摘要

血管内皮生长因子(VEGF)及其受体(VEGFR)在鼻咽癌中高度表达,因此,阻断VEGF和VEGFR的结合可能是治疗鼻咽癌的一种潜在方法。阿帕替尼可抑制肿瘤血管生成。以往的研究表明,阿帕替尼对鼻咽癌有抗肿瘤作用。本研究将探讨阿帕替尼联合放疗的效果。本研究将注射了CNE-2鼻咽癌细胞的裸鼠随机分为6组。通过评估肿瘤抑制率、血管内皮生长因子受体-2磷酸化、CD31、氧分压和肿瘤代谢来评估治疗效果。我们发现,与对照组相比,治疗组小鼠的肿瘤抑制效果更好。在单用阿帕替尼治疗的小鼠中,血管生成被阻止,肿瘤组织氧分压降低,从而达到抗肿瘤效果。此外,联合治疗的抑瘤效果比单独使用阿帕替尼或放疗更强。与单药治疗相比,联合治疗能更好地抑制血管生成。阿帕替尼联合放疗治疗鼻咽癌具有协同作用,这可能与增强抗血管生成有关。

引言

鼻咽癌(NPC)起源于鼻咽上皮细胞,在种族和地理分布上存在异常差异。中国南部、东南亚、北非和太平洋岛屿的发病率最高。由于鼻咽癌的解剖位置和放射敏感性,放疗仍是鼻咽癌的首选治疗方法。随着放疗设备和技术的不断更新和进步,鼻咽癌的存活率已大大提高。然而,仍有一些患者对放疗产生耐药性,导致鼻咽癌治愈率下降。因此,减少放疗耐药性可能是提高鼻咽癌治疗效果的关键目标。

放疗的主要功能是破坏双链DNA,使蛋白质受阻或启动细胞凋亡,导致细胞死亡。氧气是一种有效的放射性敏化剂,可在照射过程中释放出来,促进活性氧/自由基的产生,造成DNA的严重损伤。随着肿瘤的生长,肿瘤微环境缺乏足够的血液供应,导致低灌注和缺氧。临床数据显示,肿瘤组织缺氧与许多肿瘤(包括头颈部肿瘤)的治疗效果不佳有关。因此,改善鼻咽癌肿瘤组织的血液供应和氧气输入可显著提高鼻咽癌放疗的疗效。

血管生成是肿瘤发生过程中新血管形成的一个多步骤过程。血管生成因子包括血管内皮生长因子(VEGF)、碱性成纤维细胞生长因子和胰岛素样生长因子。其中,血管内皮生长因子受体-2(VEGFR-2)是血管生成的主要信号传感器。在血管内皮生长因子的刺激下,VEGFR-2在羧基末端和激酶插入区磷酸化,从而促进血管生成。在大多数鼻咽癌患者中,VEGF/VEGFR复合物被发现过度表达,这与鼻咽癌转移风险增加和存活时间缩短有关。

阿帕替尼是一种小分子VEGFR-2酪氨酸激酶抑制剂,可高度选择性地竞争VEGFR-2的三磷酸腺苷(ATP)结合位点,抑制VEGFR-2的磷酸化(p-VEGFR2),阻断VEGF及其受体结合的信号转导通路。它能强烈抑制肿瘤血管生成,发挥抗肿瘤作用。Jain证明,抗血管生成药物具有重塑血管系统的作用,可形成血管"正常化"的"时间窗口"。在"时间窗"内,抗血管生成药物短暂改善肿瘤血管系统的功能,从而增加与氧的相互作用,降低间质的压力。这为抗血管生成药物与放疗的结合奠定了理论基础。Teicher等人率先证明,抑制血管生成可增强放疗的疗效。此外,Peng等人证实,阿帕替尼通过抑制VEGFR-2降低肿瘤微血管密度,增加细胞凋亡,对CNE-2型鼻咽癌有抗肿瘤作用。关于阿帕替尼与放疗联合使用及其对鼻咽癌的协同抗肿瘤作用的研究报告还很有限。本研究旨在探讨阿帕替尼联合放疗治疗鼻咽癌的效果,并为今后的研究和临床实践提供指导。

材料与方法

细胞系和小鼠

CNE-2NPC细胞由西南医科大学附属医院实验中心提供,在罗斯威尔公园纪念研究所(RPMI)培养基中培养,温度为37℃,二氧化碳浓度为5%。对所用细胞进行了支原体检测,未发现支原体感染。培养基每3天更换一次。

BALB/c雌性裸鼠(4-5周龄,18.85±2.15g)购自腾信生物科技有限公司。小鼠饲养于西南医科大学附属医院动物研究中心。实验前一周,动物被严格饲养在空气洁净的层流架上,处于恒温(24℃±2℃)、恒湿(50%±10%相对湿度)和特定的无病原体环境中。小鼠笼、空气过滤罩、垫料、食物和饮用水均在无菌环境中消毒和更换。

药物及主要试剂

阿帕替尼由江苏恒瑞医药股份有限公司提供。抗CD31单克隆抗体购自Bio World Technology Co Ltd,抗血管内皮生长因子受体-2磷酸化(p-VEGFR-2)单克隆抗体(Tyr951)购自上海细胞信号技术有限公司,抗体由兔抗血清亲和纯化,稀释倍数为1:50至1:200。

肿瘤模型的建立和实验设计

将指数期CNE-2细胞调整为每0.1mL 1×107个,然后注射到BALB/c裸小鼠的右大腿上。当肿瘤平均体积达到150至200mm3时,小鼠被随机分为6组(每组8只),并接受以下治疗:(1)第1-7天对照组每天注射0.1mL生理盐水(NS);(2)第1-7天阿帕替尼组每天注射200mg/kg;(3)单次放疗6 Gy组:第1-7天每天0.1mL NS,第8天接受单次放疗(6 Gy);(4)单次放疗12 Gy组:第1-7天每天0.1mL NS,第8天接受单次放疗(12 Gy):(5)阿帕替尼+6 Gy组:第1-7天阿帕替尼200mg/kg,第8天单次放疗(6 Gy);(6)阿帕替尼+12 Gy组:第1-7天阿帕替尼200mg/kg,第8天单次放疗(12 Gy)。阿帕替尼的溶剂为NS,NS和阿帕替尼均通过灌胃给药。

每3天用游标卡尺测量肿瘤沿主轴(a)和次轴(b)的直径(毫米),并根据Steel公式V=0.5×a×b2计算肿瘤体积(V;mm3)。治疗开始18天后,小鼠颈椎脱位安乐死,肿瘤生长抑制率计算如下:(1-实验组平均体积/对照组平均体积)×100%。两种治疗方法的联合效果用Q表示:Q=E(A+B)/[EA+(1-EA)×EB],其中E(A+B)代表联合组的抑制率,EA和EB分别代表阿帕替尼或放疗的抑制率。Q<0.85表示两种治疗效果相互拮抗,0.85<Q<1.15表示两种治疗效果相加,而Q>1.15表示两种治疗效果协同。