电脉冲化疗治疗人前列腺癌裸鼠移植瘤

中华实验外科杂志 1999年第6期第16卷 前列腺外科

作者：常喜华　王金国　单纯玉　孙辉

单位：常喜华　王金国　130031　长春，白求恩医科大学第三临床学院泌尿外科，；单纯玉　中心仪器室；孙辉　基本外科

　　关键词： 电穿孔；电脉冲；电刺激疗法；化学治疗

Pingyangmycin (bleomycin A5)-mediated electrochemotherapy for human prostate cancer cell line PC-3M in athymic mice

CHANG Xihua, WANG Jinguo, SHAN Chunyu, et al.

　　department of Urology, Teaching Hospital, Norman Bethune University of Medical sciences, Changchun 130031

　　【Abstract】　Objective　To investigate the efficacy of electrochemotherapy combined with Pingyangmycin (bleomycin a5) for the treatment of human prostate cancer cell line PC-3M in nude mice.Methods　The nude mice bearing PC-3M tumor in bilateral back hypodermis were randomly divided into 5 groups: (1) P-E-/P+E-, (2) P-E-/P-E+, (3) P-E-/P+E+, (4) P+E-/P+E+, (5) p-E+/P+E+. P-E-=no treatment, P+E-=intratumoral Pingyangmycin, P-E+=application of electric pulses to the tumor, P+E+=electrochemotherapy: intratumoral pingyangmycin plus application of electric pulses.Results　Five mice in the P+E+ treatment group showed partial remission and 3 complete remission. While in P-E-, P+E- or P-E+ group, no remission was found in mice.Conclusion　Pingyangmycin-mediated electrochemotherapy was an efficient therapy for subcutaneous tumors, and it is expected to be suitable for the treatment of human prostate cancer.

　　【Key words】　Electroporation Electric stimulation therapy Chemotherapy Antineoplastic antibiotics Prostate neoplasms　　Mice, nude

　　瞬间高电压的电脉冲(electricpulse, EP)可使细胞膜上形成暂时可逆性的穿孔，即电穿孔(electroporation)，能将目的DNA或RNA导入细胞^［1］。我们利用平阳霉素(PYM)与EP相结合进行雄激素非依赖性前列腺癌裸鼠移植瘤的治疗，现将结果报道如下。

　　材料和方法

　　1. 肿瘤细胞系　人雄激素非依赖性前列腺癌细胞系PC-3m购于北京医科大学泌尿外科研究所，接种于25ml培养瓶内，培养液为含体积分数10%小牛血清的IMDM液，置37℃体积分数5%CO₂孵箱内培养，每2～3天换液1次，每5～6天消化(0.25%胰酶+0.02%EDTA)、传代。

　　2. 实验动物　4～6周龄雄性BALB/c-nu/nu裸小鼠12只，购于中国医学科学院实验动物研究所。饲养于恒温(25～27℃)、恒湿(40%～50%)的SPF层流架中，用高压灭菌的标准饲料和水供动物自由食用。

　　3. 药物及仪器　平阳霉素(天津河北制药厂)。电脉冲治疗仪：由直流稳压电源(日产PAV-2000S型)、电脉冲发生器和针状银电极(由本院中心仪器室研制)共3部分组成。变压器主要技术指标为电压0～2500Volts；电脉冲发生器主要技术指标为脉冲时值4～400us，脉冲幅度0～2500V，脉冲次数0～15次，且为方波脉冲；电极为平行针组电极。

　　4. PC-3m裸鼠皮下移植模型的建立　将对数生长期的PC-3m细胞消化，制成单细胞悬液，调整细胞密度为1×10⁷个/ml，接种0.2ml于裸鼠颈背部皮下。待肿瘤长至直径1cm时，手术取出，切成直径2mm小块，于裸鼠双侧颈背部皮下分别植入，待移植瘤长至直径6～8mm时将裸鼠随机分5组进行实验。

