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生物细胞治疗技术范文1
关键词:生物技术药物;生物制药;活性
生物技术药物是21世纪最富希望和发展潜力的新兴高科技药物。生物技术药物也称生物药物,目前在治疗糖尿病、心脏病、艾滋病、癌症等领域都有广泛应用。生物技术药物的问世,更加扩展了新药开发的领域宽度,随着生物技术药物的发展,新开发出的药物的安全性和有效性都得到了提高。
1.生物技术药物的范围
现阶段,从狭义上界定生物技术药物主要是指那些把重组DNA技术作为核心,把生物体作为原料生产出的用于预防、诊断及治疗的药物[1]。从广义上界定生物技术药物一般是指采用生物技术生产出的在生物体内存在的天然活性物质[2]。而定义中的“生物技术”包括目前广泛应用于生物制药领域的基因工程、酶工程、细胞工程、蛋白质工程、微生物发酵工程等技术[3];“天然活性物质”是指生物技术药物的来源是细菌、植物、昆虫、哺乳动物等各种生物体内的特征细胞产物[4]。
2.国外生物技术药物的发展现状
欧洲的生物技术药品市场占据了全球28%的市场份额[5],目前,欧洲已经有290种蛋白质药物进入临床试验,其中已经批准上市的有29种[6]。专家预计,在未来的5-10年,欧洲的生物技术产业将对美国、日本形成激烈的市场竞争。
美国的生物技术产业发展已经有多年的历史。到2010年为止,美国的食品药品监督管理局总共批准了包括激素、细胞因子、重组抗体、酶及其各种长效修饰物等制品在内的110种生物技术药物上市[7],这些生物技术药物在人类多种疾病的治疗中发挥越来越重要的作用,产生的经济价值不断提高。
截止2011年全世界共有1714项基因治疗临床试验方案得到批准,其中有300余项进入Ⅱ、Ⅲ期临床试验阶段[8],基因治疗的范围不断扩展,疾病谱从肿瘤为主迅速发展到其他各种病症,成熟的生物技术药物已进入“井喷”期;以治疗性细胞疫苗技术为代表的体细胞治疗技术已经进入临床使用的成熟期[9]。各国都致力于生物技术的研发,而这些研发成果超过60%都集中在医药领域[10]。生物制药领域的干细胞治疗、基因治疗、免疫细胞治疗、诱导性多功能干细胞和细胞再生工程技术等的发展和不断突破都在加速其快速发展,昭示着生物制药领域有着更加美好的发展前景。目前,世界上生物制药的主流是应用哺乳动物细胞表达系统来生产重组蛋白药物,其市场份额已经超过全世界生物技术药物销售总量的67%[11]。
第一个基因治疗产品“今又生”是我国批准上市的[12],第一个免疫隔离化细胞治疗产品“APA-BCC”阵痛微囊也在我国批准上市[13]。近些年来生物技术药物在医药领域的生产份额逐年加大,地位日益提高。
3生物技术药物的特点
生物技术药物是生物药学和生物医学理论及实验的发展产物,生物技术药物与传统的化学药物有很多不同,传统的化学药物主要是小分子化合物,而生物技术药物主要是包括细胞或组织、核酸、单克隆抗体、基因重组蛋白、基因重组多肽、灭活或者减毒的细菌或病毒等大分子物质。
3.1结构不能完全确认
生物技术药物的活性主要靠其空间结构和氨基酸序列来表达。生物技术药物因其具有较大的分子量和复杂的空间构型,现有的分析方法不能完全确认其化学结构。
3.2种属特异性
不同种属的动物的同类受体的功能和结构可能也存在不同,而生物技术药物的作用部位主要是抗原表位或受体,因此,同一种生物技术药物可能对某种动物有效,而对另一种动物无效。
3.3生物技术药物具有多功能性
在一个生物体内,生物技术药物的受体可能广泛分布,从而产生广泛的药理活性或毒性作用。
3.4免疫原性
生物技术药物对于动物体来说是异源性大分子,具有免疫原性,诱发动物产生相应的抗体,而这种诱发的免疫反应会影响药物安全性。
3.5极高的反应活性
虽然生物技术药物在生物体内的含量要低于一般的内分泌激素,但是其引发的生物学反应却被放大。例如干扰素的使用剂量是10-30ug[14];白细胞介素-12的剂量是0.1 ug;表皮生长因子的剂量在纳克水平。
3.6 可获得非天然的生理活性物质使之成为新药
1985年,为了治疗侏儒症,从人脑垂体中提取出了人生长激素,导致了可雅病传播[15],目前,应用基因重组技术重组hGH,既保证了治疗效果又可以避免这种疾病传播风险。
3.7可批量生产确保临床和科研需要,经过改造可提高生理活性
生物技术使多肽基因、活性蛋白能够在动物细胞、植物反应器、动物反应器和微生物中高效表达,从而可以获取以前很难获取的生物活性物质,并可以形成批量生产,适应临床的需要量。采用生物技术改造后,提高了生物制剂的活性,从而达到降低用量的目地,药效提高。
4生物技术药物的前景
目前,全世界生物技术的研发重点主要集中于基因组学研究上,有预测称人类基因组学计划的测序工作完成后,生物技术产业将在生物芯片、生物信息产业、基因治疗、药物基因组学等方向有更多的发展。
我国新型生物技术药物主要集中于疫苗、基因治疗剂、单克隆抗体、可溶性治疗蛋白、反义药物五个类型[16]。
我国在生物技术药物方面正处于有序的发展阶段,首先,我国以国家科委及国家生物制品研究机构组织研发血液制品和肝炎疫苗等项目[17];其次,仿制某些国外的在中国不受知识产权保护的品种[18];最后,人类基因组框架初步形成后,使人们逐步认识的生物技术的经济价值,吸引更多投资,加速生物技术的更快发展。
目前,生物技术药物在癌症、心脑血管、遗传性疾病、传染性疾病、自身免疫性疾病、糖尿病和神经退化性疾病等疾病的治疗都有很好的疗效。
参考文献
[1] 曾浩, 罗萍, 郭刚,等. 药学专业生物技术制药教学改革的实践[J]. 现代医药卫生, 2008, 24(4):630-631.
[2] 肖斌, 郭刚, 毛旭虎,等. 生物技术制药创新型实验教学平台的探索与实践[J]. 现代医药卫生, 2009, 25(22):3511-3512.
[3] 赵广荣, 向志军, 元英进,等. 中药现代化研究的生物技术[J]. 中草药, 2004, 35(5):481-484.
[4] 钱迎倩, 马克平. 生物技术与生物安全[J]. 自然资源学报, 1995, 7(4):322-331.
[5] 胡显文, 陈惠鹏, 汤仲明,等. 美国、欧盟和中国生物技术药物的比较[J]. 中国生物工程杂志, 2005, 25(2):82-94.
[6] 马述忠, 黄祖辉. 关于生物技术产业发展的若干思考[J]. 中国软科学, 2001(8):61-65.
[7] 文淑美. 全球生物制药产业发展态势[J]. 中国生物工程杂志, 2006, 26(1):92-96.
[8] 张蕊, 田澎. 生物制药产业现状分析及我国企业的发展战略[J]. 工业工程与管理, 2005, 10(5):107-111.
[9] 吴梧桐, 王友同, 吴文俊. 21世纪生物技术和生物制药 一、生物技术药物发展现状[J]. 药物生物技术, 2001, 8(1):1-3.
[10] 胡显文, 陈惠鹏, 张树庸. 全球生物制药产业概况[J]. 中国医药生物技术, 2009, 4(2):85-89.
