近距離照射犬膽管粘膜急性放射性損傷的研究

1、    近距離照射犬膽管粘膜急性放射性損傷的研究        【摘要】目的尋找動物膽管金屬內(nèi)支架植入方法，觀察支架內(nèi)近距離照射的膽管急性放射性損傷。方法實驗動物為體重1722 kg的實驗用雄性雜種犬。照射方法及條件：麻醉下經(jīng)手術(shù)植入膽管金屬內(nèi)支架，將192Ir施源器放入支架內(nèi)并給予550 Gy不同劑量的照射，1周后取膽管標本行放射損傷的評價。結(jié)果192Ir不同劑量照射后光鏡下可見的膽管損傷：照射5 Gy，在膽管HE染色片上，光鏡下可觀察到粘膜損傷，10 Gy時放射性損傷達肌

2、層，50 Gy時出現(xiàn)膽管穿孔。根據(jù)不同劑量照射后膽管的急性放射性損傷的劑量效應曲線，得出ED50為19.5 Gy。結(jié)論 可以證實大動物的實驗，在方法上可以更接近于臨床，并且以上實驗方法是可行的和實用的。膽管金屬支架內(nèi)近距離治療有明顯的劑量效應關(guān)系。但在分次照射和觀察晚期反應方面尚有待進一步的實驗研究?！娟P(guān)鍵詞】近距離照射；膽管/輻射效應；膽管/病理學 Acute radiation injury on canine biliary mucosa by 192Ir brachytherapy introduced through a metal stent.GAO Li, YANG Weizhi

3、, ZHAI Renyou, et al(Department. of Radiation Oncology, Cancer Hospital & Institute,Chinese Academy of Medical Sciences, Peking Union Medical College,Beijing 100021, China)【Abstract】ObjectiveTo assess the acute radiation injury of dog bile duct mucosa by 192Ir brachytherapy introduced through a

4、metal stent.MethodsHybrid dogs weighing from 2025   kg were used.Method of irradiation and experimental condition: A metal stent was implanted into the common bile duct under anaesthesia. A brachytherapy applicator was ,then,introduced into the stent and radiation by 192Ir, at 550 Gy,respective

5、ly. ResultsRadiation injury on the biliary duct mucosa was observed at dose of 5 Gy, the damage proceeded to the musclular layer at 10 Gy. Perforation of the bile duct was observed at 50 Gy. In the dose-response curve of acute radiation injury at different doses of intra-biliary metal stent 192Ir br

6、achytherapy showed the effective dose (ED50) to be 19.5 Gy.ConclusionsIt is shown that the method of introducing 192Ir brachytherapy through a metal stent as carried out in the big animals, is acceptable and similar to the clinical condition. There is an obvious dose-response relationship in the met

7、al stent brachytherapy. Fractionation and late injuries need further studies.【Key words】Brachytherapy; Bile duct/radiation effects; Bile duct/pathology由于肝外膽管癌和壺腹部癌以局部侵犯為主，故其引起的惡性梗阻性黃疸呈進行性發(fā)展，臨床處理一直是非常棘手的問題。該病手術(shù)切除率較低（10%20%）1-3，主要死亡原因為局部侵犯和梗阻性黃疸。局部腫瘤的控制是改善患者生存質(zhì)量和延長生存期的關(guān)鍵。雖然高劑量體外放射治療（55 Gy）可延長患者的生存期4,5

8、，但由于周圍肝臟、腎和胃腸道等敏感器官的限制，很難達到預期的劑量。近年來迅速發(fā)展的腫瘤介入治療經(jīng)皮肝穿刺膽道金屬內(nèi)支架的植入，為膽管支架內(nèi)高劑量率近距離治療提供了新的途徑，它可在腫瘤局部集中高劑量照射，而對周圍正常組織的影響較小，從而起到有效的殺傷腫瘤，防止管腔再狹窄的作用。在提高腫瘤局部控制率的同時，在不需手術(shù)引流的情況下，減少患者的手術(shù)創(chuàng)傷，最終提高患者的生存質(zhì)量和生存率。但是有關(guān)正常膽管粘膜對放射治療的耐受性、劑量與效應的關(guān)系及急性放射損傷和晚期放射損傷情況尚不得而知。本實驗即是通過動物實驗獲得膽管金屬支架內(nèi)近距離治療的放射生物學基本數(shù)據(jù)，為臨床治療提供放射生物學依據(jù)。1材料與方法1.1

