【关键词】 肿瘤; 碘放射性同位素;近距离疗法;凋亡; 基因;放射学
放射治疗是治疗恶性肿瘤的主要手段之一，始于19世纪末期，放射性粒子组织间近距离放疗距今也有近100年的历史[1]，但由于当时生产的放射性粒子多是高能核素，这些核素释放γ射线，防护颇难处理，对患者和医护人员造成严重损伤，加之没有精确的立体定位系统和治疗计划系统与质量验证系统，治疗精度大打折扣，临床应用进展缓慢。近20年来，随着新型、低能放射性125I粒子研制成功，计算机三维治疗计划系统的出现以及超声、CT导引定位系统的发展，使放射性粒子治疗肿瘤的技术获得了新的活力。放射学粒子组织间植入治疗肿瘤具有高精度、微创和疗效肯定等优势，临床应用显示了广阔的前景。但对于125I粒子治疗肿瘤的机理及其相关基础实验研究国内外报道的均不多，现就这一领域的研究进展加以综述。
1、CT导引定位系统
CT导引技术作为一种安全、准确、高效的诊断与治疗方法[2]，越来越受到临床和放射科医师的重视。CT扫描因高密度分辨率，显示横断面直观，能很好地显示病变与周围器官的解剖关系，尤其是不受气体、骨骼及脂肪组织的干扰，可作为全身各部位的导向设备。近年来随着64排螺旋CT及超高速CT扫描仪逐渐开始应用于临床，减少了CT导引操作时间、降低了放射量，尤其是新配置的pinpoint系统可进行立体定位、模拟进针路径及机械手操作等，提高了穿刺准确率与成功率，对一些小肿瘤和位置较深肿瘤具有明显的优越性，又能避免损伤重要的器官，减少并发症的发生，与手术相比它是一种安全、可靠、微创、操作简便的治疗方法[3]。
2、CT导引三维治疗计划系统
20世纪90年代CT导引三维治疗计划系统（TPS）及质量验证系统开始应用于临床。TPS治疗计划系统是将CT检查图像通过扫描仪输入到计算机软件系统中， 重建三维立体图像显示在屏幕上，根据肿瘤靶体积计算出放射源粒子在瘤灶区及其周围的空间剂量分布，制定处方剂量，计算放射性粒子数与活度，计算放射性粒子位置与敏感组织的安全距离并提出避开敏感组织或重要器官接近肿瘤的最佳途径。将植入粒子后的CT扫描图像输入TPS质量验证系统，依据实际的粒子分布情况，描绘出实际的剂量分布曲线，进行质量验证，明确肿瘤及肿瘤周围危险器官实际接受的剂量。
3、125I粒子对肿瘤细胞凋亡的影响
125I粒子组织间植入近距离放疗下，凋亡是肿瘤细胞死亡的主要形式[4]。Szostak MJ[5]对76名T1-2期前列腺癌患者进行瘤体内植入125I粒子，治疗前及治疗后7到23个月（中位数12个月）对肿瘤组织进行活检，结果发现近距离照射后较照射前凋亡指数明显增加（3.1％比2％，P&<0.05），且在随访中肿瘤消失的患者与肿瘤持续存在的患者组织活检相比，凋亡指数也明显增加（3.4％比1.8％，P＝0.02）。宋金龙等[6]将125I粒子植入裸鼠肝癌组织内，照射48小时后细胞凋亡指数为(7.31± 1．41)% ，对照组为(0．69±0．14)%，证实125I粒子近距离照射促进肿瘤细胞凋亡。在Petraki CD[7]对前列腺癌，Kemeny-Beke A[8]对脉络层黑色素瘤，Zlobec I[9]对直肠癌的近距离放疗的研究中也都证实了大量凋亡细胞的存在。
4、 125I粒子组织间植入肿瘤组织P53基因调控
p53基因是一种肿瘤抑制基因，定位于人类17号染色体短臂，编码p53磷蛋白（野生型）存在于核内，是一种核结合蛋白[10]。正常的P53蛋白在DNA损伤或缺氧时活化，使依赖于P53的CDK抑制物P21和DNA修复基因上调性转录，细胞在G1期出现生长停滞，进行DNA修复。如修复成功，细胞进入S期；如修复失败，则通过活化bax基因使细胞进入凋亡，以保证基因组的遗传稳定[11-12]。125I粒子组织间植入可通过以下两种途径致DNA损伤（1）直接作用：γ射线使肿瘤细胞核DNA双链断裂、单链断裂。（2）间接作用：射线使水分子电离，产生自由基（H.、OH．）与生物大分子相互作用，再作用于DNA链，引起DNA的损伤。从而上调野生型p53基因的表达，增强对肿瘤的抑制作用。Ishikawa H[13]对38名ⅢB子宫颈鳞状上皮内膜癌进行外放疗联合近距离内放疗，结果22名（58％）患者在放疗后P53显示高表达率。在随后的研究中[14]他还发现P53基因突变与肿瘤复发有高度相关性，而且P53的类型在无复发生存率和局部控制率方面也有统计学意义（P＝0.02和P＝0.03），并因此认为P53可以作为ⅢB子宫颈鳞状上皮内膜癌的放疗疗效的一个预测指标。