[11] 胡显文, 马清钧. 生物制药产业发展现状与趋势分析[J]. 生物技术产业, 2007(1):16-31.
[12] 陈志南. 基于抗体的中国生物制药产业化前景[J]. 中国医药生物技术, 2007, 2(1):2-5.
[13]马勇, 杜德斌, 周天瑜,等. 全球生物制药业的研发特点与我国制药研发的应对思考[J]. 中国科技论坛, 2008(11):47-51.
[14] 潘玉泉, 朱小宁. 不同剂量干扰素治疗毛细支气管炎临床分析[J]. 临床医药实践, 2006, 15(1):29-30.
[15] 王珍燕, 卢洪洲. 克雅病诊治[J]. 中国感染与化疗杂志, 2013, 13(5):400-404.
[16] 陈志南. 基于抗体的中国生物制药产业化前景[J]. 中国医药生物技术, 2007, 2(1):2-5.
生物细胞治疗技术范文2
关键词:DC-CIK细胞;恶性肿瘤;护理
Abstract:Objective To investigate the nursing methods for patients with malignant tumor immunotherapy for DC-CIK. Methods From 2011 December to 2014 October, 613 cases of biological treatment of patients were among 34 patients given comprehensive nursing and record adverse reactions. Results The body temperature is up to 38 DEG C, after transfusion, within 30 minutes。It gradually returned to normal. after intramuscular 25mg promethazine hydrochloride. The remaining patients successfully completed treatments, no discomfort reaction. Conclusion As Dc-CIK cell therapy is a tumor biological treatment method, with less adverse reactions.. Psychological nursing and norms nursing operation play an important role. to ensure treatment . smoothly.
Key words: DC-CIK cell malignant;Tumor;Nursing
生物疗法是运用生物技术和生物制剂对从患者体内采集的免疫细胞进行体外培养和扩增后回输到患者体内的方法,来激发、增强机体自身免疫功能,从而达到治疗肿瘤的目的。生物疗法为肿瘤治疗提供了新途径,已成为继手术治疗、放射治疗、化学治疗后的第4种治疗模式[1]。
DC-CIK细胞免疫疗法就是在体外培养干细胞,诱导其分化为树突状细胞,再用经抗原刺激的树突状细胞诱导CIK细胞产生特异性肿瘤杀伤作用。与传统的治疗方法不同,肿瘤生物治疗在不损伤机体免疫系统和功能的前提下,直接识别、消灭存在于人体内血液、淋巴中的癌细胞,恢复和增强机体自然抗癌免疫系统和功能。肿瘤生物治疗具有不伤身体、无痛、 住院时间短等优点,能提高患者自身的免疫与生活质量。我院自2011年12月~2014年10月运用DC-CIK细胞生物治疗方法治疗恶性肿瘤613例,大部分患者都取得了满意疗效。护理人员规范的护理操作和积极的心理引导在肿瘤患者DC-CIK细胞生物治疗过程发挥着重要作用,现总结如下。
1 临床资料
1.1一般资料 2011年12月~2014年10月运用DC-CIK细胞生物治疗方法治疗恶性肿瘤613例。男369例,女244例,年龄24~82岁。其中肺癌175例,结、直肠癌138例,乳腺癌104例,胃、食管癌82例,肝癌51例,肾癌37例,卵巢癌11例,膀胱癌9例,脑胶质瘤6例。
1.2细胞采集前的护理准备 护理人员应详细了解患者病史,在进行生物治疗前应向患者及家属做好解释工作,要让患者了解目的、操作流程、注意事项、配合方法等,减少患者顾虑并积极配合。签署细胞采集及生物治疗知情同意书。细胞采集前1d嘱患者饮食要清淡,并核对患者各项常规检查结果完善情况,包括血常规、出凝血时间、乙肝两对半、心电图。采集前嘱患者排空尿液,测量体温、脉搏、血压、呼吸、身高、体重并做好记录。细胞采集操作室内应备好氧气、抢救车等急救物品。
1.3细胞采集的护理措施 患者血管选择: 一般选择比较粗大的、弹性好、充盈强的便于穿刺的血管,如肘正中静脉、贵要静脉、股静脉等 。操作过程严格遵照无菌技术操作原则,患者取平卧位,穿刺点消毒面积要不小于10 cm×10 cm,穿刺成功后嘱患者不要随意活动穿刺肢体,避免针头脱出。采血50~60 ml送实验室进行培养14 d,使CIK细胞数量达到1×109做完热源和无菌检测,合格后将细胞输给患者。在采集过程中医护人员应全程陪同,监测生命体征,注意不良反应的发生,保证采集管道通畅,防止管道扭曲、堵塞,采集过程详细记录。采集过程中患者如有头昏、乏力、心慌、疼痛、口唇麻木、四肢抽搐等情况应及时给予对症治疗。
采集结束拔管后要立即按压穿刺点10 min,指导其平卧,穿刺处保持清洁干燥,24 h内不要洗澡,多食营养丰富饮食,注意休息,保证睡眠,等待培养好的细胞回输。
1.4细胞回输的护理
1.4.1回输前与实验室联系,确定回输时间。将具体时间告知患者,做好合理安排,保证回输顺利进行,回输前加强营养,保证足够的睡眠及休息, 尽量减少到公共场所,严防感冒。如患者生命体征平稳,体温正常,无其它不适,即可接受回输治疗。回输过程平均为3个疗程,每个疗程回输5次CIK细胞,每次输注细胞数不少于1×109,每个疗程回输细胞总数大于5×109,按照静脉输血操作方法进行回输,输注前3 min按医嘱给患者肌肉注射苯海拉明20 mg或者静脉注射地塞米松5 mg,用来预防不良反应的发生。
1.4.2 细胞送到病区,护士应与实验室工作人员核对科室、住院号、姓名、性别、年龄、床号、细胞数量等。护士到达病房向患者讲解回输的过程、方法及有关注意事项。为保证细胞新鲜回输,在室温保存不得超过4 h,回输过程中严格遵守无菌操作原则,使用一次性输血器,严格控制滴速,要先慢后快,回输前15 min先缓慢滴入,观察患者无异常反应,可适当加快速度,以40~60滴/min滴入。回输时间应控制在30~60 min之内。
2 总结
2.1通过对进行生物治疗的患者进行观察比较,大部分患者都取得了满意疗效, 患者自觉体力明显增强、不易疲劳、食欲增加,各项检查指标治疗后均有所好转,提高了患者的生存质量,增强了患者战胜疾病的信心[2]。
2.2 肿瘤患者基本上都存在不同程度的情绪障碍,所以心理护理是整个护理工作的重点[3]。及时做好心理护理,对减轻患者心理负担、增加治疗效果起着尤为重要的作用.大部分肿瘤患者都存在心理障碍,他们治疗时间长,经历了一系列的放疗、化疗后会对治疗感到恐惧,对疾病产生绝望心理,而缺乏治疗疾病的信心。而肿瘤生物治疗是一种全新的肿瘤治疗方法,因缺乏相关知识,患者可能对其信心不足或对治疗的效果期望值过高,容易出现悲观、失望、犹豫等心理反应。作为护理人员有责任,有必要向患者及家属详细讲解生物治疗的优势、注意事项,介绍其疗效、副作用,帮助患者树立信心,避免患者因不能达到预期的疗效而出现心理落差,消除患者及家属的疑虑及恐惧心理,并获得患者及家属的全力配合。
2.3规范的护理操作是生物治疗安全和质量的重要保证。
2.3.1采血前做好病情评估,包括意识、生命体征、静脉充盈情况、患者的理解及合作能力。
2.3.2治疗中严格执行无菌操作。每一项操作都要严格遵守无菌原则,才能确保治疗安全[4]。
2.3.3回输时要严格执行查对制度,严禁交叉混输。
2.3.4细胞回输参照静脉输血操作流程进行。用输血器进行回输,前后均用生理盐水冲管。回输前用生理盐水冲管,避免和其他药液混合。待细胞回输完毕,再用生理盐水将残留在输血器中的细胞回冲干净,保证瓶中细胞完全足量输入。整个回输过程中需要间断轻轻摇晃输液瓶及轻弹输血器过滤网,以免在回输过程中细胞聚集成团,不能完全回输到患者体内。
2.3.5输注过程中,要加强巡视,倾听患者主诉,注意有无发热、皮肤瘙痒、胸闷等不适,一旦出现,应立即停止输注,
更换输液器,静滴生理盐水,保留残余液体做细菌培养,并协同医生进行抢救及治疗工作。
2.3.6 要注意观察病情,监测体温变化,回输治疗开始时、回输治疗后30 min、1 h、2 h各测量体温1次。由于回输的是患者的自体细胞,因此没有免疫排斥反应。生物治疗最常见的副反应是发热,体温在38℃左右,为自限性发热,一般不需处理。如出现高热、寒颤,按输液反应对症处理即可。据统计,有34例患者回输后30 min后体温达38℃,分别给予非那根25 mg肌注后体温逐渐恢复正常,且无不适反应发生。
总之,在CIK治疗恶性肿瘤的过程中,护理人员应具备专业知识,做好治疗前后相关护理,可提高治疗效果,改善恶性肿瘤患者的生活质量。
参考文献:
[1]陆勤美,施玲燕,徐鸣.恶性肿瘤的CIK细胞治疗及护理[J].中国肿瘤生物治疗杂志,2005,19(4):147.