9、實驗動物及處理方法：實驗動物選用體重為1722 kg的實驗用雄性雜種犬（均有北京市犬健康檢疫證），由中國醫(yī)學科學院腫瘤研究所實驗動物研究室提供。照射方法及條件：實驗當日，先用4 mL氯安酮+0.5 mg阿托品對每只犬進行誘導麻醉，然后腹腔內(nèi)注射質(zhì)量濃度為30 g/L戊巴比妥鈉0.81.0 mL/Kg體重，并進行氣管插管。待動物進入全麻狀態(tài)后，將麻醉好的犬仰臥固定于自制多功能動物實驗臺上，備皮后常規(guī)消毒鋪巾。行右上腹縱行切口，逐層進入腹腔，找到幽門，在其下23 cm處切開十二指腸，經(jīng)乳頭部并向上進入膽總管內(nèi)。將國產(chǎn)不銹鋼膽道內(nèi)支架（球囊擴張型，規(guī)格為5 mm×10 mm）釋放在膽總管內(nèi)

10、，然后放入近距離治療施源器。將實驗動物及多功能動物實驗臺一起移至模擬定位機，在透視下確定施源器和支架的相對位置，設置源駐留位（2 cm），并攝±30°定位片。根據(jù)預先設定的劑量進行膽管支架內(nèi)的近距離照射，放射源采用192Ir。第1次照射前，物理師實測了10 mm內(nèi)不同距離的劑量校正系數(shù)，照射時劑量參考點設在距施源器中心軸3 mm處。每次照射均有物理師通過近距離治療計劃系統(tǒng)進行驗證，以確保照射劑量的準確和照射過程中的質(zhì)量保證和質(zhì)量控制。1.2實驗分組：實驗包括對照組（不做任何處理）和照射組。照射組包括7個照射劑量點（5、10、15、20、 25、30和50 Gy），劑量率范圍

11、為（3.181.87）×1011 Bq。每個劑量點2只犬。1.3實驗結(jié)果的評定方法和數(shù)據(jù)處理：照射后1周處死動物，取出膽管，用體積份數(shù)為0.1的福爾馬林固定后制備HE切片，在光鏡下觀察膽管粘膜的放射損傷，并對損傷程度打分：粘膜層：根據(jù)損傷嚴重程度分為+、+、+,總計2分；粘膜下層：觀察有無出血、炎細胞浸潤及破壞程度，也分+、+、+，總計1分；肌層及外膜：評分標準同上，總計3分。最后，對全部數(shù)據(jù)進行分值計算并繪制劑量效應曲線。2結(jié)果本實驗研究觀察到，隨著照射劑量的增加，膽管粘膜的放射性損傷從粘膜表面深肌層穿孔逐漸加重。膽管支架內(nèi)高劑量率近距離照射5 Gy后1周，即可見粘膜表層柱狀上皮剝

12、脫（1）；照射10 Gy后1周，除可見到粘膜表層柱狀上皮剝脫外，還可見有不同程度的固有膜腺體破壞，部分區(qū)域可見有小灶性壞死達肌層（2），損傷程度不均勻。隨著照射劑量的增加，膽管組織的損傷程度及范圍增大。至50 Gy時，可見整個照射區(qū)域（2 cm）膽管組織的全層壞死。3 顯示了不同劑量支架內(nèi)近距離照射后膽管組織急性放射性損傷的劑量效應曲線，從中得出的ED50劑量(effective dose，ED50：指損傷效應達到50% 時所需要的照射劑量)為19.5 Gy。1犬膽管支架內(nèi)近距離照射5Gy后1周的形態(tài)改變(HE×20)2犬膽管支架內(nèi)近距離照射10Gy后1周的形態(tài)學改變(HE×

