基于磁共振SPIO示踪的巨噬细胞在放射性脑损伤中协同效应的实验研究

With the incidence of the pate tumours and other nervous system disorders diseases increasing year by year, the application of radiotherapy is increased rapidly. Radiation injury(RI)of brain is became the clinical hot-spot, but its specific mechanisms remain to be illuminated. Effective prophylaxis and treatment RI has become an urgent problem. Our earlier-stage study indicated that a variety of factors have synergistic effect during the radiotherapy，and then aggravate the damage degree together. Macrophage is a regulatory cell，which plays the critical role in the process of the innate immunoreaction and adaptive immunoreaction during the inflammation and vascular lesions in the body.We hypothesized macrophage may play dual roles, which induce and participate in inflammation ,and injure the vascular endothelial cells. Our subject will establish rabbit model of RI ，which will be performed MRI perfusion and T2*WI imaging for dynamic monitoring the active phase and effect of the macrophage ，then give inhibitors AFS98 to intervent the macrophage as control group.The study plan to investigate the possible mechanism of macrophages in RI ,and to explore prevention strategies and the best treatment time as a new target point. This will definitely has important theoretical significance and clinical application prospects.

随着头颈部肿瘤和其他中枢神经系统机能紊乱症发病率的逐年上升，放射治疗（简称放疗）的应用日益增加，放射性脑损伤（RI）成为临床关注的热点，其具体机制尚不明确，有效的预防和治疗RI是迫切需要解决的问题。本课题组前期临床研究结果和相关生化指标表明，多种因素在放疗中发挥协同作用而加剧脑损伤程度。巨噬细胞是体内固有免疫反应和适应性免疫反应中起关键作用的调节细胞，在炎症和血管性等病变中发挥重要效应。我们推测"巨噬细胞在RI中可能起着参与/诱发炎症反应和损伤血管内皮细胞的'推波助澜'的双重作用"。本项目以家兔建立RI实验模型、SPIO作对比剂进行MR灌注和T2*WI成像，监测巨噬细胞的活动时相及其效应；再给予巨噬细胞活性抑制剂AFS98干预作为对照，拟证明巨噬细胞在RI中的协同效应，可望为IR的预防策略和把握最佳治疗时间窗提供全新的靶点，具有重要的理论意义和临床应用前景。

放射治疗（简称放疗）是头颈部肿瘤常用的治疗方法，放射性脑损伤是放疗常见的并发症，往往头颈部原发肿瘤得到有效控制，但重要脑功能区受到损害而严重影响患者的生存质量,放射性脑损伤成为相关学科的棘手问题，如何有效预防并减轻放射性脑损伤一直是国内外关注的热点。本项目将跟踪性和描述性研究进一步拓展为机制性研究，构建家兔放射性脑损伤实验模型，采用纳米生物材料SPIO作为示踪剂，结合MR灌注和T2*WI成像，同时设立对照组，并与病理及免疫组化结果对照，探讨巨噬细胞在放射性脑损伤中的协同作用机制及其发挥效应的准确时相。研究发现：1）SPIO示踪的GRE T2*WI序列发现，实验组在放射剂量达到20Gy，信号降低不明显，肉眼不能识别，剂量达到40Gy和60Gy时，可观察信号不同程度减低，放疗结束后12周左右，信号减低明显，标本组织学检查，可见微血管内外吞噬SPIO的巨噬细胞，至放疗结束后的第24周，变化不明显，表明，血管腔内吞噬SPIO的巨噬细胞数目与内皮细胞损伤程度（内皮细胞缺失、连续性中断）呈正相关； 2）MR灌注成像的CBV和CBF等灌注指标与外周血单核细胞变化，实验组，Ｔ２ＷＩ*ＦＳＥ信号强度逐渐降低过程中，对应的外周血单核细胞百分比增高，二者呈负相关（r=-0.502,P=0.007），即单核细胞（巨噬细胞）数目越多、活动频繁，吞噬的EPG-SPIO颗粒越多，Ｔ２ＷＩ*ＦＳＥ信号强度减低；对照组，由于注射了巨噬细胞抑制剂，抑制了巨噬细胞的活性，巨噬细胞数目减少、活性降低，吞噬的EPG-SPIO颗粒较实验组少，Ｔ２ＷＩ*ＦＳＥ信号强度减低不明显、减低幅度低于实验组，二者呈正相关（r=0.565,P=0.002）。研究表明，实验组SPIO被有效摄取，改变灌注状态，SPIO摄取越多，信号强度越低，二者呈负相关；实验组单核细胞活动频度大，经过病理切片佐证，巨噬细细胞分布于微血管内外越多，内皮细胞破坏越明显，二者表明巨噬细胞在一定程度上加剧了放射性脑损伤；巨噬细胞在放射性脑损伤中的活动时相主要在放射剂量达到40Gy至放疗结束后的第4周活动频繁，此阶段给予巨噬细胞抑制剂可减轻微血管内皮细胞的损伤而引起一系列反应，有助于减轻放射性脑损伤。