[2]郭智,张波,阮新建,等.树突状细胞与细胞因子诱导的杀伤细胞治疗急性白血病效果观察[J].华北国防医药,2007,19(2):13-15.
生物细胞治疗技术范文3
[关键词]西药制药;生物技术;制药;应用
中图分类号:G276 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)25-0266-01
近年来,生物技术、制药技术的联合日趋全球化,在整个制药生产当中居于首位。就以现代化西药制药生产技术而言,它在应用的过程中取得了优异的成绩,为制药行业的进步做出了巨大贡献。以生物制药技术为主的制药工艺应用不仅为人类解决目前存在病症提供了技术指导,也有效的消除了营养不良、延长人类寿命,提高生命质量。
1.生物制药技术现状
当今社会经济发展中,生物药品的开发与消费数量惊骇世俗,其开发资金也十分的巨大。就改革开放至今,我国生物制药技术总体投入了100多亿人民币,无论是在技术上还是设备上,都投入了相当大的精力。在目前的生物技术应用工作中,其主要是从基因工程、酶以及细胞固定化技术和细胞工程等方面入手的。
1.1 基因工程
在当今的生物研究当中,激素以及多性因子是调节人体生理代谢和技能的主要物质手段,其活性强、临床效果十分的明显。但是这些物质在自然界中十分的稀少,从人体以及动物体重大量的摄取难度极大、来源限度极为严格,在供需矛盾上存在着严峻的缺陷。而在现代化生物制药技术当中,其为临床工作的开展提供了廉价、高效的药品,为人们身体健康做出了重要指导。胰岛素作为治疗糖尿病的主要激素之一,它在提取的过程中存在着资源匮乏、价格昂贵的特性,而利用基因工程则有效的解决了这种现象,并且有效的实现了生物制药技术的发展流程和要求。
1.2 酶和细胞固定化技术
微生物在转化成为酶或者细胞固定化技术的过程中,这一技术已经广泛应用在各类制药工艺当中,逐渐弥补了酶中存在的不足,在制药领域的应用中极为显著,其无论是优势还是在制药模式上,都出现了翻天覆地的变化。生物制药技术在目前的应用中,最为常见的技术体系包含了固定化细胞、特别为生物等等。
1.3 细胞工程
细胞工程是生物工程领域中最受欢迎的一项,也是最为关键的技术体系之一,它的应用为药物资源开辟、微生物原料利用提供了充足的技术指导,为保护生态平衡发挥出至关重要的意义。时至今日,无论是在西医还是中医方面都有所涉及,其重要方面的应用数量高达90%以上,而西药更为常见,几乎涵盖了西药生产各个领域,为西药生产技术的发展指明了新方向。
2.生物技术在西药制药工程中的应用
近年来的社会发展中,生物制药技术经过二十多年的努力已经创造出了许多重要的临床治疗药物,其年销售额更是高达70多亿。就生物技术的应用进行分析,它在西药制药生产中的应用不仅为需要生产打下坚实基础,更是为西药功能的发挥提供了更高效的技术水准。
2.1 生物制药技术在肿瘤药物中的应用
近年来,就全球各种疾病引发的死亡数量进行分析,因为肿瘤而引起的死亡率高居榜首,就我国而言,每年所诊断出的肿瘤人数高达百万以上,因为肿瘤病症而死亡的人数高达50万。就我国每年就肿瘤药物的研究费用高达一百五十多亿。其中肿瘤作为多种机制导致了复杂的疾病,现在就早期诊断、手术、治疗等手段的选择上,更是呈现出翻天覆地的变化。我们可以预计,在未来十多年时间里肿瘤药物会迅速的增多。如果在利用的过程中将其进行综合研究和分析,其整个工作在扩散的过程中都是以下系统化、全面化进行的。在目前的当今社会发展的过程中,整个工作流程的应用都是整个肿瘤治疗制剂中最多的一项,它也很快得到广泛的应用。
2.2 神经药物
神经系统药物在利用生物技术治疗老年痴呆、脑中风等多种药物体系,在应用和研究的过程中它包含了胰岛素生长因子等多种新药物的选择。目前,已经在许多医院的临床诊疗工作中得到重视。用于治疗末梢神经炎和脑萎缩硬化症的神经生长因子(NGF)以及脑源神经营养因子(BDNF)都开始Ⅲ期临床试验。全国每年中风患者大概60万,每年死于中风患者达15万。现在有效治疗中风症的药物不多,特别是很少有可治疗不可逆脑损伤的药物,CerestaL已被证明能对中风患者的脑力有显著改善和稳定作用,已经进入Ⅲ期临床试验。
2.3 免疫性药物
很多疾病都是由于自身免疫缺陷引起,如红斑狼疮、哮喘、多发性硬化症、风湿性关节炎等。我国风湿性关节炎患者多达4000多万,每年花费巨额医疗费,很多制药公司正对这类疾病进行研究。如Genentech公司研制出一种治疗哮喘的单克隆人源化免疫球蛋白E抗体,进入了Ⅱ期临床试验。美国Cetor’s公司开发出一种用于治疗风湿性关节炎的TNF-α抗体,治疗的有效率达80%。有些公司运用基因疗法治疗糖尿病,治疗方法是把胰岛素基因导入到糖尿病患者的皮肤细胞,然后把这些细胞注入人体,让这些工程细胞可以进行全程胰岛素供应。
2.4 冠心病治疗药物
我国每年有接近一百万人死于冠心病,每年都要花费高额的治疗费。未来10年,防治冠心病的药物将推动制药工业迅速发展。Cen-tocor′sReopro公司利用单克隆抗体对冠心病引起的心绞痛治疗以及对心脏功能的恢复取得了成功,这标志着诞生了一种新型冠心病治疗药物。随着基因组科学的建立以及基因操作技术的迅速发展,目前基因治疗与基因测序技术正在进行商业化开发,推动了治疗学的发展。利用转基因技术构造转基因动物和植物,都以实现产业化开发,以转基因绵羊为载体生产蛋白酶ATT抑制剂,来治疗囊性纤维变性和肺气肿疾病,进入到了Ⅱ、Ⅲ期临床试验。
3.生物技术在西药制药中的应用前景分析
今后10年生物技术将对当代重大疾病治疗剂创造更多的有效药物,并在所有前沿性的医学领域形成新领域。生物学的革命不仅依赖于生物科学和生物技术的自身发展,而且依赖于很多相关领域的技术走向,例如微机电系统、材料科学、图像处理、传感器和信息技术等。尽管生物技术的高速发展使人们难以作出准确的预测,但是基因组图谱、克隆技术、遗传修改技术、生物医学工程、疾病疗法和药物开发方面的进展正在加快。除了遗传学之外,生物技术还可以继续改进预防和治疗疾病的疗法。这些新疗法可以封锁病原体进入人体并进行传播的能力,使病原体变得更加脆弱并且使人的免疫功能对新的病原体作出反应。这些方法可以克服病原体对抗生素的耐受性越来越强的不良趋势,对感染形成新的攻势。