13、;10)3犬膽管組織支架內(nèi)不同劑量近距離照射后1周的劑量效應曲線3討論肝外膽管癌以發(fā)生在膽道上1/3為多見（約占50%），局部侵犯為主，臨床表現(xiàn)為進行性梗阻性黃疸，不易早期診斷，手術(shù)切除率低（10%20%），中位生存期24個月，文獻報道外引流加膽管支架引流或加外照射可延長中位生存期1,2,6-8。但多數(shù)作者認為，對不能手術(shù)切除者外照射劑量55 Gy時才能延長生存期4,5，但其副作用大，消化道潰瘍及出血、肝腎功能損害等并發(fā)癥多，臨床應用受到限制。膽管內(nèi)的近距離放射治療目前報道的主要是經(jīng)腔鏡和“T”管進行，支架內(nèi)的近距離治療報道較少9-11。經(jīng)皮經(jīng)肝金屬膽道內(nèi)支架內(nèi)近距離治療國外共有5例報道，高劑

14、量率和低劑量率均有，劑量范圍在2590 Gy4,9-11。有關(guān)膽管近距離治療的放射耐受性、急慢性放射性損傷的國內(nèi)外研究尚未見報道。作為此項研究的基礎實驗，中國醫(yī)學科學院腫瘤醫(yī)院對3種不同廠家生產(chǎn)的鎳鈦合金自膨式食管支架（ø18 mm）、國產(chǎn)不銹鋼自膨式膽管支架（ø8 mm）和不銹鋼球囊擴張型血管支架（ø5 mm）進行了體外射線衰減因子的測定，其結(jié)果顯示3種支架對射線的衰減均1.2%，因此，在膽管內(nèi)的近距離治療基本可以不考慮金屬支架對射線的影響。在本實驗條件下，膽管組織的放射損傷隨照射劑量的增高逐漸加重，呈現(xiàn)明顯的劑量效應關(guān)系。ED50為19.5 Gy，說明膽管對近

15、距離治療單次照射的急性放射性損傷有比較好的耐受性，為今后進行膽管腫瘤近距離治療提供了初步的實驗室依據(jù)。另外，晚期放射性損傷的研究正在進行中，分次照射和單次照射的放射生物學效應的比較等尚有待進一步的研究。為膽管內(nèi)支架置入后近距離治療技術(shù)在臨床的合理應用提供必要的臨床劑量學和基礎研究依據(jù)?；痦椖浚罕本┦凶匀豢茖W基金資助項目（編號：7982035）作者單位：高黎（中國醫(yī)學科學院、中國協(xié)和醫(yī)科大學腫瘤醫(yī)院放射治療科）楊偉志（中國醫(yī)學科學院、中國協(xié)和醫(yī)科大學腫瘤醫(yī)院放射治療科）布潔（中國醫(yī)學科學院、中國協(xié)和醫(yī)科大學腫瘤醫(yī)院放射治療科）徐國鎮(zhèn)（中國醫(yī)學科學院、中國協(xié)和醫(yī)科大學腫瘤醫(yī)院放射治療科）翟仁友（

16、首都醫(yī)科大學附屬北京紅十字朝陽醫(yī)院放射診斷科）魏寶杰（首都醫(yī)科大學附屬北京紅十字朝陽醫(yī)院放射診斷科）參考文獻1，Alden ME, Waterman FM, Topham AK, et al Cholangiocarcinoma: clinical significance of tumor location along the extrahepatic bile duct. Radiology, 1995, 197:511-516.2，Whittington R, Nerberg D, Tester WJ, et al Protracted intravenous fluorouracil

17、infusion with radiation therapy in the management of localized pancreaticobiliary carcinoma: a phase 1 eastern cooperative oncology group trial. J Clin Oncol, 1995, 13:227-262.3，Stain SC, Baer HU, Dennison AR, et al Current management of hilar cholangiocarcinoma. Surg Gynecol Obstet, 1992, 175:579-5

18、88.4，Alden ME, Mohiuddin, M. The impact of radiation dose in combined external beam and intraluminal 192Ir brachytherapy for bile duct cancer. Int J Radiat Oncol Biol Phys, 1994, 28:945-951.5，David JE, Marcelle JS, Joseph B,et al. Malignant biliary duct obstruction: long-term experience with Gianturco stents and combined-modality radiation therapy. Radiology, 1996, 200: 717-724.6，翟仁友，戴定可，于平. 金屬內(nèi)支架治療惡性梗阻性黃疸的