Oka k[15]给予40名子宫颈鳞状上皮细胞癌27Gy剂量的近距离放疗，放疗后P53明显高于放疗前。Sur M[16]对10名早期中下段食管癌患者进行近距离放疗，8名患者放疗后P53基因显示强阳性，从而认为近距离放疗可杀伤含野生型P53基因的细胞，但是对肿瘤边缘区含变异型P53基因的细胞则无杀伤作用。Brantley MA Jr[17]对12名脉络膜黑色素瘤患者进行近距离放疗，6名（50％）患者P53基因显示强阳性且与近期放疗高度相关（P=0.04）。罗开元[18]对大肠癌裸鼠模型进行研究发现125I粒子组织间植入可致P53基因表达增加，凋亡细胞增多。
5、 125I粒子组织间植入肿瘤组织bcl-2基因的表达
在细胞凋亡的相关调控基因的研究方面，Bcl-2基因是目前研究的最深入、最广泛的凋亡调控基因之一[19]。Bcl-2基因最初是在非霍奇金滤泡状B细胞淋巴瘤中分离出来的，它是在14号与18号染色体易位的断点上被发现的。Bcl-2基因编码一个25-26KD的蛋白，其C端的21个疏水氨基酸组成一个延伸的链状结构。这个链可以插到细胞的膜结构中，这一结构特点与Bcl-2调节细胞凋亡的方式和能力非常有关[20]。Bcl-2基因属于一类新的癌基因家族成员，通过有效抑制细胞中许多不同类型的凋亡刺激诱导的细胞凋亡，延长细胞活力而发挥其生物学作用，对细胞周期的进程不发生影响[21]。国内外许多学者研究发现，近距离放疗可降低bcl-2基因水平，从而缩短肿瘤细胞寿命，加速细胞凋亡。Lang X[22]将80只鼠人工血管移植模型随机等分为两组：对照组和近距离放疗组（20Gy），术后3天、1周、2周、4周分别对组织进行免疫组织化学检查，结果显示近距离放疗组bcl-2基因在2周时明显降低（t＝9.783，P&<0.05）。邵文博[23]将12只荷人肝癌BEL－7402裸鼠模型分成治疗组和对照组各6只。治疗组每只裸鼠移植瘤内植入1枚活度为33.3MBq的125I粒子，对照组不进行干预。3周后免疫组织化学显示治疗组bcl-2基因低于对照组。Szostak MJ[5]对76名早期前列腺癌患者进行125I粒子组织间植入治疗，随访7－23个月（中位数12个月）后，结果显示bcl-2基因在治疗失败患者较治疗有效患者比明显升高（30.5％比13.1％，P&<0.05）。Zlobel I[9]对62名直肠癌患者予以术前近距离放疗，术后对放疗的瘤床进行病理学评估，发现85％bcl -2基因阴性的患者对放疗有效。Ishikawa H[13]对38名ⅢB期子宫颈鳞状上皮癌患者进行内、外联合放疗，虽然有15名（39％）患者bcl－2基因高表达，但认为bcl－2基因与局部复发率和无瘤生存率之间无相关性。
6、 125I粒子组织间植入肿瘤组织Bax基因表达
Bax蛋白的生理功能是促进细胞凋亡，其作用机制并不是自身直接起作用。一方面它的过表达启动凋亡的信号；另一方面，表现在对Bcl-2蛋白抑制作用，这是Bax调节凋亡的主要机制。Bax蛋白是Bcl-2蛋白重要抑制因子，当Bax蛋白或Ba x蛋白二聚体占优势时，细胞凋亡可被诱导；当Bcl-2蛋白和Bcl-2蛋白二聚体占优势时，细胞凋亡被抑制。Bax与Bcl-2可形成异二聚体，从而抑制Bcl-2的功能[24]。125I粒子组织间植入肿瘤组织后，Bax基因水平可升高，从而诱导细胞凋亡。Harima Y[25]对37名ⅢB期子宫颈癌患者予以盆腔外放疗联合盆腔内近距离放疗及放疗联合热疗，肿瘤控制较好者Bax基因升高。Lang X[22]在鼠人工血管移植模型实验中，证实近距离放疗2周后Bax基因明显升高（t＝9.783，P&<0.05）。邵文博[23]在荷人肝癌BEL－7402裸鼠模型125I粒子组织间植入实验中发现术后3周实验组较对照组Bax明显升高。
7、 125I粒子组织间植入肿瘤组织VEGF的表达调控
