肺成纖維細(xì)胞的活化、分泌和凋亡在放射性肺損傷的作用研究.pdf

1、世界衛(wèi)生組織(WHO)曾在2001年發(fā)布警告，全球肺癌發(fā)病率每年以22％的速度飛速增長，年新增病人達(dá)135萬人，位居惡性腫瘤第1位。而乳腺癌的發(fā)病率一直居女性腫瘤的首位，每年以2％的速度遞增，年新增病人約120萬人，預(yù)計(jì)2010年將達(dá)到140萬。中國腫瘤防治研究辦公室2007年公布的惡性腫瘤的發(fā)病現(xiàn)狀和趨勢分析表明，我國年新增肺癌病人約50萬人，男女年增長率分別為26.9％和38.4％，居惡性腫瘤之首。而乳腺癌年新增病例大約20萬人，且

2、在我國的年增長速度高出高發(fā)國家1～2％，是威脅我國女性健康的頭號(hào)殺手[1.3]。
　　 放射治療是肺癌、乳腺癌最主要的治療手段之一，大約70％的病人需要行放射治療[4]。隨著放射治療技術(shù)的改善，肺癌、乳腺癌病人的中位生存期、五年生存率也得到極大的提高。然而，隨著病人生存時(shí)間的延長，對腫瘤治愈后生活質(zhì)量的需求增高，胸部放射治療的遲發(fā)損傷--放射性肺損傷也隨之成為關(guān)注的焦點(diǎn)。
　　 放射性肺損傷是肺癌、乳腺癌等胸部惡性腫瘤放

3、射治療最常見、最嚴(yán)重的副作用之一，常常發(fā)展為不可逆的嚴(yán)重的肺纖維化，是影響放射治療療效的主要限制因素之一。近20年來，人們對放射性肺損傷的發(fā)病機(jī)制和診治水平有了較大的提高，但放射性肺損傷的發(fā)生率和由于放射性肺損傷導(dǎo)致的病死率仍未得到有效的控制，給患者的家庭和社會(huì)帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。因此，我們迫切需要深入了解放射性肺損傷的發(fā)生機(jī)制，尋找阻滯或逆轉(zhuǎn)放射性肺損傷發(fā)生發(fā)展的靶點(diǎn)，為臨床尋找新的藥物提供理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
　　 放射性肺損傷包

4、括肺間質(zhì)炎癥和肺纖維化兩個(gè)階段，而肺纖維化是其中的一個(gè)關(guān)鍵特征。肺纖維化過程包括肺組織的炎性損傷、組織結(jié)構(gòu)破壞以及肺間質(zhì)細(xì)胞積聚的組織修復(fù)過程。在此過程中，肺間質(zhì)細(xì)胞(如成纖維細(xì)胞(Fibroblast，F(xiàn)B))、肺炎癥細(xì)胞(主要為單核巨噬細(xì)胞)、肺泡上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和細(xì)胞因子、炎性介質(zhì)等生物活性物質(zhì)相互作用，發(fā)揮直接或間接作用[5]。隨著對放射性肺損傷細(xì)胞與分子生物學(xué)的深入研究，發(fā)現(xiàn)肺FB在照射后轉(zhuǎn)化為肌纖維母細(xì)胞(Myofibro

5、blast，MF)，后者是肺纖維化過程最活躍的細(xì)胞，是肺纖維化進(jìn)展過程中細(xì)胞外基質(zhì)(Extracellular matrix，ECM)的主要來源，兼具FB和平滑肌細(xì)胞的性質(zhì)；分泌大量生長因子、細(xì)胞因子和炎性介質(zhì)，在復(fù)雜的細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)中傳遞信息并誘導(dǎo)其他細(xì)胞的凋亡和分化；MF在肺纖維化過程中凋亡受到抑制呈持續(xù)增殖狀態(tài)，可能是導(dǎo)致肺纖維化進(jìn)行性發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
　　 由此，我們設(shè)想如果以肺MF為治療靶點(diǎn)，通過①干預(yù)分泌生長因子及其受體或

