富氫液對頜骨放射性骨壞死預(yù)護效果的初步研究.pdf

1、在頭頸部惡性腫瘤的治療方法中，放射治療起著重要的作用，可作為主要治療手段，也可作為輔助治療方法聯(lián)合手術(shù)或化學(xué)藥物療，或者作為晚期頭頸惡性腫瘤患者的姑息療法，被廣泛運用。然而接受放射治療的患者，在提高頭頸部惡性腫瘤綜合治愈率的同時，又有可能罹患口腔頜面部各種并發(fā)癥，如口干癥，口腔黏膜炎，味覺散失，吞咽困難，進行性的牙周附著喪失，齲病，放射性皮炎、粘膜炎癥，張口受限等，頜骨放射性骨壞死（osteoradionecrosis of the j

2、aws， ORNJ）是其最常見，且相對較難治愈的慢性并發(fā)癥之一，嚴重時甚至可造成死亡。頜骨放射性骨壞死的主要臨床表現(xiàn)為劇烈疼痛，口干，粘膜潰瘍，皮膚瘺管，死骨外露，病理性骨折及面部畸形等，而且確診后癥狀具有不可逆性，明顯降低患者的生活質(zhì)量。雖然隨著放療技術(shù)的提高，放療前后口腔健康情況評估的普及以及口腔衛(wèi)生預(yù)防和治療措施的采用，ORNJ的發(fā)生率有所降低。但由于ORNJ確切的發(fā)病機理尚不明了，目前針對ORNJ的預(yù)防和治療措施仍未取得顯著的效

3、果。
　　雖然 ORNJ做為一種疾病被提出已經(jīng)近百年，但其發(fā)病機制一直存在爭議。以往提出的各種學(xué)說和相應(yīng)的治療方法都已經(jīng)被證實存在缺陷，近些年來提出的放射性纖維萎縮學(xué)說越來越受關(guān)注，該學(xué)說認為 ORNJ是一種放射性纖維化疾病(Radiation-Induced Fibrosis， RIF)，照射區(qū)引起的組織損傷是由于放射導(dǎo)致的炎癥反應(yīng)和大量自由基的形成，而60％-70%電離輻射引起的細胞損傷是由羥自由基造成的，可廣泛引起細胞結(jié)構(gòu)包

4、括脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、糖水化合物和核酸的損傷，導(dǎo)致細胞壞死和凋亡，從而引起受照射區(qū)域的器官功能障礙，纖維化和壞死。部分臨床隨機對照試驗也證實采用抗纖維化藥物治療 ORNJ可取得明顯的療效，而且及時清除照射引起的自由基可以明顯緩解組織氧化損傷。雖然此學(xué)說尚缺乏實驗依據(jù)，未完全闡明ORNJ的發(fā)病機制和深入的揭示疾病本質(zhì)及病理生理過程，但可以明確的是放療會引起照射區(qū)域組織產(chǎn)生自由基，引發(fā)炎癥反應(yīng)和更多自由基的釋放。目前大量研究顯示，氫能通過選擇性的

5、減少羥基和過氧亞硝基陰離子，發(fā)揮較強的抗氧化作用和抗炎作用，且對輻射所造成的心、肺等器官組織纖維化損傷存在一定的保護效果。因此，我們設(shè)想，氫分子可能會通過抑制和減少放療后組織氧化損傷反應(yīng)，而對ORNJ起到預(yù)防和治療作用。纖維化類疾病的主要效應(yīng)細胞為肌成纖維細胞(myofibroblast， MFB），如果能證明氫分子可以減少或抑制放射后骨髓間充質(zhì)干細胞(BMSCs)的凋亡或向MFB轉(zhuǎn)化的過程，并可進一步用富氫液對ORNJ動物模型進行干預(yù)

