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编号:10284700
阿霉素前体脂质体对大鼠心肝毒性及对实验性肿瘤的作用
http://www.100md.com 《中国病理生理杂志》 1999年第6期
     作者:郭青龙 丁启龙 朱家璧 郑稳生

    单位:郭青龙 丁启龙 中国药科大学生理教研室;朱家璧 郑稳生 中昆制剂所(南京210009)

    关键词:阿霉素;脂质体;心脏;肝脏;药物筛选试验;抗肿瘤

    中国病理生理杂志990618 摘 要 目的:研究阿霉素前体脂质体[doxorubicin(DR),proliposome(PL),DRPL]对大鼠心肝毒性及对荷瘤小鼠的抗肿瘤活性。方法:以酶活性变化为指标,结合病理组织学检查,观察药物对大鼠的心肝毒性及荷瘤小鼠的生命延长率和药物的抗肿瘤活性。实验动物分为DRPL组和DR组,其中2.00,1.40,0.98 mg.kg-1对应剂量观察药物对大鼠的毒性;4,2,1 mg*kg-1对应剂量观察药物的抗肿瘤活性。结果:与DRPL相比,DR可明显增加大鼠血清LDH、CK、GPT及GOT的活性,DRPL对大鼠心肌细胞的损伤明显小于DR。相同剂量间相比DRPL延长腹水型小鼠移植瘤EAC、Heps的存活天数明显高于DR。结论:DRPL对大鼠心肝毒性明显小于相同剂量的DR,DRPL不但保持了DR的抗肿瘤活性,而且有明显增效作用。
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    The effect of doxorubicin proliposome on toxicity of liver and

    heart in rats and experimental tumour

    GUO Qing-Long, DING Qi-Long, ZHU Jia-Bi1, ZHENG Wen-Sheng1

    Department of Physiology, 1 Department of Pharmaceutics, China Pharmaceutical University, Nanjing(210009)

    Abstract AIM:To study the cardiac and heratic toxicities and the antitumor activity of doxorubicin(DR) proliposome(PL)[DRPL].METHODS:The activity of enzymes and the histopathological lesions of the tissues were observed to study the toxicities of DRPL and DR, while the survival rate of mice with tumor was recorded to evaluate their antitumor activity. The animals were devided into DRPL or DR groups. The toxicities and the antitumor activity of them were compared at the doses of 2.00, 1.40, 0.98 mg*kg-1 and 4, 2, 1 mg.kg-1,respectively.RESULTS:Compared with DRPL, DR significantly increased the activities of LDH,CK,GPT and GOT in serum of rats. DRPL significantly reduced the lesions in heart. With the same dose, DRPL could prolong the survival time of mice with EAC,Heps of ascitic more significantly than DR. CONCLUSION:The cardiac and hepatic toxicities of DRPL were much less serious than those of DR. DRPL not only remained but also significantly strengthened the antitumor activity of DR.
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    MeSH Doxorubicin; Liposomes; Heart; Liver; Drug screening assays, antitumor

    阿霉素(doxorubicin,DR)是一种蒽醌类抗生素,临床上用于治疗多种肿瘤疾病。因其有多方面的副作用,如骨髓抑制表现为白细胞和血小板减少;心脏毒性表现为早搏、室速和传导阻滞等心电图改变以及心肌病理和生化方面的变化。肝脏毒性表现为肝细胞坏死引起的酶学改变等等,应用受到一定的限制。为减少其毒性,我们把DR研制成阿霉素前体脂质体(doxorubicin porliposome, DRPL)。本文以酶活性变化为指标,结合病理组织学检查,观察DRPL对大鼠的体重、心肝毒性的影响及对荷瘤小鼠的抗肿瘤活性,为DRPL临床应用提供实验依据。

    材料与方法

    一、材料及仪器:

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    2.DRPL(含1%DR):由中国药科大学中昆制剂所提供,实验前用0.9% NaCl溶液配成所需浓度。

    3.动物:SD大鼠,雌雄各半,体重200~400 g昆明种小鼠,雌雄各半,体重(20±2) g。由本校动物室提供,合格证号:苏动质93012。

    4.瘤谱:艾氏腹水癌(EAC),Heps腹水型由江苏省肿瘤防治研究所提供。

    5.仪器:7750紫外-可见分光光度计,上海分析仪器厂制造。

    二、方法:

    1.DRPL对大鼠心肝毒性的测定:取SD大鼠70只,随机分成7组,设生理盐水对照组,DRPL和DR各设高、中、低3个剂量组(2,1.4,0.98 mg.kg-1),ip给药3 d,停药7 d为一个周期,每个周期给药前称体重,第4 d眼眶后静脉丛取血,再吸入乙醚麻醉,记录心电图Ⅱ导联。第3个周期的第4 d取血后处死动物,取心脏乳头肌,浸泡于4%甲醛溶液,进行组织病理学检查。
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    血液置4℃冰箱冷存2 h后,离心收集血清,按文献方法[1]测定血清乳酸脱氢酶(LDH)、磷酸肌酸激酶(CK)、谷丙转氨酶(GPT)、谷草转氨酶(GOT)活性。体重及酶活性均以均数±标准差表示,差异显著性检验采用组间t检验。

    2.DRPL对腹水型小鼠移植瘤延长生命观察:取18~22 g小鼠,按移植性肿瘤研究法[2]分别接种艾氏腹水瘤(EAC)及Heps腹水瘤。接种后24 h称重,每个瘤种各接种70只小鼠并随机分为7组,每组10只,雌雄各半,设生理盐水对照组,DRPL和DR组各设3个剂量组,ip给药,于接种后24 h给药,每3 d给药一次,共给药3次,接种后连续观察60 d。观察存活天数(存活60 d以上小鼠按60 d计)及存活率(按存活60 d以上且无症状小鼠计),并分别进行统计学处理。

    结果

    一、DRPL对大鼠心肝毒性的影响:
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    1.DRPL对大鼠体重及心电图的影响:对体重的影响,随着给药进程,DR组动物体重不再增加,高剂量组反而减轻,与对照组及DRPL组相比有显著差异(P<0.01),动物明显消瘦,体质明显减弱,第3个周期第1次给药后即有4只大鼠死亡。而DRPL组动物在3个周期结束后,中、低剂量组体重仍有所增加,高剂量组动物的体重未增加,但与给药前比无明显下降,与同期对照组相比差异显著(P<0.05)。表明DRPL对大鼠体重影响明显小于DR,结果见表1。

    表1 DRPL对大鼠体重的影响

    Tab 1 The effect of DRPL and DR on the body weight in rats (n=10,,g) Group

    Dose,mg/kg
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    Pretrement

    After period of treatment(week)

    One

    Two

    Three

    Control

    216.9±11.2

    229.6±12.9

    234.8±13.1

    238.7±13.6

    DR

    0.98
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    219.3±9.3

    224.0±9.1

    228.7±7.5

    229.0±7.5

    1.40

    219.3±10.3

    223.8±8.9

    226.0±8.3

    226.1±8.6

    2.00

    219.8±9.3

    210.1±9.1
, 百拇医药
    203.6±5.7

    189.7±4.4

    DRPL

    0.98

    227.7±11.5

    227.7±9.3

    232.4±9.2

    235.9±8.5

    1.4.0

    220.7±11.0
, 百拇医药
    224.6±9.5

    228.1±9.5

    229.2±9.1

    2.00

    218.0±11.3

    221.1±10.9

    222.9±11.0*

    220.9±11.9*

    *P<0.05,**P<0.01, vs control; #P<0.05,##P<0.01, vs DRPL; a:n=6,four rats diet

    心电图的病理变化均出现在第3周期结束后。DR高剂量组6只大鼠中,2只表现为频发室性早搏(15 beats/min),2只为室性心律,余2只心电图正常。而DRPL高剂量组仅1只偶发室性早博。
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    2.DRPL对大鼠血清LDH和CK活性的影响:取每个疗程后大鼠血清按文献方法测定血清LDH和CK含量,结果表明与对照组及相同剂量的DRPL相比,DR高、中剂量组都可显著增加大鼠血清LDH和CK的活性(P<0.05,P<0.01),而DRPL与对照组相比,LDH和CK的活性差异无显著,见表2。

    表2 DRPL对大鼠血清LDH和CK活性的影响

    Tab 2 The effect of DRPL and DR on the LDH and CK of serum in rats (n=10,,U/L)

    Group

    Dose

    (mg/kg)
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    After period of treatment(week)

    One

    Two

    Three

    Control

    801.8±109.7

    811.7±105.9

    815.7±98.5

    DR

    0.98

    814.7±117.0

    819.9±96.6
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    820.6±82.8

    1.40

    936.3±109.3

    950.2±129.3

    1011.7±123.8

    LDH

    2.00

    991.2±137.2
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    1064.4±139.0