6、下游信號(hào)傳導(dǎo)，阻斷FB群活化擴(kuò)增；②破壞膠原及其它ECM成份分泌合成；③誘導(dǎo)MF凋亡，阻止MF過度增殖[6]，可能將有效防治放射性肺損傷的發(fā)生，減少放射性肺損傷的嚴(yán)重程度和病死率(圖1)。然而，目前治療放射性肺纖維化的藥物仍以糖皮質(zhì)激素為主，用量大，療效不理想，且長期使用毒副作用大，病人往往難以耐受。因此我們迫切需要深入探討照射后肺FB活化、凋亡、分泌機(jī)制，在放射性肺損傷發(fā)生過程的重要意義，為尋找安全有效的治療靶點(diǎn)提供理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。<

7、br>　　 為了進(jìn)一步證實(shí)肺FB活化、凋亡、分泌機(jī)制在放射性肺損傷的發(fā)生發(fā)展過程中動(dòng)態(tài)改變及重要作用，為放射性肺損傷的防治尋找新的靶點(diǎn)，我們建立了Wistar大鼠半胸照射的放射性肺損傷實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型，①觀察照射后肺FB的光鏡下特點(diǎn)；②通過免疫組化尋找證實(shí)照射后肺FB活化的證據(jù)；③通過免疫組化證實(shí)照射后的FB細(xì)胞具有分泌的功能；④照射后肺FB的凋亡特點(diǎn)；④通過以IFN-γ干預(yù)，尋找可能預(yù)防放射性肺損傷的藥物。
　　 主要結(jié)果及結(jié)論

8、如下：
　　 1)以30Gy X射線單次照射Wistar大鼠右肺，發(fā)現(xiàn)照射后肺組織FB免疫組化a-SMA呈強(qiáng)陽性，與對照組有顯著差異(P<0.05)，證實(shí)肺FB照射后活化成為功能活躍的MF：
　　 (2)Wistar大鼠單側(cè)肺照射30Gy后，對側(cè)未照射肺組織的也可見散在分布梭形樣形態(tài)的間質(zhì)細(xì)胞，免疫組化提示表達(dá)a-SMA，證實(shí)為MF。統(tǒng)計(jì)分析表明未照射肺組織在照射后a-SMA的表達(dá)與正常對照組有顯著差異性(P=0.001

9、)。由此猜測具有增殖和分泌活性的MF可能有部分來源于肺外，通過血液傳遞分布于肺組織照射野內(nèi)或野外，可能參與了淋巴細(xì)胞性放射性肺損傷的發(fā)生；
　　 (3)Wistar大鼠照射后肺FB轉(zhuǎn)化成MF的同時(shí)，免疫組化提示細(xì)胞內(nèi)TGF-B、MMP9呈陽性表達(dá)，證實(shí)了照射后活化的MF具有分泌功能。結(jié)合FB活化通路的分析，TGF-B是誘導(dǎo)FB活化的最重要生物介質(zhì)之一，MF的這種自分泌作用可能放大了FB的活化，促進(jìn)放射性肺炎和肺纖維化的形成，因此

10、，阻斷TGF-B通路，阻斷FB的活化，可能為減少照射后肺間質(zhì)炎癥和纖維化的程度帶來新的希望；
　　 (4)照射后肺內(nèi)MF也存在類似的凋亡抵抗作用，其凋亡抑制基因Bcl-2表達(dá)增強(qiáng)，而凋亡誘導(dǎo)基因Bax表達(dá)減弱，這說明肺FB細(xì)胞活化成為MF后，細(xì)胞由于凋亡抵抗作用，增殖能力大大增加，導(dǎo)致了成纖維細(xì)胞的堆積，加之MF分泌的MMP-9破壞了肺泡細(xì)胞基底膜，更加有利于增殖的成纖維細(xì)胞向肺泡內(nèi)遷徙，從而導(dǎo)致了肺泡的塌陷，不可逆的放射性肺纖

11、維化形成。如果以肺MF為治療靶點(diǎn)，尋找安全有效的誘導(dǎo)肺MF凋亡的藥物，可能是防治放射性肺損傷的新方向；
　　 (5)照射后連續(xù)皮下注射IFN-γ5萬單位/日×8周，照射+藥物組較單純照射組明顯減少了FB表達(dá)α-SMA，從而阻止了肺FB活化成為活性較強(qiáng)的MF，抑制了MF的過度增殖。而形態(tài)學(xué)研究也發(fā)現(xiàn)藥物組能明顯推遲肺纖維化的發(fā)生時(shí)間，降低肺纖維化程度。而TGF-β表達(dá)的下降，暗示IFN-γ可能是通過抑制TGF-β/Smad通路的信