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研究背景:放射性肺损伤(Radiation Induced Lung Injury,RILI)是肺癌、乳腺癌、食管癌等胸部肿瘤放射治疗后出现的主要并发症,RILI早期表现为放射性肺炎(Radiation Pneumonitis,RP),晚期表现为放射性肺纤维化(Radiation pulmonary Fibrosis,RF)。RP与RF之间时间界线从数周到6个月不等。放射性肺损伤限制了肿瘤靶区的照射剂量,降低肿瘤局部控制率,影响放疗局部治疗的疗效,严重影响患者生活质量。RP的主要表现为咳嗽、呼吸困难、发热、胸痛,主要诊断依据为影像学改变、症状、病史、血清学改变。电离辐射损伤肺泡及血管内皮细胞,导致肺内充血,诱导肺内多种炎症因子如IL-6、TGF-β、TNF-α的高水平表达,这些促炎症生长因子是目前研究的主要方向。中医根据放射线耗气伤津及过时发病的特点,从“火热毒邪”、“燥邪”等方面来认识放射性肺炎。其病机总属:火热之邪或燥邪损伤血络,耗伤气阴,火热蕴结。病理因素主要为热毒、阴虚及瘀血三个方面,辨证以气阴两亏证最为多见,其次是热毒犯肺证与痰瘀互结证。治疗上主要以养阴、活血及清热解毒为主要方法。沙参桔梗汤是导师多年临床总结的经验方,以养阴润肺为主要治法,兼以活血化瘀、宣肺祛痰。在前期一项小样本随机对照临床研究中,将RILI分为肺燥阴亏、瘀血阻络、痰热蕴肺三个证型,辨证治疗有效率达72%,与单纯激素治疗相比有效率无统计学差异(p=0.306),其副作用明显小于激素组。此后在导师指导下完成的一项证型的研究显示,肺燥阴亏证型占放射性肺炎的63.6%,提示此证型是放射性肺炎的主要证型,符合文献研究得出的结论,用沙参桔梗汤治疗效果明显,但缺乏基础实验研究,现通过此动物实验研究及临床观察,从组织病理学、细胞因子等方面为后续深入研究提供依据。推动中医药在RILI治疗中的应用,进一步扩大放疗在胸部肿瘤中的应用,提高放疗剂量的阈值。研究目的:1.临床观察:观察急性放射性肺损伤患者口服沙参桔梗汤治疗前后CT影像学、症状、生活能力评分、放射损害评级情况,验证此方的临床疗效。2.动物实验:成功建立大鼠急性放射性肺损伤模型,观察各组大鼠肺组织的病理学改变、肺系数改变、肺组织中炎症因子的表达、体重改变以及大鼠的一般状况,与模型组、激素组相比较,评价其有效性,探讨其作用机制。并通过观察对比中药等效剂量组、中剂量组、高剂量组三组间的疗效及副作用,探讨沙参桔梗汤治疗急性放射性肺损伤的量效关系及剂量与副作用的关系。研究内容与方法:1.临床观察:对纳入23例放射性肺损伤急性期患者每日予沙参桔梗汤1剂,分2次服用,疗程为28天,分别在开始访视时、服药后第14天、28天,观察咳嗽、发热、呼吸困难、胸痛的中医临床症状评分、功能状态评分(KPS评分)、肺损伤程度分级(RTOG分级)变化以及治疗前后的CT影像学改变,将前后数据进行对照,并通过SPSS统计分析其差异。2.动物实验:将108只雄性SD大鼠,按照随机分组的方法,分为正常组18只、模型组18只、激素组18只、中药等效剂量组18只,中药中剂量组18只,中药高剂量组18只,共6组。除正常组外,其余5组在直线加速器下进行20Gy单次全胸照射,照射后第1天各组开始灌胃,中药各组根据成人日用量进行等效换算后,并根据灌胃体积,计算出高剂量(4倍等效剂量)、中剂量(2倍等效剂量)、低剂量(等效剂量)浓度3种剂量浓度,制作成流浸膏剂(由西苑医院制剂科采购原料并制作)进行灌胃。激素组为醋酸地塞米松片溶解后的混悬液,模型组与正常组均为0.9%生理盐水。各组大鼠每周称重1次,分别于第14天、第28天两个时间点取材,每组每个时间点取材9只,取全肺称重,并取右肺中叶进行HE染色,IL-6因子的免疫组化染色。观察各组大鼠治疗前后肺组织病理改变,肺泡炎半定量分析,免疫组化法检测IL-6细胞因子的表达情况,肺系数的变化。并用SPSS软件统计分析其差异。结果:1.临床观察实验结束时,共纳入23例患者,在治疗28天后根据国际抗癌联盟(Union for International Cancer Control,UICC)疗效判定标准:完全治愈1例,患者经沙参桔梗汤治疗后CT影像中斑片影完全消失,症状完全缓解;好转17例,总体有效率为78.26%。