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编号:10269081
三氧化二砷对神经母细胞瘤细胞增殖的影响
http://www.100md.com 《中华儿科杂志》 1998年第5期
     作者:伍钢 应大明 王耀平 林梓 沈蕾 朱亚忠

    单位:200092 上海第二医科大学附属新华医院(伍钢现在430071武汉,湖北医科大学附属第二医院放化疗科)

    关键词:神经母细胞瘤;药物疗法;砷剂;氧化物

    中华儿科杂志/980503 【摘要】 目的 探讨三氧化二砷(As2O3)对儿童神经母细胞瘤有无潜在的治疗价值及伍用细胞因子有无增强疗效的作用。方法 应用四甲基偶氮唑蓝法于体外观察As2O3对神经母细胞瘤细胞株SJ-N-SH增殖的影响;并观察As2O3伍用重组人γ-干扰素、肿瘤坏死因子、白细胞介素4、6、10后的情况。结果 0.5~4 μmol/L的三氧化二砷明显抑制SJ-N-SH细胞的增殖,As2O3伍用γ-干扰素、白细胞介素4可明显增强As2O3对SJ-N-SH细胞增殖的抑制,而其他几种细胞因子无明显作用。结论 As2O3为治疗神经母细胞瘤的有效药物,联合应用合适的细胞因子可增强As2O3的疗效。
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    The effect of arsenic trioxide on the proliferation of neuroblastoma cells

    Wu Gang, Ying Daming, Wang Yaoping, et al.

    Xinhua Hospital of Shanghai Second Medical University, Shanghai 200092

    【Abstract】 Objective To probe into the potential therapeutic effect of arsenic trioxide (As2O3) on neuroblastoma.Methods The effect of As2O3 on the proliferation of neuroblastoma cell line SJ-N-SH was studied with MTT method in vitro. Results 0.5~4.0 μmol/L of As2O3 could significantly inhibited proliferation of SJ-N-SH cell. The inhibitory effect was augmented by adding interferon with inteulenkin-4.Conclusion These results suggested that As2O3 be an effective drug for neuroblastoma. Its therapeutic effectiveness could be augmented when the cytokines were added.
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    【Key words】 Neuroblastoma Drug therapy Arsenicals Oxides

    神经母细胞瘤(neuroblastoma, NB)是儿童较常见的恶性肿瘤,发病率占儿童恶性肿瘤的第3位,与儿童期常见的其他恶性肿瘤,如白血病、恶性淋巴瘤相比,即使应用强烈化疗方案治疗,其完全缓解率和长期无病生存率均较低,严重威胁儿童的生命安全。因此,探讨新的治疗方案和寻找新的化疗药物成为人们十分关切的问题。近年来,国内学者应用中药“癌灵一号”[含三氧化二砷(arsenic trioxide,As2O3)]治疗急性早幼粒细胞白血病(APL)取得显著疗效[1,2],但其对恶性实体性肿瘤有无治疗作用,国内外均未见报道。我们于体外观察了As2O3对NB细胞株(SJ-N-SH)生长的影响,以期为临床应用提供实验室依据。

    材料及方法
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    一、细胞株 一、细胞株

    NB细胞株SJ-N-SH为日本三重大学赠送。

    二、主要试剂及配制

    1.RPMI-1640培养基:含10%新生小牛血清,青霉素及链霉素各100 U/ml;L-谷氨酰胺200 mmol/L,丙酮酸钠1 mmol/L,葡萄糖20 mmol/L。过滤分装后置-20℃保存。RPMI-1640及新生小牛血清均为Gibco公司产品。

    2.As2O3由上海第二医科大学附属瑞金医院血液研究所赠送。用磷酸盐缓冲液(PBS)将0.1%的静脉注射用液稀释成1 mmol/L,4℃保存,临用前稀释至所需浓度。

    3.四甲基偶氮唑篮(MTT): Fluke公司产品,用PBS将其稀释至12 mmol/L,过滤除菌,4℃避光保存。
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    4.二甲亚砜(DMSO):德国Merck公司产品。

