤组织对药物的吸收能力，这样就可以保证治疗效果而又减轻机体的毒副反应。本组肺癌病例缓解率达69.1％（47/68），如包括2例袖式肺叶切除吻合口癌残留及1例气管中段癌其缓解率可达70.4％（50/71），较Tatsumura雾化吸入法疗效提高近10个百分点。影响本疗法效果的临床病理因素中，肿瘤部位最为重要，本组肺癌病例中缓解率在中心型肺癌为78.6％，周围型肺癌为53.6％，统计学处理其差异有显著性（P＜0.01，χ²=11.34）。

　　3.2本疗法药代动力学特点

　　3.2.1临床药代动力学特点（图1）：①中心型肺癌药代动力学特点：不同组织顺铂含量差异有高度显著性（P＜0.01，F=10.593），其中支气管系统顺铂含量最高，肿瘤组织及区域淋巴结含量次之，正常肺组织含量最低，其含量仅为肿瘤及区域淋巴结含量的1/10(0.519∶0.06)，约为支气管系统含量的1/30(1.685∶0.06)，而血浆中顺铂含量低于可测浓度以下。②周围型肺癌药代动力学特点:不同组织间顺铂含量差异有高度显著性（P＜0.01,F=5.009).顺铂含量为肿瘤及区域淋巴含量的1/5(0.203:0.056),为支气管系统含量的1/20(1.308:0.056).血浆中顺铂含量也低于可不则浓度以下。③中心型及周围型肺癌药代动力学对照分析：共性部分：在组织中顺铂含量顺序排列上相同，而血浆中含量均低于检测浓度以下，所以此疗法对两种类型肺癌治疗均有高效低毒副反应的特点。特异性部分：中心型肺癌除正常肺组织、其它各组织顺铂含量均高于周围型肺癌1.3～2.8倍。其中肿瘤组织顺铂含量中心型肺癌为周围型肺癌的2.5倍，这说明了此疗法对于中心型肺癌的效果要高于周围型肺癌。

　　另外尚须指出本研究中样品中顺铂含量仅为1次雾化吸入的结果。而在临床治疗中由于采用每日吸入2次，连续15天的方法，故累积在靶组织中顺铂含量定会超出此数值。

　　3.2.2实验药代动力学特点:①顺铂雾化吸入组药代动力学特点。如（图2）所示，食管组织顺铂含量最高，这是由于动物在实验中不断舔食雾滴所致。在临床应用中嘱病人在治疗中勿吞咽口水，治疗后彻底清洗口腔就可避免。除食管外顺铂含量最高的是气管和肺，其次是淋巴结，而肝、心、骨仅含微量顺铂最低，血浆中顺铂含量低于可测浓度，可见雾化吸入化疗时药物基本集中在所需的靶器官内，而其它器官含量甚低，故产生高效低毒副反应的效应。②顺铂静脉注入组药代动力学特点。如（图3）所示，肾脏中顺铂含量最高，是肺组织含量的5.5倍；其次是肝脏，其顺铂含量是肺组织的1.7倍多；而气管、肺、食管、淋巴结、心脏及骨中顺铂含量相近，其药代动力曲线有交叉；血清中顺铂含量在各时相均可测得，其最高含量曾超过骨、接近心脏顺铂含量。这就表明了在顺铂静脉注入化疗时，肺内肿瘤被有效浓度的顺铂控制的同时，其它脏器几乎在相同甚至更高的顺铂浓度中受到损伤，其疗效必然建立在机体严重损伤基础上。

　　在高频加氧雾化吸入顺铂治疗肺癌过程中，由于顺铂主要聚积在支气管、肿瘤及区域淋巴结内，其中支气管顺铂含量为正常肺组织的20倍（周围型肺癌）、30倍（中心型肺癌）；肿瘤及区域淋巴结顺铂含量为正常肺组织的5倍（周围型肺癌）、10倍（中心型肺癌），其它器官组织含量甚微，故较静脉注入法顺铂主要聚积在肝肾等器官不同，有疗效高而毒副反应低的优点。本疗法操作简单，无须特殊昂贵的仪器设备，便于推广。另外，由于本疗法几乎无毒副反应，所以病人可以同时接受静脉化疗或放疗，其疗效还会有大幅度提高。同时也提示本疗法对口、咽、喉等处恶性肿瘤亦有疗效。

　　（本课题研究中得到陈纯义主任医师指导及冯乐平主治医师的协助，谨表谢意）

　　基金项目：本课题受吉林省科委基金(963006－2号)资助

　　通讯作者：华新民　Tel:86－431－5521702　Fax:86－431－5521947　E－mail:bohony@public.ccjl.cn

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收稿日期：1999－09－10

　　修回日期：1999－12－10