    1059.2±120.3

    DRPL

    0.98

    805.1±103.8

    810.9±87.6

    819.1±96.9

    1.40

    810.6±130.1

    809.0±115.9
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    818.9±104.0

    2.00

    912.7±103.0

    822.9±73.1

    837.1±106.7

    Control

    750.5±88.9

    749.5±65.5

    725.5±111.1

    DR

    0.98

    759.2±102.6
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    773.2±106.6

    785.8±101.9

    1.40

    847.5±147.8

    876.3±125.5*

    932.8±130.4**

    CK

    2.00

    924.2±106.8

    958.2±106.9
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    951.0±139.4

    DRPL

    0.98

    754.8±97.3

    751.7±95.7

    758.6±99.3

    1.40

    755.6±93.8

    757.3±119.2

    758.3±120.0

    2.00
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    760.6±95.4

    763.9±83.9

    780.3±74.8

    * P<0.05,**P<0.01, vs control; #P<0.05,##P<0.01, vs DRPL; a:n=6, four rats died

    3. DRPL对大鼠血清GPT和GOT活性的影响:取每个疗程后的大鼠血清,按文献方法测定血清GPT和GOT的含量,结果表明与生理盐水对照组及相同剂量DRPL相比,DR高、中剂量组具有显著升高肝脏GPT、GOT活性作用(P<0.01),而DRPL与对照组相比无显著差异,见表3。

    表3 DRPL对大鼠血清GPT和GOT活性的影响

    Tab 3 The effect of DRPL and DR on the GPT and GOT of serum in rats (n=10,,U/L)
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    Group

    Dose,(mg/kg)

    After period of treatment(week)

    One

    Two

    Three

    Control

    166.6±20.6

    168.9±17.1

    168.7±17.8

    DR

    0.98
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    170.5±15.2

    174.5±13.7

    176.1±11.9

    1.40

    172.9±12.2

    190.6±11.5

    193.18±16.2

    GPT

    2.00

    243.1±14.2
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    238.5±18.0

    245.7±11.4

    DRPL

    0.98

    169.0±15.7

    170.3±13.6

    173.8±14.7

    1.40

    169.4±17.5

    171.6±15.6
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    170.8±13.3

    2.00

    167.4±14.4

    170.3±19.3

    175.3±18.1

    Control

    35.5±4.9

    36.4±4.6

    36.8±5.4

    DR

    0.98

    35.7±6.6
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    36.5±5.8

    36.6±5.3

    1.40

    43.3±9.2

    43.7±7.6

    45.6±7.0

    GOT

    2.00

    45.0±8.2
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    48.8±7.5

    59.2±7.6

    DRPL

    0.98

    35.5±5.5

    35.6±4.6

    36.4±6.4

    1.40

    35.3±5.7

    35.0±5.9
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    36.1±5.3

    2.00

    37.0±6.2

    36.9±6.4

    39.6±7.2

    *P<0.05,**P<0.01, vs control; #P<0.05,##P<0..01, vs DRPL; a): n=6, four rats died

    4.病理组织学检查:取死亡大鼠及第3个周期结束后处死的大鼠心脏,立即用福尔马林液固定。组织学检查表明,DR低剂量组大鼠心肌组织内部分区域心肌细胞肿胀,中、高剂量大鼠的心肌组织内有散在出血灶,心肌细胞肿胀,胞核淡染、消失,呈灶性变性和坏死,少数细胞内有小圆形空泡。而DRPL组大鼠心肌未见明显异常,心肌细胞结构正常,排列有序,心肌细胞内肌原纤维清晰,明、暗带可见,心内膜、外膜也未见病变。
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    二、DRPL对腹水型小鼠移植瘤的作用:

    结果表明,对腹水型小鼠移植瘤EAC、Heps的生命延长作用,与对照组相比,DRPL及DR高、中剂量组皆有明显延长小鼠的存活天数作用(P<0.01),但相同剂量间相比,DRPL高、中剂量延长腹水型小鼠移植瘤的存活天数明显高于DR相同剂量(P<0.05)。其存活率DRPL对EAC、Heps腹水型小鼠移植瘤分别为50%和40%,而DR为10%和10%,结果见表4、表5。