4.结束语
综上所述,随着现代生物制药技术的不断研发与应用,在西药制药中如何合理、科学应用生物制药技术,将成为影响现代西药制药行业发展趋势的重要因素,也是提高整体医药生产水平和工艺的关键。 [科]
参考文献
生物细胞治疗技术范文4
doi:10.3969/j.issn.1007-614x.2012.01.009
随着现代医学发展和分子生物学技术的提高,人们逐渐从分子、基因水平对肿瘤的发病机制有了,肿瘤的靶向治疗技术应运而生,成为近年肿瘤治疗领域研究的热点。肿瘤靶向治疗理论机制不断完善,多种治疗手段应用于肿瘤的治疗,并在临床实践中取得了的成就。就肿瘤靶向治疗技术的现状简明分类并阐述如下。
生物靶向治疗
上个世纪80年代Rosenberg发现IL-2活化的NK细胞(LAK)对多种细胞肿瘤细胞具有杀伤活性,将这一性质应用于肿瘤的治疗并取得了一定成效,开创了了肿瘤治疗的新时代-生物治疗。
细胞因子技术:最早被批准生产用于治疗肿瘤的细胞因子药物有IFN-α、白介素、及TNF、转化生长因子β、集落刺激因子、趋化因子以及胸腺素等10余种药物。近年来还发现了许多在抗肿瘤的免疫反应中起到不同程度作用的新的细胞因子,如FGF、PDGF、EGF、肝细胞生长因子(HGF)等[1]。然而,部分细胞因子在治疗过程中存在严重的不良反应,近年来人们试图通过突变或基因重组等方法,将细胞因子的基因转导至肿瘤细胞内,提高肿瘤局部药物浓度,达到直接杀伤肿瘤细胞、降低不良反应的目的。
过继性细胞免疫治疗技术:过继性细胞免疫治疗是将有肿瘤杀伤活性的自身或同种特异性或非特异性“免疫效应细胞”输注给肿瘤患者[2,3],直接杀伤肿瘤细胞达到肿瘤治疗的目的。目前临床应用的免疫效应细胞有细胞毒T细胞、NK细胞、树突状细胞等。近年来该技术与分子靶向药物有机结合产生了一种新的治疗模式,即分子靶向-过继性细胞免疫治疗。其中分子靶向药物扮演双重角色,除了药物本身对肿瘤细胞的毒性作用外,还作为“刺激诱导”源[4],诱导肿瘤细胞表达免疫激活物NKG2DLs,与NK细胞表面NKG2D结合,激活NK细胞的杀伤活性。
单抗及偶联物技术:目前临床应用的单克隆抗体有美罗华、赫赛汀、IMC-C225、Bevacizumab等,很多单克隆抗体没有杀伤肿瘤细胞的能力,需要通过交联的方式,携带一个细胞杀伤介质,形成一个偶联物结构[5],这些偶联物最突出的优点就是提高了抗癌的活性,减少了对正常细胞的损伤。随着DNA重组技术的发展,将部分或全部人源抗体的编码基因克隆到真核或原核表达系统中,体外表达人-鼠嵌合或人源化抗体;或转基因至剔除自身抗体编码基因的小鼠体内主动免疫,诱生人源抗体。因此,基因工程抗体的根本出发点是解决鼠源性问题,其优点是人源化或完全人源化抗体,均一性强,可工业化生产[6]。
肿瘤疫苗技术:免疫系统是人体重要的防御系统之一,机体正常免疫应答赋予识别自我与非我,及时清除体内衰老、变性的细胞,监视突变细胞并将之消灭。肿瘤细胞是人体的突变细胞,理论上只要充分调动机体的免疫功能,特别是肿瘤特异性免疫功能,就能将肿瘤细胞清除。肿瘤疫苗就是利用肿瘤细胞或肿瘤抗原物质诱导机体的特异性细胞免疫和体液免疫,以增强肿瘤的免疫原性和机体的抗肿瘤免疫应答,达到治疗肿瘤的目的。由于肿瘤细胞自身存在免疫原性弱、MHC分子表达下调或异常、共刺激分子缺失等特点,细胞全瘤疫苗引发的免疫排斥反应较弱,疗效差强人意;肿瘤疫苗在对肿瘤细胞杀伤的同时可能产生针对正常组织细胞的免疫反应[7],这对肿瘤疫苗临床应用的安全性及高效性提出了挑战。融合疫苗及可调控疫苗分别针对相应缺陷找出了新的解决方法。目前,噬菌体展示随机肽库技术是寻找特异性肿瘤抗原的创新方法。
基因治疗技术:近年来有很多研究致力于改造病毒的天然嗜性,使之特异地导向靶细胞,即载体重靶向。对载体重靶向问题的研究主要集中在两个方面[8]:①在载体重靶向的过程中是否保留或部分保留病毒载体的天然嗜性;②重靶向的载体是否比保留天然嗜性的病毒载体对靶细胞更具有特异性,对机体是否更安全。很显然,不依赖于基因组改造的重靶向载体保留了病毒载体的天然嗜性,因而仍存在再感染时的安全性问题;而依赖于基因组改造的重靶向载体则部分或全部失去了病毒载体的天然嗜性,因而对靶细胞感染更具有特异性,但是其感染效率却可能会因此受到影响而降低。
物理靶向治疗技术
放射治疗发展至今已有近40年的历史,高精度、高剂量、高疗效、低损伤仍然是现代肿瘤放射治疗追求的目标。常用的物理靶向治疗技术有立体放射外科、三维适行放疗、调强放疗、超声聚焦刀等,不同的治疗方法采用的定位及引导方式略有不同。刘伟玲等研究[9],提出将认知系统模型引入靶向治疗,通过将肿瘤图像、温度场分布信息集成,并结合图像识别技术、力场模拟及气泡填充技术处理后得到氩氦刀探针,用于治疗过程中的实时引导,确保了靶点定位、穿刺及引导的准确性,以靶向破坏目标组织,而对周围组织损伤最小。
其他靶向治疗技术
