放射劑量對腮腺區(qū)早期移植脫細(xì)胞異體真皮基質(zhì)的影響

高潤濤，趙 宏，張皚峰，李景輝，韓培彥

(1.首都醫(yī)科大學(xué) 附屬北京友誼醫(yī)院 口腔科， 北京 100050；2.首都醫(yī)科大學(xué) 附屬北京友誼醫(yī)院 放療科，北京 100050)

脫細(xì)胞異體真皮基質(zhì)(acellular dermal matrix,ADM)為經(jīng)過多種病毒篩查后的同種異體皮膚，利用組織工程技術(shù)去除真皮內(nèi)的所有細(xì)胞成分，包括成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、皮脂腺、汗腺，形成只保留了真皮中Ⅳ型膠原蛋白、彈性蛋白、蛋白多糖等低抗原物質(zhì)構(gòu)成的三維空間結(jié)構(gòu)。由于ADM具有諸多優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛用于有關(guān)組織修復(fù)和整形的外科操作中，近年來在口腔科應(yīng)用也不斷增加[1-9]。腮腺區(qū)的惡性腫瘤為頜面部常見病，發(fā)病率較高，目前提倡手術(shù)加放療的綜合治療方法。手術(shù)治療應(yīng)用ADM可促進(jìn)傷口愈合、改善腮腺區(qū)美觀、減少并發(fā)癥。但關(guān)于移植ADM區(qū)是否可以進(jìn)行早期放射治療，以及早期放射治療對移植ADM的影響的研究仍較少。本文擬通過模擬臨床放射治療，探討腮腺區(qū)應(yīng)用ADM后早期進(jìn)行放射治療的可行性及安全劑量，為臨床應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及材料

新西蘭大耳白兔48只，3月齡，雄性，體重2～2.5 kg，單籠飼養(yǎng)，自由飲食(首都醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供并飼養(yǎng))。ADM (商品名：瑞諾組織補(bǔ)片，北京清源偉業(yè)生物組織工程科技有限公司研制)為乳白色、半透明、蜂窩狀矩形組織片(2.5 cm×2 cm)?；啄っ孑^光滑致密，真皮面略顯柔軟粗糙，厚度為0.4～0.6 mm。

1.2 ADM植入動(dòng)物模型的建立

新西蘭大耳白兔腹腔注射氯胺酮麻醉，備皮消毒后，在左腮腺區(qū)切開皮膚、皮下組織、頸闊肌，沿嚼肌淺面向上翻瓣顯露面神經(jīng)分支并分離至面神經(jīng)總干處，將面神經(jīng)表面的腮腺組織切除。用生理鹽水沖洗ADM 3遍后將其縫固于術(shù)野并關(guān)閉傷口(圖1)。

圖1 兔腮腺區(qū)植入ADM

1.3 放射治療方法

待傷口愈合良好后，將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物按照射劑量隨機(jī)分為6組(每組8只)，照射劑量分為0、10、15、20、25、30 Gy。以0 Gy劑量組為對照組，其它照射劑量組作為實(shí)驗(yàn)組。首先進(jìn)行CT模擬定位：將兔麻醉后縱臥于CT檢查床上，在耳廓前緣平面與體中線在皮膚的交點(diǎn)及耳廓前緣平面與口角水平在皮膚的交點(diǎn)分別貼標(biāo)記點(diǎn)，之后CT掃描頭頸部，層厚3 mm。應(yīng)用CT軸位圖像來制定照射計(jì)劃：左側(cè)腮腺設(shè)定為照射靶區(qū)，眼睛定為需保護(hù)的正常器官。使用三維治療計(jì)劃系統(tǒng)(TPS，Pinnacle3,version 7.6,ADAC Inc,USA) 設(shè)計(jì)治療計(jì)劃：治療的等中心點(diǎn)定在體中線與口角水平線相交點(diǎn)，劑量計(jì)算的參考點(diǎn)均位于腮腺中心，照射野4 cm×4 cm，床角度(TA)90°，大機(jī)架角度(GA)350°和170°，兩野對穿照射。放射治療使用6 MV-X醫(yī)用直線加速器(Varian linear accelerator，Clinac 600C,VARIAN Medical Systems Inc,USA)，劑量率 3.2 Gy/min(圖2)。

