《Annals of Surgical Oncology》:Intraperitoneal Perfusion with Cisplatin or Mitomycin C Improves Survival in Mice Bearing Peritoneal Metastases from Ovarian Cancer
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本刊推荐:为解决HIPEC(腹腔热灌注化疗)中热疗作用不明确的临床争议,研究人员围绕“顺铂或丝裂霉素C腹腔灌注联合热疗对卵巢癌腹膜转移模型的疗效”开展研究。结果表明腹腔灌注化疗可显著延长小鼠生存期(38-48%),但41°C热疗并未带来额外生存获益,尽管体外实验显示热疗可显著增强药物细胞毒性(顺铂热增强比达6.6)。该研究为优化HIPEC临床参数提供了重要实验依据。
当卵巢癌发生腹膜转移时,患者的预后往往不容乐观。尽管细胞减灭术(CRS)能够切除肉眼可见的肿瘤,但残留的微小病灶和游离肿瘤细胞仍是复发隐患。腹腔热灌注化疗(HIPEC)作为一种创新疗法,旨在通过术后向腹腔内循环灌注加热的化疗药物来清除这些残余癌细胞。然而,HIPEC在临床应用中存在巨大争议,其中一个核心问题是:作为该疗法名称一部分的“热疗”,其实际贡献究竟有多大?目前,全球各医疗中心在实施HIPEC时缺乏标准化方案,特别是在关键参数如药物选择、灌注温度和时间上差异显著。热疗被认为可以增强药物摄取、抑制DNA修复并激活免疫系统,但其在HIPEC中的确切疗效尚未得到充分证实。一些临床试验显示CRS-HIPEC可改善卵巢癌和结直肠癌患者的生存,但另一些试验却得出阴性结果,这使得热疗的必要性成为领域内亟待解答的科学问题。
为了厘清热疗在HIPEC中的作用,来自挪威奥斯陆大学医院的Yvonne Andersson、Kjersti Flatmark和Karianne Giller Fleten等研究人员开展了一项精细的临床前研究。他们的工作聚焦于一个关键问题:在腹腔灌注化疗中,加入中等程度的温热(41°C左右)是否能比在正常体温(37°C)下灌注同等剂量的化疗药物带来更好的疗效?该研究论文已发表于外科学肿瘤学领域的权威期刊《Annals of Surgical Oncology》。
研究人员为开展此研究,主要应用了以下几项关键技术:利用表达绿色荧光蛋白和荧光素酶报告基因的人卵巢癌细胞系B76建立小鼠腹膜转移模型;通过手术置管构建封闭式腹腔灌注循环系统,精确控制灌注液温度和流速;采用小动物活体成像系统动态监测肿瘤生长;并通过生存分析和肿瘤重量测量评估治疗效价。
In Vitro Treatment
研究人员首先在体外评估了热疗对化疗药物细胞毒性的影响。他们将人卵巢癌细胞系B76暴露于不同浓度的顺铂或丝裂霉素C(MMC)中,并在37°C或42°C下孵育90分钟。结果显示,42°C热疗本身对细胞活力无影响,但能显著增强两种药物的杀伤效果。顺铂在37°C和42°C下的半数抑制浓度(IC50)分别为200 μM和30 μM,热增强比高达6.6。MMC的热增强比则为1.6。这表明在可控的体外环境中,热疗与化疗药物存在明确的协同效应。
Optimization of the HIPEC Procedure
成功建立小鼠腹腔灌注模型是本研究的核心挑战。团队对灌注系统进行了关键改进,包括在流出导管上制作多个穿孔、采用被动流出方式,从而彻底解决了导管堵塞问题。通过一系列预实验,他们确定了动物可耐受的最高灌注温度:当水浴温度设定为51°C时,腹腔内平均温度可维持在40.2-41.3°C(流入导管温度41.7°C,流出导管温度38.3°C)。此温度条件被确定为后续热灌注(HIPEC)实验参数,而正常温度灌注(NIPEC)的水浴温度则设定为47°C,以确保腹腔内温度为37°C左右。
In Vivo Perfusion with Cisplatin
在体内实验中,小鼠在接种肿瘤细胞4天后(模拟CRS术后微小病灶状态)接受30分钟的腹腔灌注治疗。结果显示,与单纯腹腔注射生理盐水的对照组(中位生存期27.5天)相比,使用40 μg/mL顺铂进行灌注,无论是否联合热疗,均能显著延长生存期(HIPEC组36天,NIPEC组34.5天)。然而,热疗的加入并未带来显著的生存获益。有趣的是,在治疗后第17天处死动物评估肿瘤负荷时,HIPEC组的平均肿瘤重量(0.08 g)显著低于NIPEC组(0.19 g)和对照组(0.68 g),提示热疗可能在早期产生短暂的生长抑制效应。
In Vivo Perfusion with Mitomycin C
使用20 μg/mL MMC进行灌注得到了与顺铂相似的结果。MMC灌注(无论是否加热)将小鼠中位生存期从对照组的25天延长至34-37天,但HIPEC与NIPEC组间无统计学差异。同样,在第17天,HIPEC组的肿瘤重量(0.12 g)显著低于NIPEC组(0.28 g),再次表明热疗可能产生早期、但不足以转化为长期生存优势的暂时性效果。
讨论与结论
本研究成功建立了一个能精确模拟临床HIPEC操作的小鼠模型,并证实了腹腔灌注顺铂或MMC作为细胞减灭术辅助治疗的价值,能使荷瘤小鼠的生存期延长38-48%。然而,最主要的发现是,加入中等程度的热疗(腹腔内约41°C)并未能进一步改善动物的长期生存,尽管体外实验明确显示了热疗与药物的协同效应。
这种体内外结果的不一致可能源于多个因素。首先,出于动物福利考虑,体内实验无法使用体外那样高的温度(42°C)和长的暴露时间(90分钟),而药效与温度、时间正相关。其次,本研究观察到的热疗早期抑瘤效应(第17天肿瘤重量减轻)未能转化为生存获益,提示实验终点的选择至关重要,短期效应可能无法预测长期结局。最后,研究人员指出,小鼠模型可能因其对高温的耐受性有限,并非探究热疗最佳参数的理想平台,体型更大的动物模型(如大鼠)或许更合适。
该研究结果与一些显示热疗有益的临床前研究不同,但也与某些临床观察相呼应,例如在结直肠癌的PRODIGE 7试验中,基于奥沙利铂的HIPEC也未显示出额外获益。这强调了HIPEC疗效可能高度依赖于药物种类、疾病背景和治疗参数。对于卵巢癌,正在进行的HyNOVA临床试验将比较37°C与42°C下顺铂灌注的疗效,其结果有望为热疗的临床价值提供更明确的证据。
综上所述,本研究为腹腔灌注化疗的疗效提供了坚实的临床前证据,同时对当前HIPEC中热疗的常规应用提出了质疑。它深刻揭示了将体外发现的生物学协同效应转化为体内及临床获益的复杂性。研究强调,未来需要更多着眼于长期结局的研究,以最终确定热疗是否以及如何在HIPEC中发挥其应有的作用。