　　5. 治疗过程　左侧与右侧肿瘤分别给予如下治疗：(1)P-E-|P+E-(2只动物)，(2)P-E-|P-E+(2只动物)，(3)P-E-|P+E+(2只动物)，(4)P+E-|P+E-(3只动物)，(5)P-E+|P+E+(3只动物)。 p-E-代表未治疗，P+E-代表肿瘤内注射平阳霉素(20mg/kg体重)，P-E+代表单给电脉冲，P+E+代表电脉冲化疗；肿瘤内注射平阳霉素(20mg/kg体重)后30分钟给予电脉冲。电脉冲治疗仪的参数设定：电场强度130V/mm(电场强度=电压/距离)，脉冲时值100μs，次数8次，频率1Hz。2根或2排银电极插入肿瘤组织两侧，使肿瘤位于电极中央。

　　7. 治疗后观察指标　(1)抑瘤率：治疗后每3天测定瘤体长径与短径，计算瘤体积(V=π/6×长径×短径²)；(2)完全缓解率(CR)、部分缓解率(PR)；(3)不同组间进行病理组织学观察比较。

　　结果

　　1. 单给1次平阳霉素(20mg/kg体重)对肿瘤生长无抑制作用，单给电脉冲(电场强度130V/mm，脉冲时值100μs，8次，频率1Hz)对肿瘤生长亦无抑制作用。平阳霉素与电脉冲合用(P+E+)，8个肿瘤有5个部分缓解、3个完全缓解(图1)。

图1　单给平阳霉素、单给电脉冲、电脉冲化疗后小鼠与对照组肿瘤体积的变化

　　2. 电脉冲化疗　1天后，可见肿瘤及其周围组织水肿，此后，肿瘤体积明显缩小，3例于9～12天消失，有的被覆结痂；光镜下观察可见肿瘤细胞数目减少，核浆比例变小，可见核固缩、核碎裂。治疗4周以后，已经消失的肿瘤无复发，其余肿瘤体积开始增大，但仍小于治疗前及对照组；镜下见肿瘤细胞分裂相较多，无死亡细胞，同对照组相同。

　　讨论

　　Mir等^［2］综合了5家癌症治疗中心的病例，50位患者的273个肿瘤中(病理类型分别为基底细胞癌、恶性黑色素瘤、鳞状细胞癌)，经博来霉素电脉冲化疗后，CR+PR占85.3%，CR占56.4%，PR占28.9%，安全，病人可耐受，而且各种组织类型均敏感。Mir等通过体外实验证实BLM较顺铂、阿霉素、紫杉醇等化疗药与EP结合效果更显著，是目前发现最好的电脉冲化疗药物^［3］。PYM与博来霉素A5组分相同，能抑制癌细胞DNA合成和切断DNA链，影响癌细胞代谢功能，促进癌细胞变性坏死^［4］。我们将PYM与EP相结合，进行电脉冲化疗的实验研究，体外实验已证实亚治疗量的BLM与EP相结合可取得近似BLM与EP相结合的效果，体内实验亚治疗量的BLM与EP相结合对裸鼠皮下移植瘤治疗后，CR+PR100%，其中CR37.5%，PR62.5%，实验动物无意外死亡及毒副反应。虽然各移植瘤由于肿瘤来源和裸鼠遗传背景相同，但治疗后反应不同，而且CR率不是很高，这可能是因为我们所采用的简易针组电极较为简易，有部分肿瘤组织未被有效的电场覆盖。我们以后进一步的研究将着眼于电极的改进、深部电极的研制、CR率的提高。

　　参考文献

　　1　Neuman E, Schaefer-Ridder M, Wang Y. Hofschneider PH: Gene transfer into mouse lyoma cells by electroporation in high electric field. EMBO J,1982,1:841-845.

　　2 Mir LM, Glass LF, Sersa G, et al. Effective treatment of cutaneous and subcutaneous malignant tumor by electrochemotherapy. Br J Cancer，1998,77:2336-2342.

　　3 Gehl J, skovsgaard T, Mir LM. Enhancement of cytotoxicity by electropermeabilization: an improved method for screening drugs. Anticancer drugs, 1998, 9:319-325.

　　4 甄永苏.平阳霉素治疗恶性肿瘤的临床疗效评价.药学学报，1985，20：243.

(收稿：1999-05-10)