    三、实验方法

    1.MTT测定NB细胞增殖率:参照章静波[3]介绍的方法稍加改良。96孔培养板,每孔加200 μl RPMI-1640,2×104的SJ-N-SH细胞(培养4天以上,每孔加1×104细胞,中途换液1次),37℃、5%CO2条件下培养24小时后实验组1~6依次加入0.125、0.25、0.5、1.0、2.0、4.0 μmol/L的As2O3,继续分别培养1、2、3、4、5、6天时收获细胞。实验结束前4小时每孔加20 μl MTT,继续培养。实验结束时倾去培养基,每孔加200 μl的DMSO,震荡混匀,10分钟后于酶联测定仪上测定波长540 nm的吸光度A(曾称光密度OD)值,换算成细胞增殖率。

, http://www.100md.com     细胞增殖率=实验管A值/对照管A值×100%

    本实验每次每组设置4复孔,结果为3次独立实验的均值。

    对照管除不加As2O3或细胞因子外,余同实验管。

    2.本实验同时观察了细胞因子单独或与As2O3联合应用时对SJ-N-SH细胞增殖的影响。细胞因子用量:重组人γ-干扰素(rhIFN-γ):100 U/ml;重组人肿瘤坏死因子(rhTNF):100 U/ml;重组人白细胞介素4(rhIL-4):5 ng/ml;重组人白细胞介素6(rhIL-6):20 ng/ml;重组人白细胞介素10(rhIL-10):10 ng/ml。

    四、统计学处理:采用目测概率单位法换算半数抑制量(IC50)和两样本均数比较t检验。
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    结果

    一、应用MTT法测定As2O3对SJ-N-SH细胞增殖的影响

    结果发现随培养基中As2O3浓度的增加和培养时间的延长,SJ-N-SH细胞增殖明显受抑。除0.125 μmol/L As2O3组,即使延长作用时间(6天),对SJ-N-SH细胞增殖抑制作用不明显外,0.5~2.0 μmol/L组作用一定时间后均可产生较强的抑制效应。其中1.0 μmol/L、0.5 μmol/L的As2O3组分别于第5、6天达到IC50,提示As2O3对SJ-N-SH细胞增殖的抑制呈剂量和作用时间依赖关系。结果见附图。

    二、单独应用细胞因子对SJ-N-SH细胞增殖的影响
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    单独应用上述5种细胞因子,rhTNF、rhIL-10可轻度抑制SJ-N-SH细胞增殖(细胞增殖率分别为0.92±0.11和0.74±0.07),rhIFN-γ对细胞增殖的抑制较前两者明显(细胞增殖率为0.71±0.10);而rhIL-4、rhIL-6则可轻度刺激SJ-N-SH细胞增殖(细胞增殖率分别为1.26±0.08和1.18±0.12)。

    三、As2O3伍用细胞因子对SJ-N-SH细胞增殖的影响

    若同时应用As2O3(1 μmol/L)和细胞因子(浓度同前), rhIFN-γ、rhIL-4可明显增强As2O3对SJ-N-SH细胞增殖的抑制,而rhIL-6、rhIL-10、rhTNF无明显的增强或抑制效应。在As2O3的作用下,rhIL-6、rhIL-4的轻度刺激作用消失,特别是rhIL-4与As2O3合用后,表现为协同作用(附表)。伍用rhIFN-γ后,为达到相同的细胞增殖抑制率,As2O3用量可由2.0 μmol/L减至1.0 μmol/L,提示联合应用某些细胞因子可减少As2O3用量,这对增强其疗效、降低其毒副作用非常有利。
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    附图 As2O3对SJ-N-SH细胞增殖的影响

    附表 As2O3伍用细胞因子对SJ-N-SH细胞增殖

    的影响(±s) 组别

    份数

    增殖率(%)

