中图号:R7357文献标识码:A文章编号:1000-467X(1999)03-0276-03
Synergistic effect of combined use of hyperthermia and
adriamycin (ADM) on rabbit hairy cell line VX-2
ZHANG Hong-xinWANG Zhi-minGUO Wei-ping,et al
Department of Interventional Radiology,Tangdu Hospital,FourthMilitary Medical University, Xian 710038,China
【Abstract】Objective:To observe the inhibition of cell growth of VX-2 with MTT assay under water-heating with ADM.Method:The hare leukemia VX-2 cell line was used in this study.The inhibiton of cell growth was observed with MTT assay under water-heating with ADM.Results:1.Both hyperthermia and ADM can inhibit or kill the VX-2 cells directly.The combination use of hyperthermia and ADM shows evidence of synergistic or additional effect.2.The optimal temperature and time of hyperthermia are 42~ 43 ℃ and 30 minutes.Conclusions:1.Hyperthermia enhanced the efficacy of chemotherapy,2.Hyperthermia of definite temperature showed better effect than those of heat or chemotherapy alone.
Key words:Adriamycin(ADM);Thermochemotherapy;Hare cell line;VX-2
热疗对肿瘤的抑制效应已广为接受,成为肿瘤治疗的一种方法[1]。热疗一般采用射频方式,操作复杂,加热时间长,病人难以接受而限制了应用。由于介入放射医学的发展,使解决这个问题成为可能,即通过导管将一定温度的热盐水或热的化疗药物注入局部肿瘤病灶,可以称之为介入性热化疗。为了制定安全合理的介入性热化疗方案,我们采用MTT比色法,研究了临床常用的阿霉素(ADM)与热疗结合对兔VX-2作用的最佳温度,最佳加热时间,及最佳组合方式,现报告如下。
1材料与方法
1.1细胞培养
兔VX-2由本校实验动物中心提供,按常规方法培养于含10%小牛血清的RPMI-1640全培养液中(含青霉素PC)100U/ml,链霉素(SM)100μg/ml),单层培养于37℃CO2恒温孵育箱内,用接种传代第3天的细胞(处于对数生长期)做实验。
1.2加热处理
设37℃,40℃,41℃,42℃,43℃,44℃等6个温度点。采用水浴加热法,(数字式恒温浴槽,温度波动≤±01℃),将培养瓶浸没于水中,加热时间设0,15,30,60分钟共4组。
1.3药物处理
阿霉素(ADM,FarmitaliaCarloErba),设0,1,2,4,8,16,32,64μg/ml等共8组,用微量进样器加药。
1.4热药顺序
先化后热(先化疗1小时再热疗),热化同时(加热同时加药化疗1小时),先热后化(先加热后化疗1小时)
1.5实验分组设计
按不同温度、不同加热时间、不同热化顺序和不同药物浓度4个因素设计,即组内分组设计,化疗时间统一为1小时,将实验处理过的细胞消化成细胞悬液(5×105个细胞/ml)接种到96孔板上,设3个复孔,每孔200μl(1×105个细胞/ml),以未经处理的细胞为阴性对照,以不含细胞的1640全培养液为空白对照,常规法孵育24小时后每孔加入MTT50μl,继续培养4~6小时,去上清液后加入二甲基亚砜(DMSO)100μl/孔,充分振荡5分钟,上酶联免疫检测仪,测定波长490nm每孔的光密度值(A值),计算细胞毒指数(CI)公式:
CI值=(1-实验孔的平均OD值/阴性对照孔的平均OD值)×100%
1.6统计学处理
采用方差分析,Q检验。
2结果
2.1单纯热疗的细胞毒作用
42℃30min以下较弱;43℃30min以上较强;超过44℃CI值接近100%;低于41℃30min同37℃没有明显差别(如图1)。
图1单纯热疗
2.2单纯化疗的细胞毒作用(常温37℃非热化疗)
2μg/ml以下较弱;超过2μg/ml则随着浓度提高而CI值明显增强,32μg/ml时CI值接近100%(如图2)。
图2单纯化疗1小时
2.3热疗和化疗联合的细胞毒性作用
随着温度提高,CI值增大,曲线上移,42℃以上显著(如图3);随着热疗的时间延长,CI值亦增大,曲线上移,30min以上显著(如图4);随着温度升高和时间延长,取得相同CI值所需药物浓度降低。提示浓度,温度,时间之间有一定关系(如图3,4)。
图3不同温度化疗加热30分
图443℃不同时间化疗
2.4热疗与化疗顺序的影响
同一浓度和温度下,顺序不同,CI值有所不同。同一温度下,4~16μg/ml间,先化后热与热化同时有差异(P<0.05),两者与先热后化差异显著(P<0.01),但2 μg/ml以下及32μg/ml以上差异不显著(P>0.05)。同一浓度(8μg/ml)下,42~43℃间,结果同上,但41℃以下和44℃以上差异不显著(P>0.05)(如图5,6)。
图543℃不同热化顺序
图6相同浓度(μg/ml)加热30分钟不同热化顺序
3讨论
3.1ADM对热疗的抑制效应具有增效作用
ADM是周期非特异性药物,主要作用机制是在NA复制过程中诱导TOPOⅡ抑制剂—DNA断裂复合物的形成,引起细胞死亡或停滞于S期,G2[2]。由于ADM使大量细胞处于S期,S期对热最感[3],因此先化后热毒性作用较强,是化疗对热的增效。
3.2高热对细胞具有明显抑制效应
高热对细胞膜具有独特作用,可改变生物膜的流动性,导致细胞浆破坏;高热能抑制细胞DNA,RNA,蛋白质的合成与修复;高热可以改变细胞膜的通透性,提高胞浆中的药物浓度。S期的细胞对热最敏感,慢性乏氧细胞对热最敏感,一定温度可引起蛋白质和DNA变性称热变性[1,4,5]。但温热必须达到一定温度对细胞才有毒性,乏氧的肿瘤细胞比正常组织细胞对热更敏感。本实验中看出单纯热疗43℃30min以上毒性较强,超过44℃VX-2细胞几乎全部死亡,即热变性作用,低于41℃、30min较弱。因此在体内应用时,既要注意温度过高对正常细胞的损伤,又要注意温度不能过低以致影响疗效。介入治疗中要尽可能超选择插管到肿瘤靶血管内。
3.3热对化疗有增敏作用
42~43℃化疗作用明显强于37℃化疗如(图3,4)提示浓度、温度、时间之间存在一定关系。一定范围内,随着温度提高,达到相同CI值所需药物浓度降低,说明高热对化疗具有热增敏作用。低于这一范围,药物的毒性起主要作用,浓度越高作用越强;高于这一范围,热变性起主要作用,温度越高作用越强。一定浓度范围内,同一浓度,43℃的CI值是37℃的10倍以上,即化疗毒性增强10倍以上。
3.4ADM热化疗
先化后热强于热化同时,后者强于先热后化。不同的药物与热疗联合的最佳顺序不同,如丝裂霉素与热和药同时应用效果最佳[6]。在本实验中发现ADM
