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低强度脉冲超声重建细胞周期药物联合化疗后大鼠造血功能的实验研究

【摘要】:目的造血功能损伤是临床联合化疗治疗肿瘤的诸多副作用当中最为严重之一,甚至可危及生命。造血功能损伤的治疗与患者的治疗进展息息相关,而临床主要依赖于升白细胞药物、血小板输注及相关因子治疗来改善患者情况,然而这些治疗方法对于部分患者副作用明显甚至无效,且费用相当昂贵。因此需要一种更安全、有效、经济的治疗方法来改善化疗后的造血功能损伤,提高癌症化疗的安全性。低强度脉冲超声(Low intensity pulsed ultrasound,LIPUS)已被证实能促进骨髓有核细胞、间充质干细胞的增殖,同时可以治疗环磷酰胺化疗所致的白细胞减少症、提高阿糖胞苷化疗后白细胞计数,但目前为止极少有针对造血功能的全面深入研究。本研究新采用细胞周期药物一线联合化疗方案诱发造血功能损伤。由此进一步探究LIPUS能否改善细胞周期药物联合化疗后造血功能损伤,并尝试阐述其机制,为今后细胞周期药物联合化疗所致造血功能损伤的治疗提供参考。方法1.通过血液检测血常规及免疫球蛋白。随机选取160只SD大鼠,其中(1)方案紫杉醇+卡铂选取80只(对照组40只,LIPUS组40只);(2)方案阿霉素+环磷酰胺选取80只(对照组40只,LIPUS组40只)。(1)方案采用紫杉醇(10mg/kg)+卡铂(16mg/kg)先后腹腔注射,连续给药4天;(2)方案采用阿霉素(2mg/kg)+环磷酰胺(20mg/kg)先后腹腔注射,连续给药4天。(1)、(2)方案LIPUS组均在给药后LIPUS连续辐照7天,对照组在给药后进行7天的假辐照。于给药第0、4、7、9、11、14、18天抽取大鼠心脏血测定各组白细胞、红细胞、血小板计数,并同时将抽取的部分血液离心取血清用于测定免疫球蛋白IgA,IgG,IgM。2.通过骨髓检测黏附分子、造血调控因子及细胞凋亡,并观察骨髓造血组织和细胞形态。于给药第0、4、11天,对骨髓黏附分子ICAM-1、VCAM-1和造血因子SCF进行实时荧光定量检测;对骨髓组织进行HE染色,光学显微镜下观察造血组织、脂肪组织和骨髓基质细胞的形态结构;采用扫描电镜观察骨髓细胞分布,每个组织标本观察5个视野;使用ELISA试剂盒检测骨髓上清中造血调控因子IL-3和GM-CSF的含量;采用流式细胞仪进行骨髓细胞凋亡检测。结果1.方案(1)紫杉醇+卡铂:LIPUS组与对照组相比,白细胞上升显著(P0.05),对照组一直处于较低水平,红细胞仅有2天与对照组相比差异显著(P0.05),血小板连续4天升高存在显著差异(P0.05);化疗给药后IgA,IgG下降明显,LIPUS组IgA仅在第18天显著高于对照组(P0.05),而LIPUS组IgG和IgM水平在第7天,第9天和第18天均显著高于对照组(P0.05)。方案(2)阿霉素+环磷酰胺:LIPUS组与对照组相比,白细胞第11、14、18天升高明显(P0.05),红细胞差异不显著(P0.05),血小板在给药后第18天两组相比才有差异(P0.05);化疗给药后免疫球蛋白IgA和IgM水平均出现了明显的下降(P0.05),LIPUS组IgA水平仅在第14天显著高于对照组(P0.05),而LIPUS组血清的IgG和IgM水平均连续4天显著高于对照组(P0.05)。2.方案(1)紫杉醇+卡铂:比较SCF、ICAM-1、VCAM-1的mRNA水平,两组间SCF对比无明显差别(P0.05),LIPUS组ICAM-1和VCAM-1与对照组相比差异显著(P0.05);比较骨髓组织病理切片,LIPUS组与对照组相比造血组织丰富且已恢复正常水平,采用Image J图像分析软件对骨髓组织病理切片进行分析,LIPUS组第11天造血组织所占百分比显著升高(P0.05),与对照组相比存在显著差异(P0.05);扫描电镜下观察骨髓细胞分布情况,LIPUS辐照后第7天可见细胞增多且形成了较大的细胞集落;比较大鼠骨髓上清造血调控因GM-CSF和IL-3子水平,LIPUS组和对照组上升下降趋势一致,直到第11天LIPUS组均显著高于对照组(P0.05)。方案(2)阿霉素+环磷酰胺:比较骨髓ICAM-1、VCAM-1、SCF的mRNA水平,LIPUS组ICAM-1、VCAM-1与对照组相比差异显著(P0.05),对SCF无明显影响;比较骨髓组织病理切片,LIPUS组与对照组相比造血组织丰富,已恢复至正常水平,随后采用Image J图像分析软件分析镜下造血组织面积百分比,第11天两组间存在显著差异(P0.05);比较大鼠骨髓上清造血调控因子IL-3和GM-CSF的水平,LIPUS组在第11天均显著高于对照组(P0.05);LIPUS组与对照组相比骨髓细胞凋亡率显著减少(P0.05)。结论LIPUS可以重建细胞周期类药物紫杉醇+卡铂、阿霉素+环磷酰胺联合化疗后大鼠造血功能。主要通过减缓血细胞下降和增加造血组织修复造血功能损伤,其机制可能是因为其能提升黏附分子ICAM-1、VCAM-1的水平和促进造血调控因子GM-CSF、IL-3的分泌,同时能促进骨髓细胞凋亡减少、黏附增加形成集落。LIPUS也能不同程度的促进IgA、IgG和IgM的分泌,改善免疫功能。

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