1.4 觀察指標(biāo)

觀察放射治療后的臨床變化，以及放射治療后2、4、8、12周分別從每組中取ADM觀察其病理變化。通過雙盲法，由病理室兩位有經(jīng)驗(yàn)的病理專家獨(dú)立評估。

2 結(jié) 果

2.1 對照組的臨床和病理觀察

對照組(DT =0 Gy)的兔傷口愈合良好，無腫脹、流膿、排異等現(xiàn)象。在各時(shí)相點(diǎn)取ADM，肉眼觀察：ADM的完整性良好，色澤仍為乳白色、半透明；病理觀察：ADM呈均質(zhì)狀纖維組織，無降解破壞和炎癥細(xì)胞浸潤(圖3)。

圖2 放療設(shè)計(jì)及方案

圖3 對照組與DT≤25Gy的各劑量組AMD在放療后的病理變化

2.2 實(shí)驗(yàn)組的臨床和病理觀察

2.2.1 DT≤25 Gy的各劑量組觀察結(jié)果：各組在放射治療后各時(shí)點(diǎn)，傷口愈合正常。各組臨床表現(xiàn)及ADM的肉眼觀察結(jié)果與對照組相似，ADM在各時(shí)點(diǎn)的病理表現(xiàn)與對照組比較差異無顯著性意義(表1、圖3)。

表1 ADM放療后的臨床和病理表現(xiàn)

以對照組的表現(xiàn)為正常

2.2.2 DT =30 Gy劑量組觀察結(jié)果：有2只兔(2/8，25%)在放射后1周實(shí)驗(yàn)側(cè)腫脹嚴(yán)重，局部形成炎癥包塊有降解物自切口處排出，待其排凈后切口愈合。病理顯示ADM降解破壞呈無結(jié)構(gòu)狀態(tài)。其余6只兔(6/8，75%)在放療后各時(shí)點(diǎn)臨床表現(xiàn)與對照組相似，但病理表現(xiàn)ADM全層內(nèi)可見大量嗜酸性粒細(xì)胞或多核巨細(xì)胞及少量淋巴細(xì)胞呈彌漫性浸潤(表1、圖4)。

圖4 DT =30 Gy劑量組AMD在放療后的臨床和病理變化

A：部分兔腮腺區(qū)出現(xiàn)腫脹(上左)和化膿(下左)，ADM吸收(上右)和壞死(下右)；B:部分ADM全層中可見大量多核巨細(xì)胞浸潤；C：部分ADM全層中可見大量嗜酸性粒細(xì)胞浸潤；D：偶見ADM降解破壞呈無結(jié)構(gòu)狀態(tài)(星號示ADM)

A: Swelling (upper-left) and suppuration (infra-left) of some parotid region,or ADM resorption (upper-right) and necrosis (infra-right); B: a large number of full-thickness infiltration of multinucleated giant cells can be seen in some ADM; C: there are a large number of full-thickness infiltration of eosinophils in some ADM; D: ADM occasionally shows no structural destruction due to degradation(Asterisk:ADM)

3 討 論

ADM保留了基底膜復(fù)合物，形成基底膜與真皮兩個(gè)面，真皮面有利于ADM的快速血管化，基底膜面可為上皮細(xì)胞的移行和定植提供一個(gè)天然平面，有利于ADM的上皮化。由膠原蛋白、彈性螢臼、蛋白多糖、糖蛋白等低抗原物質(zhì)構(gòu)成的細(xì)胞外基質(zhì)抗原性弱，加上細(xì)胞外基質(zhì)提供的三維空間，利于宿主細(xì)胞生存、長入和與宿主組織整合。此外，作為一種真皮替代物，ADM可為創(chuàng)面提供足夠量的真皮組織，從而減輕瘢痕的形成和攣縮。由于ADM具有良好的柔韌性，易于修剪，可以切割、重疊、搓成卷狀，亦可制成微粉狀進(jìn)行皮內(nèi)或皮下注射，故臨床應(yīng)用方式多樣。ADM作為移植材料的優(yōu)勢還在于可減少甚至完全消除供體部位的并發(fā)癥、組織相容性好、原料來源豐富、穩(wěn)定性較好、其柔軟性可修復(fù)一些復(fù)雜的三維缺損、減少手術(shù)時(shí)間等。因此，近年國內(nèi)在口腔領(lǐng)域ADM的應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)大[1,2]。

