【摘要】 目的：观察125Ⅰ粒子在瘤内放疗半径。方法：采用BALB/C裸鼠腺样囊性癌（adenoid cystic carcinoma,ACC）模型10只，实验组和对照组各5只，分别于肿瘤中央植入活度为10.2MBq和无活度的空心125Ⅰ粒子1枚，14 d后断颈处死裸鼠，制作肿瘤组织标本，行透射电镜及常规病理学染色检测肿瘤坏死凋亡情况并记录肿瘤出现坏死凋亡改变距离125I粒子的最大半径。结果：近125I粒子绝大部分癌细胞坏死。多数癌细胞内形成坏死腔，将残存细胞质挤向周边；细胞核碎裂部分融解，染色质呈斑块状，胞核胞质难以分辨，细胞质内结构模糊不清，细胞表面微绒毛极少。125I粒子最大有效半径处ACC细胞由正常癌细胞到凋亡坏死逐渐过渡的过程，可见癌细胞呈不同程度的损伤，包括凋亡细胞（体积小于正常癌细胞，核膜胞膜清晰）、坏死细胞及未受损伤的癌细胞混杂。125I粒子最大有效治疗半径为6.4±0.7mm结论：125I粒子可以导致癌细胞的坏死凋亡，有效治疗半径为6.4±0.7mm。
【关键词】 腺样囊性癌；125I粒子；透射电镜
Observation of ultramicrostructure of 125I seed after the treatment of adenoid cystic carcinoma
Hong Zhang, TingTing Lin, Lei Zhang
Foundaion item: Tianjin Natural Science Foundation of China(No.06YFJMJC16200)
Department of Ophthalmology, the Second Hospital of Tianjin Medical University, Tianjin 300211, China; Eye Center, Tianjin Medical University, Tianjin 300070, China
Abstract
AIM: To observe the radiation radius of 125Ⅰparticles in the tumor.
METHODS: Ten BALB/C nude mouse model of adenoid cystic carcinoma were divided into test group and control group medially. One 125Iodine seed(radioactivity 0.6mci) was implanted into the middle of each tumor in test group. While each nonradioactive 125Iodine seed was implanted into the tumor in control group. On the 14th day after seed implantation, tumor tissues underwent routine histopathologic examinatinon and transmission electron microscopy to observe tumor cell apoptosis and necrosis and measure the maximum radius between changed cell and 125Iodine seed.
RESULTS: Near to 125Iodine seed, transmission electron microscope showed that there were necrotic cells absolutely. Low power lens showed that necrotic cavity was formed in tumor cells, which made remanent cytoplasm limbic. On high power lens, necrosis was apparent which was characterized by nuclear fragmentation and deliquescing, chromoplasm flocculation, the obscure and unrecognizable structure of cytoplasm and nucleus. Less fluff was on the surface of membrane. Results of transmission electron microscope showed the gradual course from normal cells to apoptosis and necrosis. It appeared the tumor cells injury to different extent, including apoptosis cells(with clear membranes, less volume than that of normal tumor cells), necrotic cells and uninjuried tumor cells. Maximum effective radius of 125I seed was 6.4±0.7mm.
CONCLUSION: 125Iodine seed leads to apoptosis and necrosis of tumor cells. According to cellular changes under microscopes, clinicians can identify effective radius of 125 Iodine seed implantation, and it will provide a reference for the clinical design of the 125 Iodine seed implantation.