肿瘤的生长、侵袭和转移受诸多因素影响和制约，血管形成是其重要因素之一。肿瘤血管不仅提供了肿瘤生长所需的营养，而且也是癌细胞播散的途径[26]。血管内皮生长因子（vasocular endothelial growth factor，VEGF）是目前所知作用最强的促血管形成因子。VEGF是由肿瘤组织中的基质细胞和肿瘤细胞分泌的，在大多数实体瘤组织中呈高水平表达，它不仅可以促进肿瘤血管内皮细胞的增殖，而且和其它血管生成因子还有明显的协同作用共同促进血管的生成[27-28]。近距离放疗通过消除VEGF的作用、抑制内皮细胞的生成和迁移、抑制基底膜的降解等机制实现抗肿瘤的。Missotten GS[29]对74名脉络膜黑色素瘤患者进行近距离放疗，发现VEGF-A因子浓集范围为18－826pg/ml，而在30名已控制的肿瘤患者中，VEGF值明显减低（平均50.1pg/ml）(p&<0.001)。Zlobel I[9]对62名直肠癌患者进行术前内放疗，10名无VEGF的患者对放疗完全反应，85％VEGF和bcl-2阴性的患者对放疗有反应，从而指出VEGF可作为直肠癌术前放疗敏感性的一个预测指标。在动物实验中[18，30]，也确证了近距离放疗可减少VEGF水平。
综上所述，CT导引下125I粒子组织间植入治疗肿瘤在国内是一种新兴的治疗手段，其通过激活P53基因和Bax基因、抑制Bcl-2基因和VEGF等而诱导肿瘤细胞凋亡。虽然近距离放疗对经典抑癌基因的表达及其功能的影响还存在争议，对于凋亡相关基因的研究意见亦不统一，然而，CT导引下125I粒子植入治疗肿瘤仍不失是一种安全、可靠、有效的微创治疗方法，值得进一步研究和推广。
参考文献
1. 殷蔚伯，谷铣之，主编.肿瘤放射肿瘤学[M].北京：中国协和医科大学出版社，2002，1
2. 黄振国，张雪哲，王武.CT导引下肺内病变穿刺活检诊断正确率相关因素分析[J].介入放射学杂志，2006，15（2）：81－84
3. 赵斗贵，杨素君，郭志远，等.CT导引下125I放射性粒子组织间植入联合化疗治疗非小细胞肺癌的评价[J].介入放射学杂志，2007，16（7）：481－484
4. Kroger LA，Denardo GL，Gumerlock PH，et a1．Apoptosis—related gene and protein expression in human lymphoma xenografis(Raji)after low dose rate radiation using 67Cu-21T-BAT—Lym-1 radioimmu--notherapy[J]．Cancer Biother Radiopharm，2001，16(3)：213—225．
5. Szostak MJ， Kaur P， Amin P， et a1．Apoptosis and bcl-2 expression in prostate cancer: significance in clinical outcome after brachytherapy[J]. J Urol， 2001，165(6 Pt 1):2126-30.
6. 宋金龙 ， 邵文博 ， 唐宪民. 125I粒子近距离照射治疗原发性肝癌的实验研究[J]. 肿瘤防治杂志，2005，12(10):750-752.
7. Petraki CD， Sfikas CP. Histopathological changes induced by therapies in the benign prostate and rostate adenocarcinoma[J]. Histol Histopathol， 2007 ，22(1):107-18.
8. Kemeny-Beke A， Berenyi E， Facsko A ，et a1．Antiproliferative effect of 4-thiouridylate on OCM-1 uveal melanoma cells[J]. Eur J Ophthalmol， 2006 ，16(5):680-5.
9. Zlobec I， Vuong T， Compton CC. The predictive value of apoptosis protease-activating factor 1 in rectal tumors treated with preoperative， high-dose-rate brachytherapy[J]. Cancer，2006，106(2):284-6.
10. 许少峰，付丽. p53研究的新进展[J].中华病理学杂志，2004，33（6）：559－561.
