光动力疗法联合DC对小鼠Heps肝癌移植瘤的抑制作用及免疫效应的研究

摘要

目的：光动力学疗法(Photodynamic therapy，PDT)是应用于肿瘤和非肿瘤性疾病的一种局部治疗方法。PDT可直接杀伤肿瘤细胞，同时可诱导宿主产生抗肿瘤免疫应答。PDT与免疫疗法(Immunotherapy，IT)的联合，即光免疫疗法(Photoimmunotherapy，PIT)不但放大、增强了机体的抗肿瘤免疫效应，也降低了其副作用的产生。树突状细胞(Dendritic cell，DC)作为一种专职的抗原递呈细胞(Antigen presenting cell，APC)，对T细胞的活化具有专一性，可启动机体适应性免疫应答。本实验应用PDT对小鼠Heps肝癌移植瘤进行实验性研究，探讨PDT联合DC的光免疫疗法对小鼠Heps肝癌移植瘤的抗肿瘤及免疫效应，探索一种新的综合疗法，为肿瘤的临床治疗提供实验依据。
　　方法：体外培养小鼠骨髓源性DC细胞，4，6-二脒基-2-苯基吲哚(4，6-diamidino-2-phenylindole，DAPI)荧光染色液标记DC后备用。128只6～8周龄雄性健康昆明小鼠皮下接种Heps肝癌细胞，建立小鼠Heps肝癌移植瘤模型，随机分为对照组、单纯PDT组、IT组和PIT组；每组32只。对照组小鼠瘤体内均匀注射同等体积的生理盐水，PDT组小鼠尾静脉注射光敏剂多替泊芬20mg/kg体重，24小时后光照肿瘤局部，功率密度为200mW/cm2，能量密度为180J/cm2。IT组小鼠行瘤体内均匀注射DAPI标记的DC细胞5×105个/只。PIT组于照光后即刻行瘤体内均匀注射DAPI-DC5×105个/只。(1)观察各组小鼠生存期；(2)测量各组小鼠的肿瘤体积大小，计算抑瘤率；(3)于治疗后12、24及48h分别取IT组和PIT组小鼠腋下近肿瘤侧淋巴结制备组织拓片，荧光显微镜下观察荧光细胞数目；(4)与治疗后12和72h小鼠瘤组织取材，石蜡包埋并切片，苏木素-伊红(hematoxylin-esosin，HE)染色后光学显微镜观察；(5)各组小鼠瘤组织切片，分别应用Bcl-2抗体、Bax抗体行免疫组织化学染色(Immunohistochemistry，IHC)；(6)各组分别于治疗后12h、24h、72h、7d、14d分批处死4只小鼠，摘眼球法取小鼠外周血，流式细胞仪测定小鼠外周血T细胞亚群变化；(7)于上述时间点收集各组小鼠外周血并分离血清，酶联免疫吸附试验(Enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA)检测小鼠血清中细胞因子白介素(Interleukin，IL)-12水平；(8)治疗后7d取各组小鼠脾脏无菌制备小鼠脾细胞悬液，以小鼠Heps肝癌细胞为靶细胞，乳酸脱氢酶(Lactate dehydrogenase，LDH)释放法检测小鼠脾细胞细胞毒活性。
　　结果：1.体外成功诱导扩增小鼠骨髓来源DC细胞。
　　2.成功建立小鼠Heps肝癌移植瘤模型，成瘤率98％。
　　3.各组小鼠生存时间：PDT组和PIT组小鼠的生存时间与对照组及单纯细胞治疗组相比，明显延长(P<0.01，P<0.01)。PIT组小鼠生存时间较PDT组明显延长(P<0.05)，IT组小鼠与对照组生存时间无明显差异。
　　4.各组小鼠肿瘤体积及抑瘤率：PIT组、PDT组治疗后2、8和16d移植瘤的体积较IT组和对照组明显缩小(P<0.05)，治疗后8和16d PIT组肿瘤体积较单纯PDT组肿瘤体积明显缩小(P<0.01)；各时间点IT组小鼠肿瘤体积与对照组相比差异无统计学意义(P>0.05)。PDT组和PIT组治疗后16天的抑瘤率分别为：56.73％、79.88％。
　　5.荧光显微镜下观察小鼠近肿瘤侧腋下局部引流淋巴结中荧光细胞数目：治疗后12、24及48h IT组和PIT组小鼠淋巴结中均可见DAPI-DC，至48h达到高峰。但各时间点平均每视野中荧光细胞数IT组较PIT组多；治疗后12、24h IT组小鼠局部引流淋巴结中荧光细胞数目明显高于PIT组(P<0.01)；治疗后48h IT组较PIT组相比P<0.05，差异有统计学意义。
　　6.各组小鼠肿瘤HE染色：对照组肿瘤细胞分布密集，细胞变性坏死及免疫细胞少见，微血管丰富。PDT后12h可见肿瘤细胞退变明显，呈空泡状变性，间质内微血管受损，肿瘤组织周围可见炎细胞浸润。PDT后72h可见肿瘤细胞形态消失，呈凝固性坏死，可见大量炎性细胞浸润。PIT组治疗后较单纯PDT组坏死面积大，可见炎细胞浸润。IT组治疗后与对照组未见明显变化。
　　7.各组小鼠肿瘤Bax-IHC染色：治疗后48h，PDT组和PIT组Bax蛋白表达明显高于对照组及单纯细胞治疗组(P<0.01)。
　　8.各组小鼠肿瘤Bcl-2-IHC染色：治疗后48h，PDT组和PIT组Bcl-2蛋白表达明显低于对照组及IT组(P<0.01)。
　　9.治疗后72h，PDT和PIT组小鼠外周血CD3+CD8+T细胞百分率较对照组与IT组显著升高(P<0.05，P<0.01)，此时达到高峰。而PIT组小鼠外周血CD3+CD8+T较PDT升高明显(P<0.01)，至治疗后2w仍可维持在相对高水平。对照组与IT组小鼠外周血CD3+CD8+T细胞数无增高趋势。
　　10.各组小鼠血清中IL-12水平：PDT组和PIT组小鼠外周血清细胞因子IL-12水平较荷瘤对照组与IT组明显升高(P<0.05，P<0.01)；至治疗后72h最高，达到峰值。其中PIT组升高显著，各设定时间点均明显高于单纯PDT治疗组(P<0.01)。
　　11.治疗后7d各组小鼠脾细胞活性：效靶比为10:1时，PDT组和PIT组的脾细胞杀伤活性高于对照组和IT组(P<0.05，P<0.01)；效靶比为20:1和50:1时，PDT组和PIT组的脾细胞杀伤活性明显高于对照组和IT组(P<0.01)。各效靶比PIT组小鼠脾细胞杀伤活性较PDT组明显增强(P<0.01)。
　　结论：1.成功制备小鼠骨髓源性DC。
　　2.PDT可使小鼠Heps肝癌细胞变性坏死，并通过上调Bax，下调Bcl-2的表达有效诱导肿瘤细胞凋亡，损伤微循环，明显延长生存时间。
　　3.PDT可诱导CD3+CD8+T细胞活化，使外周血清中细胞因子IL-12水平升高，增强脾细胞杀伤活性，有效动员宿主全身抗肿瘤免疫应答。
　　4.瘤体内输注DC细胞联合PDT治疗可发挥良好的协同效应，有效放大了PDT对小鼠Heps肝癌移植瘤的抑制作用及抗肿瘤免疫效应。