治疗前后咳嗽、发热、呼吸困难、胸痛等中医症状评分较治疗前有改善,差异均有统计学意义(P<0.05),其中咳嗽症状治疗前后改善有显著统计学差异(P<0.01)。生活能力评分(KPS评分)、肺损伤程度分级(RTOG分级)也较治疗前改善,前后对比有统计学差异(P<0.05)。2.动物实验2.1 HE镜下病理改变:14天时,模型组开始出现支气管上皮细胞变性,肌层轻度增厚,肺泡壁略增宽,肺间质炎症细胞浸润,血管壁肌层肥厚,周围水肿,肺泡炎评分在2-3分,以2分为主,造模成功。中药各组与激素组病理变化较轻,支气管上皮细胞及血管内皮细胞损伤不明显,未见脱落及坏死,少量炎细胞浸润。28天时,模型组大鼠出现重度肺损伤,支气管肌层增厚,肺泡壁增宽,可见肺泡结构塌陷与融合,纤维样细胞、炎细胞增生,肺泡腔内大量渗出,炎细胞浸润,血管壁肌层肥厚,血管扩张、充血。局部可见血管壁变薄,内皮细胞紊乱,并有红细胞、炎细胞通过,向外渗出,提示造模成功。中药各组及激素组可见肺泡壁增宽,肺间质较多渗出,但较模型组明显减轻,多量炎细胞、单核细胞、多核巨细胞浸润。镜下观察中药各组肺泡腔内渗出明显少于模型组,与激素组比较差异不大。2.2肺组织IL-6炎症因子表达:模型组大鼠肺组织IL-6表达在照射后明显增高,激素组和中药3组大鼠肺组织IL-6表达较模型组明显下降(P<0.01),其中中药中剂量组与中药高剂量组最显著,且优于激素组(P<0.01)。中药高剂量组与中药中剂量组两者无明显差异(P>0.05)。而激素组降低IL-6表达水平较中药低剂量组明显,两者比较有统计学差异(P<0.05)。中药中剂量组、高剂量组降低IL-6的水平均优于中药低剂量组,且有差异显著(P<0.01)。2.3肺泡炎评分情况:照射后第14天模型组开始出现明显肺泡炎,与正常组相比较有显著统计学差异(P=0.001),中药各组、激素组与模型组比较,肺泡炎评分小于模型组(P<0.05),28天时各组间差异更加明显,其中模型组肺泡炎程度最重,与正常组相比较有显著统计学差异(P<0.001),中药各组、激素组肺泡炎评分均低于模型组,并且以中药高剂量组与中药中剂量组肺泡炎评分下降最多,有显著统计学差异(P<0.01),中药低剂量组肺泡炎程度也有改善(P<0.05)。中药高剂量组、中剂量组、低剂量组、激素组,四组间肺泡炎评分相比较无明显差异(P>0.05)。2.4大鼠肺系数与体重改变:造模后第14天、28天,模型组肺系数与正常组相比明显增大(P<0.001),提示肺组织明显充血,造模成功。14天时激素组肺系数改善最为显著(P<0.01),中药高剂量组肺系数也得到改善(P<0.05),而中药低剂量组、中剂量组与模型组相比均未见到明显改善,差异无统计学意义(P>0.05)。28天时中药中剂量组、高剂量组、激素组与模型组比较均表现出明显改善(P<0.01),3组间无明显差异(P>0.05),而中药高剂量组肺系数出现增长趋势,且高于模型组(P>0.05),考虑为大鼠消瘦营养不良导致,并通过各组间体重的对比得以验证。提示中药高剂量组不良反应明显,导致大鼠体重明显下降。中药中剂量组体重与低剂量组比较无统计学差异(P>0.05)。说明当沙参桔梗汤药物剂量提高至4倍时,大鼠出现明显的营养不良、体重下降的副反应。2.5大鼠的一般状况:照射14天后模型组大鼠开始出现消瘦、精神萎靡、易激惹伤人、易受惊吓等表现。脱毛逐渐加重,在照射后第3周出现明显脱毛,皮肤裸露,甚至皮肤破溃,出现皮炎。中药各组及激素组同样出现脱毛,体重下降等表现,但与模型组相比程度较轻,未出现皮肤裸露。中药高剂量组出现黑色稀便、体重下降等表现。结论:1.临床观察:沙参桔梗汤可以明显改善患者咳嗽、呼吸困难、发热、胸痛等临床症状,改善患者的生存质量,降低放射治疗导致的肺损伤评级,对于放射性肺损伤急性期的患者疗效明确。2.动物实验:沙参桔梗汤可以明显改善大鼠放射性肺炎模型的肺泡炎评分,降低IL-6的表达,缓解内皮损伤,减少渗出及炎细胞浸润,改善大鼠的体重和营养状况。在改善肺泡炎评分方面,与激素治疗无统计学差异。在降低IL-6炎症因子的水平上,沙参桔梗汤治疗效果确切,随中药剂量浓度的增大疗效增加,但副反应也随之增加。沙参桔梗汤治疗急性放射性肺损伤的作用机制可能与降低IL-6因子的表达,改善内皮细胞损伤,减少渗出及炎细胞浸润相关。