肿瘤组织氧分压状况

图3肿瘤组织氧分压。小鼠安乐死后测定氧分压。*P<0.05与对照组相比。**P<0.05与阿帕替尼组(6 Gy)相比。与阿帕替尼组(12 Gy)相比,***P<0.05。

在采用不同的治疗方案并完成PET/CT检查后,测定肿瘤组织的分氧压。图3显示了各治疗组的肿瘤组织分氧压结果。对照组的肿瘤分氧压明显高于其他组(P<0.05)。此外,与6 Gy治疗组相比,12 Gy治疗组小鼠的肿瘤组织分氧压较低(P<0.05)。与单独使用阿帕替尼或放疗的小鼠相比,联合组的肿瘤分氧压更低(P<0.05)。

使用针对p-VEGFR-2和CD31的抗体进行免疫组织化学分析

图4 VEGFR-2磷酸化(p-VEGFR-2)在CNE-2鼻咽癌(NPC)肿瘤组织中的表达。A、使用p-VEGFR-2抗体对接受不同治疗方案的异种移植CNE-2鼻咽癌小鼠进行免疫组化染色。B、治疗组内p-VEGFR-2阳性率(%)。与对照组相比,*P<0.05。**P<0.05与阿帕替尼组相比,6 Gy。与阿帕替尼组(12 Gy)相比,***P<0.05。

使用针对p-VEGFR-2的抗体对异种移植物进行免疫组化染色显示了不同治疗方案的效果,并表明各治疗组中p-VEGFR-2阳性细胞的比例不同(图4)。对照组的阳性细胞比例最高(P<0.05)。与6 Gy治疗组相比,12 Gy治疗组小鼠的p-VEGFR-2阳性细胞比例较低(P<0.05)。此外,与单独使用阿帕替尼或放疗的小鼠相比,联合治疗组小鼠的p-VEGFR-2阳性细胞比例较低(P<0.05)。

图5 CNE-2鼻咽癌(NPC)肿瘤组织中CD31的表达。A、使用CD31抗体对接受不同治疗方案的异种移植小鼠进行免疫组化染色,显示微血管密度的差异。B、显示各组血管数量的直方图。*P<0.05与对照组相比。**P<0.05与阿帕替尼组(6 Gy)相比。与阿帕替尼组(12 Gy)相比,***P<0.05。

CD31阳性细胞呈棕色,在肿瘤组织中呈异质性分布(图5),用于测定MVD,作为血管生成的标志物。对照组小鼠的MVD高于其他组小鼠(P<0.05)。经12 Gy处理的小鼠的MVD比经6 Gy处理的小鼠低(P<0.05)。此外,与单独使用阿帕替尼或放疗的小鼠相比,阿帕替尼+放疗联合治疗组小鼠的MVD更低(P<0.05)。

讨论

阿帕替尼是一种小分子VEGFR-2酪氨酸激酶抑制剂,可抑制肿瘤血管生成,从而达到抗肿瘤效果。许多研究表明,鼻咽癌患者体内存在VEGF/VEGFR过度表达。Peng等人的研究表明,阿帕替尼通过抑制VEGFR-2对CNE-2型鼻咽癌有抗肿瘤作用,并与顺铂有协同作用。在本研究中,我们在小鼠异种移植模型中探讨了阿帕替尼联合放疗治疗鼻咽癌的效果。

我们的研究表明,阿帕替尼具有抗肿瘤作用。随着放射剂量的逐渐增加,单独接受放射治疗的小鼠的肿瘤生长速度逐渐加快。在阿帕替尼和放疗联合治疗的小鼠中,肿瘤生长受到明显抑制,与单独使用阿帕替尼或放疗的效果相比,抑制效果更高。联合效应Q表明,阿帕替尼与放疗联合治疗鼻咽癌具有协同作用。

VEGF/VEGFR-2信号通路是参与血管生成的主要通路。阿帕替尼通过抑制p-VEGFR-2抑制血管生成,减少肿瘤组织的营养和氧气供应。与单独治疗组小鼠相比,联合治疗组小鼠在抑制肿瘤中p-VEGFR-2的表达、抑制血管生成、减少肿瘤组织的营养和供氧方面表现更好。我们假设阿帕替尼可以短暂改善肿瘤的缺氧状态,但由于血管生成受到强烈抑制,氧气供应减少,测量的氧分压也随之下降。与阿帕替尼单独治疗的效果相比,联合治疗的抗血管生成效果更强,从而导致肿瘤内的氧分压降低。针对血管内皮生长因子受体-2的抗体(DC101)与放疗联合使用可抑制肿瘤血管生成,从而显示出协同抗肿瘤效应。与接受单一疗法的小鼠相比,接受联合疗法的小鼠缺氧程度明显更高。西地尼布(AZD2171)联合放疗会增加肿瘤组织的缺氧程度。这些发现与我们的研究结果一致。我们发现,与阿帕替尼+6 Gy治疗小鼠(Q=1.079)相比,阿帕替尼+12 Gy治疗小鼠(Q=1.156)的抗肿瘤效果更好。此外,研究结果表明,阿帕替尼与放疗协同抑制鼻咽癌治疗的主要机制可能涉及抑制血管生成。

肿瘤细胞的新陈代谢十分旺盛。作为目前应用最广泛的代谢成像剂,18F-FDG可以定量分析肿瘤的糖代谢。PET-CT检查被广泛应用于肿瘤代谢的评估。氟脱氧葡萄糖(FDG)摄取较差的肿瘤往往对治疗反应较好,而快速摄取FDG的肿瘤往往对治疗反应较差,预后较差。肿瘤的最大SUV与对侧脊柱旁肌肉的最大SUV之比代表T/M值。肿瘤组织中FDG摄取越高,T/M值越高,反之亦然。Groves等人的研究表明,18F-FDG摄取量与早期乳腺癌的血管生成高度相关,18F-FDGPET可能在原发性乳腺癌患者的治疗中发挥作用,即使是早期乳腺癌。Kaira等人的研究表明,转移性肺肿瘤的18F-FDG摄取量取决于是否存在葡萄糖代谢(Glut1)、葡萄糖磷酸化(己糖激酶I)、缺氧(HIF-1a)和血管生成(VEGF和MVD)。Guo等人的研究表明,血管生成与肺腺癌的18F-FDG摄取呈正相关。Kaira等人的研究表明,用18FFMT和18F-FDG进行正电子发射计算机断层显像研究评估的原发性肿瘤的代谢活动与非小细胞肺癌的肿瘤血管生成和增殖活动有关。研究还表明,18F-FDG动力学受血管生成相关基因的调节。上述研究发现,肿瘤FDG摄取与血管生成呈正相关。在本研究中,我们假设治疗组的FDG摄取减少也可能与血管生成减少有关,而联合治疗组通过抑制血管生成减少肿瘤代谢,从而达到协同抗肿瘤的效果。

总之,阿帕替尼对鼻咽癌有抗肿瘤作用,而且阿帕替尼联合放疗对鼻咽癌有协同作用。与阿帕替尼+6 Gy治疗小鼠相比,阿帕替尼+12 Gy治疗小鼠的抗肿瘤效果更好。根据上述数据,提出以下假设:(1)阿帕替尼通过抑制p-VEGFR-2、降低MVD、降低组织氧分压来抑制肿瘤血管生成,从而达到抗肿瘤效果;(2)阿帕替尼联合放疗可增强抗血管生成,从而增强抗肿瘤效果;(3)阿帕替尼与放疗协同抗肿瘤效果的主要机制包括增强抗血管生成。