    t值

    单用As2O3

    10

    42±8
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    As2O3+rhTNF

    10

    42±5

    0.0874

    As2O3+rhTFN-γ

    10

    28±4

    4.9066*

    As2O3+rhIL-4

    10

, http://www.100md.com     33±4

    3.0988**

    As2O3+rhIL-6

    10

    42±6

    0.2475

    As2O3+rhIL-10

    10

    47±4

    1.8695

    * P<0.001 ** P<0.01讨论
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    NB临床治疗十分棘手,特别是Ⅲ、Ⅳ期病人,现有的强化疗方案也难以取得满意效果。人们一直在寻找新的治疗方法和新的化疗药物。近年来,哈尔滨医科大学应用中药“癌灵1号”及单药As2O3治疗APL,临床完全缓解率达到60%以上[1,2,4],其中近30%的病人存活超过10年。体外实验表明As2O3(15 μmol/L)明显抑制HL-60细胞增殖[2]。Chen等[4]报道,每天静脉滴注As2O3 10 mg(成人),用药3~4小时后血药浓度达到高峰(4.2~6.7 μmol/L),多数时间血药浓度维持在0.5~3.0 μmol/L。用该剂量治疗16例维甲酸治疗后复发的APL患者,15例达到完全缓解。而且发现在此剂量范围内,毒副作用较少,与其它化疗药物相比对骨髓的抑制作用较轻。这些资料表明,在一定剂量范围内,As2O3治疗APL有效,且安全。
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    人类最早用于治疗恶性肿瘤的化学药物可能就是砷剂。用亚砷酸溶液治疗慢性粒细胞性白血病的方法一直持续到本世纪30年代,后由于新的化疗药物不断出现和砷剂的毒副作用,逐渐被少用。有关As2O3应用的安全性问题,有文献报道在小鼠实验体系中,其致突变的阈值为每公斤体重0.5 mg[5],但迄今为止未能建立As2O3致癌的动物模型。鉴于较多的治疗肿瘤的化疗药物也有致突变的潜在可能性,并非为As2O3所独有,加之As2O3治疗APL有近30%的10年生存率却未见致第二肿瘤的报道,说明只要控制剂量,该药用于治疗肿瘤应该是可行的。致于何种剂量、疗程为宜,不同肿瘤治疗方案的差异以及长期应用后的副作用等都需要进一步研究。

    为了证实As2O3对NB细胞的生长有无抑制作用,本实验应用治疗APL有效血药浓度范围内的As2O3在体外观察了其对NB细胞株增殖的影响,探讨了联合应用细胞因子能否降低其用量。结果表明,0.125~4.0 μmol/L的As2O3组中除0.125 μmol/L组,因剂量过小抑制作用不明显外,其余各剂量组只要作用一定长的时间均可明显抑制SJ-N-SH细胞的增殖。其中1.0、0.5 μmol/L组分别于作用第5、6天达到IC50。上述结果表明:临床用于治疗APL有效的As2O3浓度体外对SJ-N-SH细胞增殖同样具有明显的抑制效应。生物治疗作为肿瘤治疗的第4种模式已被接受,临床上多种细胞因子辅助治疗肿瘤,取得了一定疗效。据文献报道,本实验所用的细胞因子都有一定的抗肿瘤作用。我们的实验结果表明单独应用上述细胞因子时,rhIFN-γ、rhIL-10、rhTNF对SJ-N-SH细胞增殖有轻度抑制效应,而rhIL-4、rhIL-6则有轻度刺激作用。与As2O3联合应用时,rhIFN-γ、rhIL-4有协同作用,其中rhIFN-γ和As2O3合用后,为达到相同的抑制效果,As2O3用量可减少一半。TNF在本实验中没有达到预期的效果可能与选择的剂型和剂量偏小有关。至于rhIL-4如何由抑制作用转为协同效应的原因尚不清楚,可能与该细胞因子的多重生物活性有关。rhIL-4作为肿瘤免疫的调节剂,与不同因素联合应用时对肿瘤细胞生长的调节比较复杂[6]。本结果提示联合应用合适的细胞因子是减少As2O3用量、增强疗效、降低其毒副作用的有效途径。
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    参考文献

    1 张鹏,王树叶,胡龙虎,等. 三氧化二砷注射液治疗急性早幼粒细胞白血病72例.中华血液学杂志,1996,17:58-60.

    2 张鹏,胡龙虎,周晋,等. 三氧化二砷治疗急性早幼粒细胞白血 病的机制研究.白血病,1996,5:131-134.

    3 章静波,主编. 细胞生物学实用方法与技术.第1版.北京:北京医科大学-协和医科大学联合出版社,1995,85-87.

    4 Chen GQ, Zhu J, Shi XG, et al. In vitro studies on cellular and moleculer mechanisms of arsenic trioxide (As2O3) in the treatment of acute promyelocytic leukemia: As2O3 induces NB4 cell apoptosis with downregulation of Bcl-2 expression and&127;modulation of PML-RAR alpha/PML proteins. Blood, 1996,88:1052-1061.

    5 肖传方,王喜正,唐素琴,等.三氧化二砷致突变实验研究.环境-健康杂志, 1987,4(5):2-5.

    6 Manabe A,Coustan-Smith E, Kumagai M, et al.Interleukin-4 induces programmed cell death in cases of high-risk acute lymphoblastic leukemia. Blood, 1994,83:1731-1737., 百拇医药