纳米技术:目前国内外发展的纳米药物载体种类繁多,主要有磁性纳米粒、脂质体、微乳、生物可降解高分子纳米粒、基因转到纳米粒等。其中磁性纳米粒及脂质体是研究的热点,在一些动物的模型治疗中表现出了独特的优势[10]。①磁性纳米颗粒:磁性药物靶向治疗是指将药物、生物活性物质或放射性核素等包裹、吸附或连接于适当的磁活性成分中,在足够强的外磁场的作用下到达并定位于肿瘤,使含药物选择性定位释放在目标肿瘤部位,对正常组织无影响或影响较小,从而实现靶向治疗。Zhu AP等通过化学方法将喜树碱(CPT)与多糖修饰的磁性纳米铁颗粒结合后[11],与蛋白质非特异结合程度较低,并且所携带的药物能过持续稳定的释放,这就大大提高了喜树碱在体内的抗肿瘤效应,减少了不良反应。此外,为了检测磁性纳米铁颗粒携带并释放CPT的药理学活性及评估细胞毒性,该小组还完成了针对7721例肝癌细胞的体外细胞毒实验,结果表明磁性纳米铁颗粒所携带的CPT活性得到增强并能有效纳米颗粒释放到癌细胞中,增强了抑癌活性。Zhu LZ等将5-氟尿嘧啶装填入聚氨基葡糖(CS)修饰的磁性氧化铁纳米颗粒(MNPs)中[12],得到了CS-5-MNPs,并对CS-5-MNPs进行了体外实验,研究表明5-FU可以在不同的冲液中缓慢释放,从而降低了细胞毒性,并显著的促进对肿瘤细胞的杀伤作用。②脂质体:靶向脂质体是将脂质体与某些单抗或其他靶向介质偶联,利用其靶向性将包裹于脂质体内的抗癌药物特异的运送至靶器官,以达到靶向治疗的目的。Suzuki等用抗转铁蛋白受体(TER)单抗与脂质体偶联制备成靶向脂质体,其中脂质体包裹阿霉素,能特异的靶向富含TER的细胞,观察对人白血病及其耐DOX亚株(K562\ADM)的作用,结果显示这种脂质体能促进阿霉素进入K562\ADM细胞内,从而大大提高阿霉素对K562\ADM的细胞毒性。
超声微泡技术:超声微泡是由惰性气体为核心和磷脂类化合物、糖类或高分子多聚物为外壳两部分组成,大小相等于红细胞,直径不超过5微米,可自由通过组织器官的微循环。若在其表面装配上特异性的配体和(或)单克隆抗体,即构建成特异性靶向超声微泡,它通过免疫反应和生物效应,直接与特异性的抗原分子或受体高效靶向结合,因而具有高度的特异性和靶向性[13]。超声微泡技术应用于肿瘤靶向治疗,是将抗癌药物和(或)基因以非共价键的方式黏附于微泡的外壳或包裹其中,通过静脉注射到达肿瘤部位,在超声能量的作用下产生空化效应直接损伤肿瘤细胞,同时产生声化学反应增强基因的转染和药物的输出,达到抗癌的目的。另外,低频、低功率超声微泡所产生的声空化效应可引起微血管栓塞,这为微血管栓塞治疗肿瘤开辟了新的路径[14]。
目前而言,很多技术及药物的研究仍停留在实验阶段,尚未开发出新的药物可以进行临床试验,部分药物安全性仍有待进一步观察。所以靶向治疗的路还很远,还需要更多、更深入的研究。近年,有学者提出了一种全新的治疗模式-生物化疗[15],这种新思维、新模式的发展必将为肿瘤的治疗带来一套全新的理念,将成为现代肿瘤综合治疗新模式的里程碑。
参考文献
1 董坚.肿瘤生物治疗在肿瘤治疗发展中的地位[J].昆明医学院学报,2010,(4):1-3.
2 黄宇贤,郭坤元.肿瘤生物治疗的新模式:分子靶向-过继性细胞免疫治疗[J].中国肿瘤生物治疗杂志,2010,17(3):243-249.
3 李岩,梁婧.肿瘤生物治疗.山东医药,2010,50(1):105-106.
4 Valés-Gómez M,Chisholm SE,Cassady-Cain RL,Roda-Navarro P,Reyburn HT.Selective induction of expression of a ligand forhe NKG2D receptor by proteasome inhibitors[J].Cancer Res,2008,68(5):1546-1554.
5 周庆丰,曹静,等.肿瘤治疗靶向药物最新研究进展.商丘师范学院学报,2010,26(3):97-99.
6 陈慰峰,等.医学免疫学[M].北京:人民卫生出版社,2007.
7 王星星,蔡绍皙.肿瘤疫苗研究进展[J].肿瘤防治研究,2009,36(19):1072-1074.
8 Wei Wei,Jing-Lun Xue,et al.Vector retargeting for cancer gene therapy[J].Chinese Journal of Cancer,2009,28(1):107-112.
9 LIU Weiling,LIU Libing,et al.Reseach of Co gnitive System Model Tumor Targeted Therrapy[J].Journal of Biomedical Engineering Research,2009,28(2):136-139.
10 Yue Chen and Bao-An Chen.Application an d advancement of magnetic iron-oxide nanoparticles intumor-targeted therapy[J].Chinese Journal of Cancer,2010,29(1):125-128.
11 Zhu AP,Yuan LH,Jin WJ,et al.Polysaccharide surface modified Fe3O4nanoparticles for camptothecin loadingand release[J].Acta Biomater,2009,5(5):1489-1498.
12 Zhu LZ,Ma JW,Jia NQ,et al.Chitosan-coated magnetic nanoparticlesas carriers of 5-Fluorouracil:Preparation,characterization andcytotoxicity studies[J].Colloids SurfB Biointer,2009,68(1):1-6.
13 Juffermans LJ,Kamp O,Dijkmans PA,et al.Low-intensity ultransound-exposedmicrobubbles provoke local hyperpolarization of the cellmem-brane via activation ofBK (Ca) channels[J].UltrasoundMed Bio,2008,34(3):502-508.