    表4 DRPL对艾氏癌腹水型(EAC)小鼠移植瘤的影响

    Tab 4 The effect of DRPL on EAC in mice ip by route (,n=10) Group

    Dose
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    (mg/kg)

    Survival

    (d)

    Prolonged

    (%)

    Survival

    rate,(%)

    Control

    12.3±1.68

    DRPL

    4

    48.6±17.2*#
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    295.1

    50

    2

    31.9±13.4*#

    159.3

    0

    1

    15.6±3.46

    26.8

    0

    DR

    4

    33.9±15.3
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    175.6

    10

    2

    23.6±7.3

    91.8

    0

    1

    14.1±3.6

    14.6

    0

    *P<0.05, vs DR,#P<0.05, vs control

    表5 DRPL对Heps腹水型小鼠移植瘤的影响
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    Tab 5 The effect of DRPL on Heps of ascitic

    type in mice ip by route (,n=10) Group

    Dose

    (mg/kg)

    Survival

    Prolonged

    Survival

    (d)

    (%)

    rate(%)
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    Control

    12.4±2.6

    DRPL

    4

    49.8±13.8*#

    301.6

    40

    2

    31.5±8.8*#

    154.0

    0

    1
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    17.7±6.4

    42.7

    0

    DR

    4

    36.4±14.9

    193.5

    10

    2

    24.6±7.6

    98.4

    0
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    1

    17.2±6.7

    38.7

    0

    *P<0.05, vs DR; #P<0.05, vs control

    讨论

    DR临床应用的最早毒性表现为心电图异常,动物的心肌组织学检查为心肌细胞的变性[3]。本实验中,阿霉素用到1.4 mg.kg-1,即可引起明显的大鼠心肌损伤,分别表现为心电图改变,血中反映心肌损伤程度的LDH和CK活性明显升高,光镜下可见心肌细胞(包括死亡大鼠心肌组织)变性、坏死。高剂量组第2周期结束后的酶学改变要比第3周期结束之后明显,推测可能是大鼠由于严重的心肌毒性引起心功能衰竭,对DR的反应减弱之故。文献报道的一次腹腔注射DR 15 mg.kg-1引起小鼠心肌的组织学和酶学改变与本研究结果相似[4]
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    谷草转氨酶、谷丙转氨酶活性改变是肝功能受损的两个敏感性指标。临床上有使用DR引起的急性肝炎的实验报道[5]。也有一次静脉注射6.5 mg.kg-1DR可引起大鼠急性肝损伤的实验报道[6]。我们的实验结果表明,中、高剂量的DR可引起较严重的大鼠肝功能损伤,而DRPL尽管也可引起GOT、GPT活性增加,但与对照组相比,并无显著差异。

    DR(2 mg.kg-1)大鼠体重下降也是其毒性的一个明显指标。这很可能是由于心功能受损,循环功能逐步恶化,导致全身衰竭。再加上肝功能受损,动物进食量减少,消化吸收功能减弱,体质进一步恶化。含相等剂量DRPL(2 mg.kg-1)也可使大鼠体重增加减慢,与同期对照组相比,有统计学差异,说明DRPL高剂量对大鼠的生长有一定的影响。结合光镜组织学检查结果说明,与DR相比,DRPL的毒性较低。
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    DR经前体脂质体包裹之后,不但保持了DR原有的抗肿瘤活性,而且明显提高疗效。实验研究表明:前体脂质体包裹DR是一种维持高效减轻毒性的有效途径,DRPL可望成为一种高效低毒的抗癌药物。

    参考文献

    1 叶应妩,王毓三,主编.全国临床检验操作规程.江苏:东南大学出版社出版,1991.189~211.

    2 徐淑云,卞如濂,陈 修,编.药理学实验方法学.北京:人民卫生出版社,1991.1424.

    3 王淑琴,黄赐汀,刘 巍.阿霉素心脏毒性160例心电图分析.中华肿瘤杂志,1991.13(1):71.

    4 吴玉玲,许广源.阿霉素致小鼠急性心毒性及维生素E保护作用的实验研究.大连医学院学报,1991,13(1):22.

    5 叶 欣.阿霉素引起急性肝坏死一例.新药与临床,1990,9(6):378.

    6 候子正,孙 惠,金显宅.阿霉素一次静脉注射引起大鼠肿瘤及其他病变.中国肿瘤临床,1986,13(3):178.

    (1997年10月31日收稿,1998年3月3日修回), 百拇医药