11. Tadahisa S，Philip JT，Timothy SS，et a1． Apoptosis induced by adenovirus—mediated p53 gene transfer in human glirnna correlates with site—specific phosphorylation[J]．Cancer Res，2002，62:1069-1176.
12. Inoue H， Shiraki K， Murata K， et a1．Adenoviral—mediated transfer of p53 gene enhances TRAIL—induced apoptosis in human hepatocellular carcinoma cells[J]．Int J M0l Med，2004，14(2)：271-275．
13. Ishikawa H， Sakurai H， Hasegawa M ，et a1． Expression of hypoxic-inducible factor 1alpha predicts metastasis-free survival after radiation therapy alone in stage IIIB cervical squamous cell carcinoma[J]. Int J Radiat Oncol Biol Phys.2004， 60(2):513-21.
14. Ishikawa H， Mitsuhashi N， Sakurai H ，et a1．The effects of p53 status and human papillomavirus infection on the clinical outcome of patients with stage IIIB cervical carcinoma treated with radiation therapy alone[J].cancer，2001，91(1):80-9.
15. Oka K， Suzuki Y， Iida H ，et a1．Radiation therapy induces the p53(+)p21(-) expression in squamous cell carcinomas of the uterine cervix[J]. Gynecol Oncol. 2004，93(2):340-4.
16. Sur M ，Sur RK，Cooper K，et a1．Preliminary report on tile efect of brachytherapy on expression of p53，bcl一2 and apoptosis in squamous cell carcinoma of the oesophagus[J]．S Afr J Surg，2003，41(1)：14－20.
17. Brantley MA Jr， Worley L， Harbour JW. Altered expression of Rb and p53 in uveal melanomas following plaque radiotherapy[J]. Am J Ophthalmol，2002，133(2):242-8.
18. 罗开元，赵泉，杨镛.125I粒子组织间植入对大肠癌的抑制作用及其机制[J].中华实验外科杂志，2006，23（1）：70－71.
19. 胡静姿，刘惠敏 ，李玉莉，等. Bcl-2、Bcl-xL和Bax 在结直肠癌中的表达[J]. 第二军医大学学报，2006，27（3）：249－252.
20. Decker RH，Wang S，Dai Y，et a1．Loss of Bcl一2 phosphorylation loop domain is required to protect human myeloid leukemia cells from flavopiridol-mediated mitochondrial damage and apoptosis[J]．Cancer Bid Ther，2002，1(2)：136-44.
21. Groeger AM，Esposito V。De Luca A，et a1．Prognostic value of immunohistochemical expression of p53， Bax， Bcl-2 and Bcl-xL in resected non—small-cell lung cancers[J]．Histopathology，2004，44：54—63.
22. Lang X， Li J， Zeng K， Dai Z， et a1．The role of beta irradiation on neointimal formation and apoptosis in vein grafts model[J]. Zhonghua Wai Ke Za Zhi，2002， 40(2):133-5.
23. 邵文博，韩建奎，宋金龙，等.125I粒子植入治疗荷人肝癌裸鼠移植瘤的实验研究[J].中华核医学杂志，2006，26（1）：23－25.
24. Krug LM， Miller VA， Filippa DA，et al. Bcl-2 and bax expression in advanced non- small cell lung cancer: lack of correlation with chemotherapy response or survival in patients treated with docetaxel plus vinorelbine[J]. lung cancer，2003，39(2):139-43.
25. Harima Y， Nagata K， Harima K， et a1．Bax and Bcl-2 protein expression following radiation therapy versus radiation plus thermoradiotherapy in stage IIIB cervical carcinoma[J]. Cancer，2000，88(1):132-8.
26. Fidler IJ. Angiogenesis and cancer metastasis[J]. Cancer J， 2000，6 (Suppl 2):S134-41.
27. Folkman J．Angiogenesis and apoptosis[J]．Semin Cancer Biol，2003，13(2)：159-67．
28. Etoh T，Inoue H，Tanaka SJ，et a1．Angiopoietin-2 is related to tumor angiogenesis in gastric carcinoma ：possible in vivo regulation via iduction of proteases[J]．Cancer Res，2001，61(1)：2145-53．
29. Missotten GS， Notting IC， Schlingemann RO， et a1．Vascular endothelial growth factor a in eyes with uveal melanoma[J]. Arch Ophthalmol，2006，124(10):1428-34.
30. Rodriguez VM， Grove J， Yelich S， et a1．Effects of brachytherapy on intimal hyperplasia in arteriovenous fistulas in a porcine model[J]. J Vasc Interv Radiol，2002，13(12):1239-46.