生物细胞治疗技术范文5
[关键词] 胃癌;化疗;DC-CIK细胞;循环肿瘤细胞
[中图分类号] R735 [文献标识码] A [文章编号] 1673-9701(2017)12-0025-03
[Abstract] Objective To investigate the effect of chemotherapy and bioimmune therapy on gastric cancer and its effect on circulating tumor cells(CTC). Methods Eighty patients with gastric cancer diagnosed by postoperative pathology were divided into control group and observation group. The control group was treated with chemotherapy only. The observation group was treated with DC-CIK biological immunotherapy. The effect and the CTC levels of two groups before and after treatment were compared. Results (1)The total clinical remission rate in the observation group was significantly higher than that in the control group(P
[Key words] Gastric cancer; Chemotherapy; DC-CIK cells; Circulating tumor cells
胃癌早期R床诊断率较低,常无任何症状或症状轻微,确诊时多为晚期[1]。化疗为常用治疗胃癌的方法之一,可以显著改善患者的预后[2]。近年来,生物免疫治疗已经逐渐发展成为临床治疗恶性肿瘤的主要方法之一,研究证实,生物免疫疗法能够显著增强患者的机体免疫力及抑制肿瘤细胞的繁殖,降低化疗毒副反应的发生率[3]。本研究主要采用化疗联合生物免疫治疗方法即树突状细胞(DC)、细胞因子诱导杀伤细胞(CIK)治疗胃癌,探讨该方案治疗的疗效及其对CTC水平的影响,现报道如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料
将2012年1月~2016年12月期间入住本院的80例胃癌患者随机分为对照组与观察组,每组各40例。对照组:男23例,女17例;年龄54~79岁,平均(67.92±10.21)岁;TNM分期:Ⅲ B期25例,Ⅳ期15例;病理类型:低分化腺癌、管状腺癌、黏液腺癌及印戒细胞癌分别为12例、9例、11例及8例。观察组:男25例,女15例;年龄56~78岁,平均(67.10±10.18)岁;TNM分期:ⅢB期27例,Ⅳ期13例;病理类型:低分化腺癌、管状腺癌、黏液腺癌及印戒细胞癌分别为11例、11例、10例及8例。两组患者的性别、年龄、TNM分期及病理类型等基线资料比较,差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。
1.2 治疗方法
两组患者均实施常规手术治疗。术后第3周,对照组采用奥沙利铂(L-OHP)+亚叶酸钙A及氟尿嘧啶(5-FU)组成的FOLFOX化疗方案。观察组患者在上述治疗基础上联合生物免疫疗法进行治疗:采血分离,抽血前皮下注射150 μg的GM-CSF,将PBMC与GM-CSF、IL-4混合置于温度条件为37℃的恒温箱之中培育,3 d后完成抗原冲击培育,2 d后生成成熟的致敏DC,经2周后再将其回输;在外周血液之中将单个核细胞分离之后,对CIK细胞进行常规培育,1周后再经细胞培育呈阴性,再使用0.9%的NaCl溶液洗涤2~3次,同rhIL-2一起加入自身血浆之中,于2 h以内进行回输。上述生物制剂每个疗程回输2次,每隔5天后进行化疗。
1.3 临床疗效评价
参考世界卫生组织关于癌症患者临床疗效评价标准,主要分为完全缓解(CR)、部分缓解(PR)、无变化(NC)及进展(PD)。临床总缓解率(%)=(CR例数+PR例数)/总例数×100%[4]。
1.4 CTC检测
(1)主要材料 激光共聚焦扫描显微镜(Laser scanning confocal microscope,LSC)(美国CompuCyte公司),滤器(德国SARTORIUS公司),8 μm孔径的聚碳酸酯滤膜(英国Whatman公司),异硫氰酸荧光素-兔抗人细胞角蛋白抗体(英国Abcam公司)、藻红蛋白(PE)-鼠抗人CD45抗体(美国e-Bioscience公司),CK8抗体(上海瑞齐生物科技有限公司);4,6-二米基苯基吲哚(DAPI),MCF-7胃癌细胞株(中科院上海细胞研究所)。
(2)标本采集 首先将标本采集装置进行严格的消毒处理,使用真空采血针采集受检者肘静脉血10 mL,将穿刺后的2 mL肘静脉血弃去。肝素抗凝,4℃中保存,待检。选择SGC-7901人胃癌细胞株建模拟胃癌患者血样,这样做的目的就是为了与上述采集标本进行对照,使用膜滤过的方法对肿瘤细胞进行富集。
(3)LSC自动扫描和形态学观察 以CK8抗体(上海瑞齐生物科技有限公司)和CD45分别对SGC-7901进行筛选,阳性细胞为CK8(+)CD45(-)。经LSC扫描计数肿瘤细胞水平。
(4)典型CTC判定标准 ①CTC细胞体积比周围白细胞大;②CTC细胞核经DAPI染色,比较明亮,细胞核较大,核浆所占比例较大,核分裂程度较大,且呈病理性核分裂;③经标志物荧光染色,胞浆抗CK19(+)与CD45(-),显示存在较为明显的细胞形态,且具有较为清楚的细胞界限;④细胞核面积与相应胞浆抗原染色部位面积接近。本研究中,将CK19(+)以及细胞数大于1个视为CTC阳性[5]。
1.5 统计学方法
采用SPSS19.0软件对数据进行统计分析,计量资料以(x±s)表示,组间比较采用t检验;计数资料采用χ2检验,P
2 结果
2.1 两组临床疗效比较
经治疗后,观察组CR、PR、NC及PD例数分别为5例、13例、15例及7例,临床总缓解率为45.00%(18/40);对照组分别为1例、10例、12例及17例,临床总缓解率为27.50%(11/40)。观察组临床总缓解率显著高于对照组,差异具有统计学意义(P
2.2 两组患者治疗前后CTC检测结果比较
观察组治疗后CTC检出率显著低于治疗前及对照组治疗后,差异具有统计学意义(P
3 讨论
胃癌是我国最为常见的一种恶性肿瘤,早期诊断率非常低,大部分患者确诊时已为晚期,失去了手术根治的良好机会,即使可以采取手术治疗,但是其术后复发率也非常高[6-8]。因此,对于晚期胃癌患者而言,选择药物治疗非常关键。临床治疗胃癌的主要方法有外科手术、放化疗等,但是上述几种常见治疗方法疗效并不十分理想。随着临床治疗胃癌的技术手段的不断更新与变革,生物免疫治疗技术越来越多地应用于临床疾病的治疗之中,取得了非常理想的效果[9-10]。对于肿瘤的治疗而言,近年来也开始越来越多地将该新型技术用于临床治疗各种类型的肿瘤,该方法治疗肿瘤的重要原理为对机体免疫功能加以调节,不断增强患者机体免疫力,从而杀死肿瘤细胞。
目前,临床上常采用化疗方法对胃癌患者进行治疗,然而化疗治疗存在着诸多缺陷,如患者耐受度差、不良反应发生率高以及终止治疗率较高等方面的缺点,对临床疗效产生极大的影响。此外,化疗在遏制肿瘤细胞生长的情况下,会对机体的免疫功能产生抑制性作用,降低机体自身对肿瘤细胞的杀伤力,同时普通化疗方案只对部分肿瘤细胞具有杀伤性作用,对微小病灶的杀伤,却需要机体自身免疫力来完成。对此,仅凭单纯的化疗方案对胃癌患者实施治疗,其疗效无法达到满意程度。本研究观察组在化疗的基础上采用生物免疫治疗[11-13]。在生物免疫治疗方案中,DC细胞是目前已知的抗原提呈细胞中功能最强大,且能够激活处于静止状态的T淋巴细胞,并促使免疫应答反应得以最大程度启动,其在机体免疫反应之中具有非常明显的调节效果。通过将DC对抗原的摄取能力制作疫苗在体外负载肿瘤相关抗原,疫苗回输时可将肿瘤抗原带回至机体之中,从而激活自身的免疫系统,从而有效提高了抗肿瘤及提高免疫水平的作用。近年来,DC细胞生物治疗已在临床肿瘤治疗中得到了较为广泛的应用,然而也存在着一定的问题,如具体的培养过程、培养剂量、接种方法以及疫苗培养时机等方面,均存在较大的争议。CIK细胞属于一种全新的非主要组织相容性复合物免疫活性细胞,其繁殖能力以及细胞杀伤活性水平均较高,是该细胞与诸多细胞因子共同在机体之外进行培养而获取的异质性细胞,不会被T细胞受体所限制,所以其临床抗肿瘤的优点十分显著[14]。本研究观察组采用DC-CIK生物免疫治疗方案对患者进行治疗,效果十分明显,观察组的临床总缓解率显著高于对照组(P
CTC检测是临床上一项较为先进的检验技术,其优势主要表现在仅需要通过抽取患者静脉血,便能够对患者体内的CTC的变化情况进行监测。而且通过多年实验室以及临床实践研究表明,学术界对于CTC在与肿瘤的侵袭、转移等存在的联系,以及CTC在预测预后、指导个体化治疗方面的作用等方面均得到了认可[15]。很长一段时间以来,由于实验技术存在一定的局限性,临床上对CTC的检测一直无合适的检测方法,这在很大程度上限制了CTC研究的深入。近年来随着临床检验技术的快速发展,某些CTC检测方法已获得了稳定性、敏感性以及特异性均处于较高水平的结果。目前用于检测CTC的方法有IMS法、密度梯度离心法以及ISET检测法等,有关CTC临床价值的研究也取得了令人鼓舞的结果。由此可以得知,CTC可作为临床判定胃癌患病程度的一个重要指标。
综上所述,化疗联合生物免疫治疗胃癌的临床疗效显著,可有效降低CTC水平,应在临床中进行推广。
[参考文献]
[1] 陈环球,文旭,顾荣民,等.自体DC细胞疫苗对进展期胃癌术后同步化疗患者免疫功能的影响[J].江苏医药,2011,37(6):668-670.
