論文發(fā)表 | 曲妥珠單抗加重輻射誘發(fā)的小鼠心臟毒性

文獻(xiàn)信息

近日，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院瑞金醫(yī)院放射腫瘤科、臨床研究中心李敏教授團(tuán)隊(duì)的研究成果“Trastuzumab aggravates radiation induced cardiotoxicity in mice”（曲妥珠單抗加重輻射誘發(fā)的小鼠心臟毒性 ）在學(xué)術(shù)期刊American Journal of Cancer Research（影響因子6.1）發(fā)表。平生公司的Super Nova^® PET/CT 產(chǎn)品在論文中提供了重要的小鼠心臟PET/CT圖像和定量分析。

該研究的通訊作者為放射腫瘤科李敏教授，第一作者為易培強(qiáng)。

文獻(xiàn)背景：

放射治療是綜合性抗癌治療不可或缺的一部分。超過(guò)50%的腫瘤患者在治療過(guò)程中需要放療。盡管胸部照射顯著提高了胸部腫瘤患者（包括乳腺癌、肺癌、食管癌、霍奇金淋巴瘤）的無(wú)病生存時(shí)間，但這些患者的長(zhǎng)期總體生存率受到相關(guān)輻射誘發(fā)的心血管毒性的影響。心血管不良事件是霍奇金淋巴瘤和乳腺癌患者放療后長(zhǎng)期非腫瘤死亡的最常見(jiàn)原因。因此，在接受胸部放射治療的過(guò)程中，必須仔細(xì)考慮心血管毒性。

一些人表皮生長(zhǎng)因子受體2過(guò)度表達(dá)的乳腺癌患者需要胸部放療和曲妥珠單抗（TRZ）靶向治療。與聯(lián)合治療相關(guān)的心臟毒性可能會(huì)限制抗腫瘤治療的臨床益處�？紤]到心臟毒性，目前對(duì)胸部放療是否以及如何與TRZ同時(shí)進(jìn)行尚無(wú)共識(shí)。本研究旨在通過(guò)輻射和TRZ建立體外和體內(nèi)心臟損傷模型，分析在心臟中是否存在協(xié)同效應(yīng)，并探討其分子變化。首先，建立了H9C2心肌細(xì)胞體外輻射模型。通過(guò)細(xì)胞流式細(xì)胞術(shù)、CCK-8試驗(yàn)、Western blot、γ-H2AX熒光焦點(diǎn)形成和細(xì)胞活性氧（ROS）含量測(cè)定，觀(guān)察TRZ和輻射對(duì)心肌細(xì)胞損傷的影響。其次，采用X射線(xiàn)心臟照射結(jié)合TRZ建立小鼠心臟損傷模型。6個(gè)月后，通過(guò)小動(dòng)物超聲和¹⁸F-FDG微型PET/CT分析心功能。組織切片觀(guān)察心臟組織形態(tài)學(xué)變化。研究者發(fā)現(xiàn)，在體外，同時(shí)使用TRZ會(huì)加重輻射對(duì)心肌細(xì)胞的損傷作用。TRZ的影響可能是通過(guò)抑制Akt磷酸化、促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)ROS的過(guò)度積累和促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)DNA損傷而實(shí)現(xiàn)的。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，分別用超聲心動(dòng)圖和¹⁸F-FDG MicroPET/CT觀(guān)察小鼠心臟舒張功能障礙和心肌缺血；同時(shí)觀(guān)察心肌纖維化和心肌細(xì)胞凋亡。因此，研究者們的體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明，TRZ聯(lián)合照射比單純照射或TRZ照射引起的心臟毒性更大。這些結(jié)果表明，在臨床實(shí)踐中，TRZ和放射治療的同時(shí)管理應(yīng)謹(jǐn)慎，并應(yīng)更多地關(guān)注心臟安全性。

實(shí)驗(yàn)方法：

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)

所有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和程序均經(jīng)上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院動(dòng)物護(hù)理和使用委員會(huì)批準(zhǔn)。如前所述，在雄性C57/BL6小鼠（20-25克，4-6周齡）上建立動(dòng)物模型。將20只小鼠隨機(jī)分為四個(gè)研究組：對(duì)照組、IR組、TRZ組和IR+TRZ組。用20Gy/1Fx、6MV X射線(xiàn)照射動(dòng)物心臟，照射范圍為1×1cm2，劑量率為300cGy/min，源皮距離（SSD）為100cm。在兩周內(nèi)（6次）給小鼠腹腔注射TRZ，總劑量為10 mg/kg。IR+TRZ組第二天接受TRZ腹腔注射心臟照射。6個(gè)月后進(jìn)行動(dòng)物超聲心動(dòng)圖和心臟PET/CT檢查，并收集相應(yīng)的心臟組織。

小鼠MicroPET/CT

小動(dòng)物PET/CT系統(tǒng)（Super Nova^®PET/CT，平生醫(yī)療科技有限公司）用于測(cè)量小鼠心肌細(xì)胞對(duì)¹⁸F-FDG的攝取。在掃描采集期間，小鼠的麻醉維持在1.3%的異氟醚濃度。利用OSEM算法重建PET圖像，并參考CT圖像校正衰減。使用avatar 1.5軟件（平生醫(yī)療科技有限公司），心臟被選為感興趣區(qū)。心臟的標(biāo)準(zhǔn)攝取值（SUV）是通過(guò)計(jì)算ROI中的平均放射性和小鼠體重獲得的。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

晚期放射性心臟�。≧IHD）以進(jìn)行性心肌缺血、缺氧和心肌纖維化為特征。在正常情況下，三分之一的心肌能量來(lái)自葡萄糖，另一部分來(lái)自脂肪酸。在缺氧條件下，心肌細(xì)胞對(duì)脂肪酸的利用受到限制，然后糖酵解途徑增強(qiáng)，從而提高葡萄糖的攝取。基于此，心肌葡萄糖攝取的分析可以反映心肌損傷的狀態(tài)。用¹⁸F-氟脫氧葡萄糖微正電子發(fā)射斷層掃描/計(jì)算機(jī)斷層掃描（¹⁸F-FDG-micro-PET/CT）檢測(cè)小鼠心肌損傷水平，并用標(biāo)準(zhǔn)攝取值（SUV）反映心肌細(xì)胞的損傷狀態(tài)。FDG的攝取率表明，輻射可顯著增加心臟的SUV（對(duì)照組與IR，0.5417與1.235，P<0.05）（圖7A），TRZ治療后心臟的SUV進(jìn)一步增加（IR與IR+TRZ，1.235與1.829，P<0.05）（圖7B）。

結(jié)論：

同時(shí)服用TRZ會(huì)加重輻射誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞損傷。TRZ治療可能通過(guò)抑制Akt磷酸化、促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)ROS的過(guò)度積累和細(xì)胞內(nèi)DNA損傷促進(jìn)心肌的輻射損傷。小動(dòng)物超聲心動(dòng)圖和18FDG microPET/CT的結(jié)合可以早期診斷心臟損傷。研究者們認(rèn)為他們的研究也存在一些局限性，這是一項(xiàng)基礎(chǔ)性研究，其內(nèi)在機(jī)制有待進(jìn)一步探索。他們的結(jié)果確實(shí)表明，當(dāng)臨床實(shí)踐表明同時(shí)使用TRZ和放療時(shí)，應(yīng)格外小心。需要更多的臨床數(shù)據(jù)和更好的策略來(lái)優(yōu)化放療和TRZ的治療。

使用設(shè)備：

 Super Nova^® Micro PET/CT（III 代外觀(guān)圖）