β内照射联合双磷酸盐对前列腺癌骨转移小鼠骨微环境的影响

Cancer-related bone pain is a significant cause of morbidity and reduces quality of life for patients with bone metastases. Management should be conducted in a multidisciplinary setting with a multimodality approach. Radionuclides can be given on an outpatient basis with simple radioactive precautions and do not require a visit to a radiotherapy center. However, the use of radiopharmaceuticals has been consistently reported as underutilized in the literature. Radiopharmaceutical therapy has its unique advantages and value to the bone cancer pain. Our several clinical research on radiopharmaceutical therapy in bone cancer pain had shown the distinct curative effect and long maintenance time of β-ray inner radiation therapy. While the radio dose always was hoped to be less to reduce the late bone marrow toxicity. Intravenous use bisphosphonate could strongly inhibitory osteoclast activity. At the same time bisphosphonate has a long bone retention. Intravenous using bisphosphonate once a year can achieve the purpose for the osteoporosis treatment. Then we had the idea, whether the combination of bisphosphonate and bone-target β-ray radioactive drugs could increase inhibition of bone cell activity to gain long-term and better pain relief for bone metastatic pain. This project plan to observer following aspects in LNCaP bone metatasis nude mice: 1) the effects of bone-seeking radiopharmaceutical and bisphosphate on the progress of bone metastasis, 2) the palliation of the combination therapy to the animal model's metastatic bone pain, 3) the changing of bone microenvironment of bone metastatic lesions under the combined therapy, including bone turnover markers, the OPG/RANKL/RANK pathways (observation of osteoclast activity), etc. We hope to explore the value of the combined therapy of radiopharmaceutical and bisphosphonate through observing the change of bone microenvironment.

肿瘤骨转移疼痛严重影响晚期肿瘤患者生活质量，核素内照射治疗肿瘤骨转移疼痛具有独到的优势和价值。课题组在几项核素内照射治疗骨癌痛的临床研究中，观察到了β内照射治疗疗效显著，维持时间长，但核素使用剂量总是希望足够少，以减少迟发的骨髓毒性。静脉使用双磷酸盐能够较强的抑制破骨细胞的活动，尤其是其在骨骼潴留时间长，一年注射一次即可以达到骨质疏松治疗的目的。因此，课题组设想，同时使用双磷酸盐和骨特异性β内照射放射性药物能否增强对骨细胞活性的抑制作用，充分发挥两者的长效作用，从而更好的缓解疼痛。本课题计划基于人前列腺癌裸鼠骨转移模型，观察1、骨特异性放射性药物和双磷酸盐对骨转移发生的影响；2、两者对模型动物骨癌痛的缓解效果；3、两者共同作用下，骨转移病灶的骨微环境的影响，包括骨代谢指标的变化、通过OPG/RANKL/RANK通路观察破骨细胞的活性变化等。通过观察两者对骨微环境的影响，探索联合应用的价值。

肿瘤骨转移疼痛严重影响晚期肿瘤患者生活质量，核素内照射治疗肿瘤骨转移疼痛具有独到的优势和价值。双磷酸盐是临床常用的骨癌痛治疗药物，二者能否合用，在机制上有什么不同？在此问题上，开展了本课题的研究。.1、我们完成了骨转移疼痛动物模型：实验了三种不同模型的制作，包括心内注射、静脉注射和胫骨内注射，由于研究的治疗方法是需要观察较长时间的疗效持续情况，最终胫骨内注射造模方法稳定可靠，肿瘤生长和疼痛发生确切，且模型动物存活时间较长，能够存活2个月以上。.2、内照射治疗、双磷酸盐治疗及联合用药的比较：我们将正常对照组作为A组，造模组根据治疗处理的方式不同分为：B组-内照射治疗；C组-内照射及双磷酸盐治疗；D组-双磷酸盐治疗；E组：生理盐水对照。.2.1、von Frey测痛试验证实内照射治疗和双磷酸盐治疗具有显著且相似的骨癌痛镇痛效果，但联合用药并没有观察到更强或持续更久的镇痛作用。内照射及双磷酸盐的治疗均能够维持较长的时间，可以长达1个月以上。.2.2、ELISA法检测脊髓背角炎性介质：使用ELISA法检测了TNF-α、IL-6和IL-1β的含量，结果显示，E组（模型组未接受治疗干预）三种炎症因子显著高于A对照组（P<0.01），IL-6和IL-1β显著亦高于三组治疗组（P<0.01）。内照射治疗和双磷酸盐治疗均能够显著降低模型组的IL-6和IL-1β，但在TNF-α上，内照射治疗抑制了TNF-α的产生，而双磷酸盐却无此作用。.2.3、通过对脊髓背角的免疫荧光分析，星形胶质细和小胶质细胞参与了骨癌痛的发生，内照射治疗可以降低两种胶质细胞的活化，双磷酸盐仅能降低小胶质细胞的活化。.2.4、宏观组织显示内照射治疗显著改善局部转移灶的骨骼质量，而双磷酸盐则不如前者。在细胞凋亡上，内照射治疗在骨转移灶处有更多的凋亡发生。初步的RANK，RANKL结果显示双磷酸盐抑制了破骨细胞的活化通路。两种方法在破骨细胞的数量上均观察到显著降低。.结论：内照射和双磷酸盐具有相似的骨癌痛镇痛效果，但在作用机制上具有不同内在过程和骨微环境变化。内照射对局部骨骼质量具有保护作用，能够促进肿瘤细胞凋亡，并且有比双磷酸盐抑制更多的炎性因子和脊髓星型胶质细胞的活化，使得内照射治疗存在潜在的优势。联合用药可以同时具有这两种方法的脊髓炎症的缓解和骨微环境的改变，从而这些可能使骨转移患者获益。