[2] 王立媛,马雪梅,王婷婷,等.胃癌患者血清胸苷磷酸化酶表达与临床病理特征、化疗疗效及预后关系的研究[J].临床和实验医学杂志,2012,13(3):1524-1525.
[3] 李井泉,梁杰雄.全身化疗联合 DC-CIK 过继免疫治疗中晚期胃癌的临床研究[J].河北医药,2015,15(10):1498-1502.
[4] 刘俊,张素珍,杨牡丹,等.替吉奥联合胸腹腔注药治疗老年晚期胃癌患者胸腹腔积液[J].肿瘤研究与临床,2013, 25(11):766-768.
[5] 崇梅红,肇毅,王水.手术乳腺癌循环肿瘤细胞与原发肿瘤临床病理特征的关系[J].中华乳腺病杂志(电子版),2013,7(2):5-10.
[6] 蔡俊霞,吴锦昌,王彬,等.DC-CIK联合化疗治疗晚期胃癌的近期临床疗效观察[J].南京医科大学学报:自然科学版,2014,34(1):36-40.
[7] 李岗,周文生.前列腺癌内分泌治疗临床应用及进展[J].中华全科医学,2015,13(8):1334-1336.
[8] Jochems C,Tucker JA,Tsang KY,et al. A combination trial of vaccine plus ipilimumab in metastatic castration-resistant prostate cancer patients:immunecorrelates[J].Cancer Immunol Immunother,2014,63(4):407-418.
[9] 韩博,戚美,谭薇薇,等.去势抵抗性前列腺癌的发生发展机制及药物治疗新进展[J].山东大学学报(医学版),2015,53(9):1-7.
[10] 陈冬波,张世强,王保庆,等.树突状细胞与细胞因子诱导的杀伤细胞免疫治疗对恶性肿瘤化疗后患者免疫功能的影响[J].国际检验医学杂志,2011,5(6):571-572.
[11] 刘淑清,宗军卫,郭春梅,等.淋巴道转移相关标志物与癌[J].中国生物化学与分子生物学报,2012,28(5):424-432.
[12] 韩苏军,张思维,陈万青,等.中国前列腺癌发病现状和流行趋势分析[J].临床肿瘤学杂志,2013,18(4):330-334.
[13] Guo W,Liu R,Bhardwaj G,et al. Targeting Btk/Etk of prostate cancer cells by a novel dual inhibitor[J].Cell Death Dis,2014,5:e1409.
[14] Kazemzadeh GH,Bameshki AR,Nawabi I,et al.Association of Obstructive Sleep Apnea Syndrome and Buerger’s Disease:a Pilot Study[J]. Acta Med Iranica,2015,53(10):622-626.
生物细胞治疗技术范文6
1BRGRT诞生的背景和依据
任何一种新治疗策略的提出并被人们广泛接受,必然都有其深刻的时代背景。那么,我们提出BRGRT放疗策略的依据何在呢?
1.1当前对“个体化”精确放疗的迫切需求,是BR-GRT产生的“原动力”。随着现代放疗技术的进步,人类对放射线剂量的计算及精确投照的控制能力显著增强,但这并不意味着放疗的核心目标“治疗增益比”已经最大优化。随着癌症疗效的提高和生存期的延长,人们对副作用的控制和生活质量的要求也日益提高。然而,现实面临的问题是:不仅不同患者的同一类型肿瘤组织对放射线的敏感性存在差异,而且在同一患者的肿瘤组织在放疗过程中敏感性也呈动态性变化;当然,同一患者的肿瘤组织和正常组织对射线的反应也会显著不同。所有这些敏感性的差异和放射应答的变化,对放疗剂量的要求必定不同,因此,为实现“疗效最好、副作用最小”,需要“个体化应答引导的放射治疗”。
1.2随着对放射生物学应答研究的深入和相关知识的积累,使得“应答引导的放射治疗”有了可能。当今生物学是本世纪发展最快最有成效的学科,随着基因组、蛋白质组、转录组及代谢组等一系列组学技术的发展,人类对诸多生物学现象和机制的认识更加深入,积累了海量的信息和数据;同时层出不穷的影像功能、分子诊断技术(CT、MR、超声、光学等)已在细胞、分子水平上与实验室技术逐渐接轨,这势必在未来与放射治疗“精确本质”事件“DNA”事件完美结合。同样地,分子生物学带动了放射生物学进步,对放射引起的早期应答,细胞增殖、乏氧以及固有放射敏感性等核心问题均有了新的认识,相继筛选出了一系列较为特异敏感的分子标志物,ATM、ADR、γ-H2AX、MDM2、Bcl/Bax等已得到临床试验的初步验证[4]。至今,人们对放疗引起的分子、细胞、组织和系统各层次的生物应答均有了全面深入的认识。所有这些成果都为BRGRT的最终实现提供了知识上的储备。
1.3放射物理和生物成像技术的进步为BRGRT提供了技术上的保障。以功能影像、分子成像、代谢成像等为代表的生物/生理成像技术,不同于传统的解剖学成像,可将组织细胞内所有的生理、生化、代谢及信号转导过程通过影像技术而“可视化”,使我们得以适时动态获取活体内的肿瘤和正常组织的生物学信息。同样地,放射治疗物理学也远超出“放射”这一狭小空间的发展,近年来取得的丰硕成果在高能物理、数理模型、智能定位、剂量计算、大数据平台质控等临床应用理念上已使得放疗更加精确,随着对BED、EUD、α/β、TCP和NTCP等临床物理计划设计概念理解深入,使得所有生物学信息有可能转化成放射物理学优化手段[5],后者永远是放疗的最终执行者。综上所述,BRGRT这一新的放疗模式既有临床上的迫切需要,又有了生物学知识的储备,尤其是现代放射物理和影像技术提供了技术上的保障,使其具备了可行性。因此,可以相信BRGRT必将进入临床,成为未来放疗的主流模式。
2应答引导的放射治疗(BRGRT):概念、特征及现状
