陡脈沖抗腫瘤效應的實驗研究和機理分析.pdf

1、癌癥是威脅人類生命的主要疾病，人們對腫瘤療法的研究不僅限于對腫瘤組織的殺傷和抑制作用，在抗腫瘤血管效應、淋巴管效應、免疫效應和誘導凋亡效應等方面也開展著深入的研究。 陡脈沖療法是本課題組開創(chuàng)的一種新的癌癥物理治療方法，在大量的離體、細胞和動物實驗中已證實對腫瘤組織的有效殺傷和抑制作用。本文完成了上述四大效應的實驗研究，觀察到：(1)陡脈沖可破壞腫瘤營養(yǎng)血管和毛細淋巴管，使其栓塞、凝固性壞死，并下調(diào)血管內(nèi)皮細胞生長因子VEGF-A

2、和促淋巴管再生因子VEGF-C的水平，具有抗血管和淋巴管再生的作用，從而減少了殘留、存活的腫瘤細胞經(jīng)淋巴管途徑轉(zhuǎn)移到其他部位的可能性，防止腫瘤增生和轉(zhuǎn)移。(2)陡脈沖能明顯增強大鼠脾淋巴細胞的增殖反應和NK細胞的活性。具有活化巨噬細胞，增強其細胞毒功能并促進其分泌白細胞介素IL-4、IFN-γ和腫瘤壞死因子TNF-α的作用。導致脾淋巴細胞產(chǎn)生細胞因子的活性增強，誘導荷瘤宿主體內(nèi)的免疫應答，有助于提高機體的免疫功能。(3)陡脈沖能抑制細胞

3、增殖，改變細胞周期，下調(diào)Bcl-2/Bax表達的比值，造成細胞器內(nèi)促凋亡因子的釋放，誘導細胞凋亡。 同時，本文深入分析陡脈沖對腫瘤細胞的殺傷和誘導凋亡的機制。(1)借助ANASYS電磁場分析軟件，用有限元方法仿真計算陡脈沖在均勻介質(zhì)中的電場強度分布，并與大白兔肝臟實驗相結(jié)合，確定能有效殺傷腫瘤組織的電極尺寸和間距、陣列布置方式、脈沖峰值等因素，尋找兔肝組織不可逆性電擊穿的電場強度閾值，最終有效控制陡脈沖的殺傷范圍，實現(xiàn)最佳療效。

4、(2)建立單細胞模型，推導陡脈沖電場作用下單細胞極點處的跨膜電位，明確跨膜電位按指數(shù)衰減的變化規(guī)律；分析了脈沖寬度與跨膜電位的關系，以及電穿孔過程中細胞膜電導率和細胞結(jié)構(gòu)變化對跨膜電位的影響，分析陡脈沖導致細胞不可逆性電擊穿的機制。(3)通過傅立葉頻譜分析，推證陡脈沖波形的選擇依據(jù)。證實陡脈沖強化超高頻效應，有可能誘導細胞凋亡，從而防止細胞膜破損后細胞器游離，引起腫瘤轉(zhuǎn)移或復發(fā)；而且脈寬越窄，超高頻殺傷效應越強，為脈沖特征參數(shù)的選擇提供