6、，就可以明確氫分子治療 ORNJ的臨床效果，同時也可以進一步揭示 ORNJ和放射性纖維化之間的關(guān)系。
　　本實驗基于國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，提出了氫分子可能通過抑制放療后組織內(nèi)氧化應(yīng)激反應(yīng)水平和氧自由基的形成，對 ORNJ起預(yù)防和治療作用的假說。實驗通過建立ORNJ動物模型，觀察MFB的表達與頜骨損傷程度之間的關(guān)系，并用富氫液對ORNJ動物模型進行干預(yù)，通過大體觀察、組織學(xué)檢查、免疫組織化學(xué)染色、Micro-CT掃描等方法觀察氫分子對 O

7、RNJ的治療和預(yù)防作用，并深入觀察氫分子對放射性纖維化發(fā)病過程中MFB分化和增殖的影響，以進一步揭示ORNJ的發(fā)病機制，為臨床預(yù)防和治療ORNJ提供新的思路。具體內(nèi)容分為以下三個部分：
　　一、SD大鼠ORNJ模型的建立與評估
　　目的：依據(jù) ORNJ臨床診斷標(biāo)準，建立一種可重復(fù)的標(biāo)準化大鼠下頜骨 ORNJ動物模型。方法：取健康SD大鼠20只，雄性，隨機分為兩組：對照組、照射組；根據(jù)生物學(xué)等效公式 BED=nd[1+d/（α

8、/β）]，采用電子直線加速器對需要照射的SD大鼠左側(cè)下頜磨牙區(qū)進行照射，7Gy/次，1次/d，照射5d；照射后6w，拔除大鼠左側(cè)下頜磨牙，處死并取下頜骨標(biāo)本。通過大體觀察、Micro-CT、HE染色和 Masson染色檢測對動物模型進行評估。結(jié)果：單純照射組從大體觀察到組織學(xué)水平均出現(xiàn)了 ORNJ的典型表現(xiàn)如脫毛、急性放射性皮炎、門齒生長障礙、咬合錯亂和死骨形成等癥狀，對照組無癥狀。結(jié)論：成功建立了一種可重復(fù)的SD大鼠ORNJ動物模型，

9、為在動物模型上探索ORNJ疾病機理提供了平臺。
　　二、富氫液對大鼠骨髓間充質(zhì)干細胞放射性損傷的防護效應(yīng)
　　目的：研究富氫培養(yǎng)液對SD大鼠骨髓間充質(zhì)干細胞的放射性損傷的防護效果。方法：取健康的SD大鼠骨髓間充質(zhì)干細胞進行分離培養(yǎng)，并隨機分為三組：單純照射組、照前給氫組、對照組，照射后觀察細胞增殖和分化能力，以及照射后活性氧ROS的產(chǎn)生情況。結(jié)果：細胞經(jīng)照射后，其存活率和成脂成骨分化能力降低，但ROS產(chǎn)生則顯著增多。在照射前

10、更換富氫培養(yǎng)液則可以明顯增加細胞的增殖分化能力，但還是低于對照組，ROS的產(chǎn)生則相反。結(jié)論：富氫培養(yǎng)液對骨髓間充質(zhì)干細胞具有一定的放射防護效果，而且可能是氫具有抗氧化應(yīng)激、降低自由基的產(chǎn)生而發(fā)揮的效果。
　　三、富氫液對大鼠ORNJ動物模型的影響
　　目的：本實驗擬在建立 ORNJ動物模型的基礎(chǔ)上，用富氫液對模型進行干預(yù)，觀察對ORNJ模型發(fā)生發(fā)展的影響，以及MFB在組織細胞中的變化。方法：將正常SD大鼠隨機分為三組：單純照

11、射組、照前給氫組、對照組，通過大體觀察、Micro-CT、HE染色以及Masson染色研究富氫液對ORNJ的影響。結(jié)果：照射給氫組皮膚放射性皮炎減輕，大鼠體重降低程度較單純照射組明顯減輕，恢復(fù)也相對較快；門齒發(fā)生生長障礙的程度較輕。而且從骨組織損傷部位可見皮質(zhì)骨破壞程度減輕，骨細胞數(shù)較單純照射組明顯增多，空白骨陷窩數(shù)目減少，髓腔和牙周炎癥減輕，抑制了髓腔纖維化。免疫組化可見α-SMA表達陽性的梭形細胞 MFB，在單純照射組大鼠磨牙區(qū)的髓