KEYWORDS: adenoid cystic carcinoma; 125 Iodine seed; transmission electron microscopy
0引言
腺样囊性癌(adenoid cystic carcinoma，ACC)是起源于腺体的恶性肿瘤,在颜面部最多累及涎腺,其次是泪腺[1]。泪腺ACC为发生在泪腺的上皮性肿瘤，发病率仅次于多形性腺瘤而居于第2位，是泪腺恶性上皮性肿瘤中最为常见且恶性程度最高的肿瘤[2]。ACC对放射治疗较为敏感，立体定向放射治疗及联合传统放射治疗，对腺样囊性癌2a局部控制无复发均达到70%以上[3]。放射治疗后行眶内容切除术，组织学显示睑部泪腺周围有慢性炎性细胞浸润，眶部泪腺完全被纤维组织取代[4]。但放射治疗对肿瘤细胞的改变尚缺乏系统报道。我们利用裸鼠腺样囊性癌动物模型，肿瘤内植入125I粒子，光镜和电镜下观察125I粒子对肿瘤细胞的影响。
图1 ACC移植瘤125I粒子植入14d。（略）
图2 ACC移植瘤（HE×200) A：对照组；B：放疗组。（略）
图3 125I放疗后ACC超微结构变化（TEM） A：远125I端（×3000）；B：远125I端（×5000）；C：近125I端（×2000）；D：近125I端（×4000）；E：最大有效半径处（×6000）。（略）
1材料和方法
1.1材料 人ACC细胞系（ACC2）由上海交通大学医学院附属第九人民医院提供。SPF级BALBC裸鼠30只， 4～5周龄，体质量15～15.5g，购自中国医学科学院实验动物研究所，皆为雌性。放射性125I粒子由上海欣科公司提供。
1.2方法 将冻存的ACC2细胞复苏，加入含有100ml/L灭活胎牛血清、100kU/L青、链霉素的RPMI 1640培养液，在50mL/L CO2培养箱内37℃恒温培养，隔天换液，根据细胞生长状况隔1～2d传代。待ACC2细胞生长繁殖至一定数量后收取细胞，计数。采用瘤细胞悬液接种法，建立裸鼠ACC动物模型。碘伏消毒皮肤，1mL注射器抽吸5×1010/L单细胞悬液种植于背部。每隔1d使用游标卡尺测量肿瘤长度a、宽度b和高度c，体积V=1/6πabc。植瘤21d后，选取肿瘤体积大致相同的荷瘤鼠10只，随机分为实验组和对照组各5只，实验组瘤体中央各植入10.2 MBq 125Ⅰ 粒子1枚；对照组瘤体中央各植入无放射活性的相同粒子1枚。B型超声扇形扫描确定125I粒子的定位准确性。分笼饲养，1只/笼，笼间距 50～60cm，层流架通风良好。手术14d后断颈处死裸鼠，取肿瘤组织，行常规石蜡包埋，进行肿瘤大体、光学显微镜和电子显微镜超微观察。
2结果
2.1肿瘤大体改变 ACC的大体标本为灰白色实体肿块，表面有结节，无包膜或包膜不完整，侵犯周围组织，切面呈灰白或微黄色，可伴有出血或坏死，呈小囊样改变，质脆(图1)。
2.2 ACC组织学观察 瘤细胞大小形态不一，异型性明显，极性紊乱，核分裂相多见，证实眼眶荷瘤鼠肿瘤模型建立（图2A）；治疗组肿瘤近粒子端肿瘤坏死凝固，远粒子端ACC细胞增殖，中间过渡见细胞气泡样改变 (图2B)。
2.3超微结构观察 远离125I粒子端（近肿瘤表面）ACC细胞大小不一，细胞间隙宽，极向紊乱（图3A）；异型性明显，核质比例大，核仁肥大，核膜凹陷，癌细胞间形成多个腺腔，腔内有少量微绒毛，排列紊乱（图3B）。近125I粒子端绝大部分为坏死细胞。多数癌细胞内形成坏死腔，将残存细胞质挤向周边（图3C）；细胞核碎裂部分融解，染色质呈斑块状，胞核胞质难以分辨，细胞质内结构模糊不清，难以辨认，细胞表面微绒毛极少（图3D）。125I粒子最大有效半径处ACC由正常癌细胞到凋亡坏死逐渐过渡的过程，可见癌细胞呈不同程度的损伤，包括凋亡细胞、坏死细胞及未受损伤的癌细胞混杂（图3E）。
3讨论