基于放射线作用于肿瘤和人体正常组织所致的各种放射生物学反应,实时、动态调整和优化放射治疗计划和组织敏感性修饰等,以获得真正个体化的最佳治疗增益比。具体来讲,放射生物学应答包括①分子水平的反应,比如DSB,ATM、ATR、γ-H2AX,以及早期反应分子如Egr-1、c-fos等;②细胞水平的反应,比如细胞凋亡、细胞自噬、细胞增殖速率及细胞周期改变等;③组织器官水平的反应,包括体积的变化、炎症、水肿、纤维化等;④整体水平的应答,包括各种细胞因子如IL-1、IL-6、TNFα、TGFβ整体表达水平的改变等。可以看出,放射应答应该是多层次、全方位和立体的,既包括了肿瘤组织也涵盖了正常组织,既包括了早期的急性反应也包含了晚期组织反应,既有局部的也有全身的。基于以上放疗应答,对放疗的反馈优化包括了①放疗计划本身的优化,包括同一靶区内不同敏感性部位的剂量绘画技术;剂量分割模式等。②对肿瘤组织的放射增敏剂,以及对正常组织的放射防护因子;比如,对胸部放疗的患者,基于TGFβ和肺纤维化损伤的密切相关性,依据患者外周血TGFβ的水平,采取相应措施阻断放疗肺纤维化的发生。③基于放射引起的分子改变所实施的靶向治疗,以及基因放射治疗等。这里指出了应答如何引导放疗,不仅仅是放疗靶区剂量分布的优化,也包括对肿瘤组织的增敏和正常组织的保护,以及分子放射治疗,全方位地修饰放疗过程,BRGRT有可能在未来做到治疗增益比最大化。BRGRT不仅是一种新的治疗模式,更是一个全新的放疗理念,其流程始于放疗开始的第一次分割剂量或几次分割剂量之后,贯穿于整个放疗进程,不同的优化手段可在不同的放疗阶段介入,总之,整个放疗进程的每次分割都应该不同,有所区别,根据肿瘤和正常组织的不同应答而动态优化。
2.1BRGRT的优势和特点应答引导的放疗是在自适应放疗(ART)基础上发展起来的一种新理念,在放疗优化的依据和内容上更进一步,更强调了生物、物理和化学等多角度多层次的信息综合,尤其是注重实时动态放疗过程和整体性,更加接近医学的终极模式(P2医学),即个体化(Person-alization)医学和预测医学(Predictivemedicine)。其主要特征是,不仅实现了生物学上的个体化,也做到了时间和空间上的个体化;也可根据无创、有创的生物和生物医学临床海量信息做到转化为实时物理剂量预测性ART物理治疗。
2.2BRGRT特征①信息综合化。该模式充分利用来自于人体的多个层次的信息,即放射线引起的一系列“应答”,非侵入性无创获得关于肿瘤组织和正常组织的主要生物学特性,也包括生理、生化的,既有全身也有局部的,既有静态的也有动态的。利用科学的手段将这些信息“转化”成放射治疗的优化策略。②通常情况下,利用分子标志物“预测”肿瘤放射敏感性难以达到理想的敏感性和特异性。BRGRT避开了这一瓶颈问题,它不考虑肿瘤的缺氧状态、细胞增殖等生物学背景,直接以放疗引起的最终结局:细胞死亡的比率及分布情况来修饰靶区剂量的分布。③技术集成化。值得注意的是,BRGRT最大优势在于它融合所有可能的优化手段,贯穿整个放疗过程,不遗漏任何一个关键环节,放疗计划的优化,放疗实施中的质量保证,肿瘤和周围危险器官的放射敏感性修饰,科学地利用各种物理和生物的手段,并有机地整合在一起,实现放疗优化技术的集成化。④疗效最优化。这一放疗模式综合了所有正常组织和肿瘤组织的各种放射反应,真正实现了个体化技术,同时也最大限度利用了最系统全面的优化手段,必将给患者带来最大利益,副作用最小,疗效最佳。
2.3BRGRT现状回顾当今放疗现状,并结合四川省肿瘤医院放疗中心工作实践,BRGRT的理念已初露端倪;在近15年率先开展的鼻咽癌精确放疗过程中,我们一贯坚持探索的多次计划模式,即在放疗过程中,MRI动态观察病灶体积变化,依据病灶大小重新勾画靶区并修正放疗计划,以达到不遗漏靶区的情况下,最大限度地保护危险器官。经过多年的大量工作和系统的研究,我中心已总结出放疗中鼻咽癌病灶变化规律,并据此初步探索出最佳的修正计划时机。我们的结果表明,修正后的靶区覆盖率100%,正常组织剂量降低15%,放疗反应减轻40%,局控率99%,5年生存率90%[6]。胡超苏等观察了鼻咽癌调强放疗过程中的靶区解剖及剂量分布的变化,18次分割放疗后重扫CT,比较新老计划在新CT的剂量和靶区体积,结果发现,双侧腮腺体积比初始缩小6cc左右,新计划腮腺剂量下降2.57-2.97Gy;同样其他关键器官剂量也有明显变化,相比老计划,新计划中脑干剂量由6.51Gy降至0.08Gy,脊髓由7.8Gy降至0.05Gy。据此,他们得出结论:鼻咽癌放疗中根据病灶体积变化进行的再计划可以更好地保护腮腺、脊髓和脑干等危险器官[7]。EricK.Hansen等分析了13例头颈部肿瘤调强放疗中再计划的靶区和危险器官的剂量变化,结果提示,再计划可使病灶和高危临床区的剂量提高0.8-6.3Gy和0.2-7.4Gy不等,脊髓和脑干的最大剂量下降0.2-15.4Gy和0.6-8.1Gy[8]。JamesMechalakos等采用每周一次CBCT的办法观察了1例复发鼻咽癌颈部巨大包块的缩小对脊髓剂量的影响,结果发现单纯的病灶缩小对脊髓剂量分布并没有太大影响[9]。Y.Zhang等观察了放疗再计划在非小细胞肺癌放疗中的作用,初步观察了多程计划治疗模式在肺癌治疗的作用,不仅大大提高了病灶的投照剂量,也最大限度保护了正常肺组织[10]。分析以上鼻咽癌和肺癌再计划治疗,本质上属于应答引导的放疗模式,放疗过程病灶体积的变化是放疗引起的最基本的放疗应答,利用这一放疗反应重新勾画靶区,修正放疗计划,引导鼻咽癌的调强放疗,体现了BR-GRT放疗的核心精神,可以推断,随着分子影像技术的进步,将有越来越多的生物学应答用于引导放疗优化。另一个BRGRT实践的例子:我院在晚期同一个患者的多个不同病灶区,根据属性及生物信息采用不同分割剂量和分割方式,在短期评估治疗分割剂量在病灶的变化和正常组织反应,找出获得最佳疗效的分割方式,以便决定最终主体在在空间、物理不同模式设计的最佳剂量上完成治疗,初步的统计结果(未发表的数据)显示,这种治疗模式不仅大大提高了肿瘤的局控率,也显著减轻了放疗副作用,实现了局部晚期患者利益最大化。再次证明了BRGRT放疗理念的初期研究科学性和先进性。
3BRGRT和BGRT的区别
可以看出,BRGRT充分考虑了放射引起的个体差异性生物应答,并将这种差异反馈到放疗计划和执行过程,通过反复的反馈和修正才使放疗彻底实现“量体裁衣式”优化。目前的生物调强放疗模式是根据治疗前的生物学信息,如乏氧、增殖及敏感性预测分子来指导放疗,所有这些只是治疗前的预测,不一定代表实际放射应答情况。生物现象的复杂性,很难发现理想的预测标志分子;放疗应答涉及复杂的分子网络,单一或少数几个分子标志难以真实描绘放疗结果;事实上,由于现实病例的复杂性,大小、部位以及个体差异,现有的任何分子标志仅能一定程度上(特异性、敏感性低)代表了放疗的实际反应。而BRGRT则是根据放疗引起的肿瘤和正常组织的实际反应来反馈到放疗计划的修正和优化,这是一种“投石问路”式的策略,显然比前者更贴近实际预后。BRGRT采用的是逆向思维,越过放射生物学机制的“潘多拉盒子”,以实际放射应答反馈指导放疗,这是一种高效务实的思路,省去中间复杂的机理和过程。这种实时放射应答引导的放疗模式,不仅使肿瘤得到了最合适的照射剂量,也兼顾了正常组织的实际耐受剂量,而目前现有的正常组织耐受剂量标准均是经验性的或人群平均水平,并非个体实际耐受水平,或许具体的病人耐受剂量高于当前的耐受剂量标准,可适当提高肿瘤剂量,而不会出现严重的放疗副作用。
4BRGRT放疗模式的未来趋势