目前，腮腺區(qū)腫瘤較多，其手術(shù)常進(jìn)行皮瓣移植或應(yīng)用ADM，供體區(qū)也可能應(yīng)用ADM。ADM植入后，可增加局部軟組織厚度，矯正局部組織量不足，并用作為局部細(xì)胞外基質(zhì)支架，鄰近宿主細(xì)胞組織長入后，成為宿主自身組織的一部分。與其他皮瓣移植相比，ADM移植后可以作為上皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、新生血管的良好支架，具有促進(jìn)愈合、恢復(fù)豐滿度、無需其它部位供體手術(shù)并可預(yù)防味覺出汗綜合癥等優(yōu)點(diǎn)[1,2,8,9]。但應(yīng)用ADM對術(shù)后需輔以放射治療的方案提出挑戰(zhàn)，必需考慮ADM植入?yún)^(qū)域或鄰近區(qū)域是否能進(jìn)行早期放射治療。另外，頭頸部應(yīng)用ADM后因其他原因需進(jìn)行放射治療也要考慮是否對植入的ADM產(chǎn)生影響。國外研究表明，鼠表皮移植ADM后放療結(jié)果表明：DT=20 Gy是安全可靠的，這低于本文結(jié)果，可能是種屬差異所致。在臨床手術(shù)中，植入ADM并進(jìn)行放射治療未見明顯異常現(xiàn)象[3-7]。因此，如必需兼顧ADM應(yīng)用和早期放射可以通過調(diào)整放射方式和放射劑量來權(quán)衡。

3.1 采用靶向放射技術(shù)

對ADM植入?yún)^(qū)為非治療區(qū)的頭頸部放療病例，可采用靶向放射技術(shù)以減少對ADM的放射影響。隨著放射治療技術(shù)的不斷完善，一些放射新方法新方式逐漸得到應(yīng)用，如三維適形放射治療、調(diào)強(qiáng)放射治療以及目前在頭頸部腫瘤經(jīng)常使用的多野照射技術(shù)[10]。這些放療技術(shù)的改進(jìn)使需要照射的部位獲得治療劑量而其他部位受到最小的放射劑量。但即便如此，仍不能保證鄰近的正常器官和組織免受照射。根據(jù)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果，單次放射劑量DT=30 Gy時(shí)，部分ADM中有大量炎癥細(xì)胞浸潤或降解破壞呈無結(jié)構(gòu)狀態(tài)，這勢必會影響局部組織的修復(fù)。所以，如果放射治療累及到ADM植入?yún)^(qū)，那么ADM植入?yún)^(qū)受到的單次放射劑量安全閾值不要超過25 Gy。

3.2 采用分次放射技術(shù)

臨床中惡性腫瘤的放射治療常采用分次照射(2 Gy/次，5次/周)以減少正常器官和組織的放療反應(yīng)，累計(jì)根治劑量一般為60～70 Gy。根據(jù)LQ線性二次方程，對腫瘤組織和早反應(yīng)正常組織，25 Gy的單次照射的生物效應(yīng)相當(dāng)于常規(guī)分次照射累計(jì)劑量72 Gy；對晚反應(yīng)組織則相當(dāng)于常規(guī)分次照射劑量140 Gy。這說明臨床的單次放射劑量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于25 Gy，ADM完全可以耐受。在ADM植入的區(qū)域進(jìn)行早期放射治療是安全的，只有累計(jì)放射劑量超過72 Gy時(shí)需慎重。

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