放射性粒子植入近距离治疗肿瘤技术，是将放射性同位素直接植入肿瘤内或在肿瘤床上进行组织间照射，能克服外放疗的缺陷，其主要优势包括物理学和生物学两方面：（1）近距离局部照射增加了肿瘤组织与正常组织的剂量分配比；（2）γ射线的持续照射使肿瘤的再增殖明显减少；（3）剂量率下降使肿瘤的氧增比减少，即射线杀伤肿瘤细胞时对氧的依赖性减少，进而部分克服了肿瘤的乏氧细胞的放射抗拒性。目前，国外应用125Ⅰ粒子治疗肿瘤最广泛和最成熟的是原发性前列腺癌的治疗；其次是需要保留重要功能性组织或脏器的肿瘤，如眼部及脑部肿瘤；甲状腺癌、子宫内膜癌、子宫颈癌等患者不愿进行根治手术时，也可以永久植入125Ⅰ粒子；另外，为了预防肿瘤局部扩散或区域性扩散，增强根治性效果， 也常常在肿瘤切除后预防性植入125Ⅰ粒子；对于无法手术的原发病例，如鼻咽癌、巨块型肝癌以及转移性肿瘤病灶，粒子植入治疗也是有效的方法。国外有关眼眶肿瘤125I粒子治疗只有少数病例报道，Shields等[5]报道4例腺样囊腺癌手术切除后放置125Ⅰ粒子，随访过程中发现存在微小局部病灶，其中3 例肿瘤控制时间分别为1，3，6a；另1例为复发性腺样囊腺癌行眶内容剜除术，术中放置125Ⅰ粒子进行近距离放射治疗，术后随访10a肿瘤未复发。此4例患者均生存且肿瘤得到很好的控制。
为观察和了解125Ⅰ粒子对肿瘤细胞杀伤后超微结构的变化，我们利用裸鼠建立腺样囊性癌动物模型，并于肿瘤内植入放射性125Ⅰ粒子1枚。根据前期试验结果选择活度为10.2MBq的粒子，观察肿瘤细胞改变。结果显示，组织中可见凝固性坏死，体积小，电子密度高，核仁凝固。癌细胞质内可见坏死腔，内含高电子密度不定形物，细胞核异染色质凝集趋边，胞质内结构不清。表明125Ⅰ粒子通过持续γ射线照射使癌细胞坏死凋亡而杀灭肿瘤。125Ⅰ粒子放射半径只有17mm，因此根据肿瘤细胞的超微结构改变，可以观察125Ⅰ粒子对肿瘤细胞作用持续减弱的过程，以此来确定粒子植入的有效间距，对采取治疗方案具有一定的指导意义。
【参考文献】
1 Friedrich RE, Bleckmann V. Adenoid cystic carcinoma of salivary and lacrimal gland origin: localization, classification, clinical pathological correlation, treatment results and longterm followup control in 84 patients. Anticancer Res 2003;23(2A):931940
2 Ducrey N, Villemure JG, Jaques B, et al. Cystic adenocarcinomas of the lacrimal gland. Klin Monatsbl Augenheilkd 2002;219(4):231234
3 SchulzErtner D, Nikoghosyan A, Didinger B, et al. Therapy strategies for locally advanced adenoid cystic carcinomas using modern radiation therapy techniques. Cancer 2005;104(2):338344
4 Tirakunwichaha S, Tulvatana W. Disappearance of primitive basaloid cells after external irradiation in adenoid cystic carcinoma of the lacrimal gland. J Med Assoc Thai 2006;89(8):13181321
5 Shields JA, Shields CL, Freire JE, et al. Plaque radiotherapy for selected orbital malignancies preliminaty observations. Ophthal Plast Reconstr Surg 2003;19(2):9195
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