食管癌和肺癌患者血清TGF-β1、PDGF-B、IL-10預測放射性肺炎的初步臨床觀察

常曉龍 文景麗 桑茂忠 劉 杰 姜迎霄 郭英華 馬瑞忠 郝福榮 王明臣

1 濰坊市人民醫院放療科(濰坊 261041) 2 東營市人民醫院腫瘤科(東營 257091)

放射治療是肺癌和食管癌治療的主要手段之一。然而，胸部放射治療可以引起肺部的損傷(radiation induced lung injury RILI)。放射治療引起的肺損傷包括急性反應：急性放射性肺炎(radiation pneumonitis，RP)以及慢性反應：肺纖維化[1]。RP是胸部腫瘤放療后最常見的并發癥，也是放療劑量的限制因素之一，因此也限制了腫瘤劑量，降低了腫瘤的局部控制率和患者生活質量。雖然醫學影像學技術、放射治療技術及放療設備有了較大的提高和改進，但仍有15%的患者在胸部照射后出現放射性肺炎和后續的肺纖維化[2]。研究發現一系列細胞因子參與了RP和肺纖維化的過程。但目前尚缺乏這些細胞因子與放射性肺損傷的臨床關系研究。本文旨在通過觀察肺癌、食管癌患者放療前、放療過程中血清TGF-β1、PDGF-B、IL-10濃度變化，RP發生，分析以它們之間的關系，探尋其對RP的預測價值。

1 資料與方法

1.1 病例選擇及一般資料

收集濰坊市人民醫院放療科2014年3月—2014年7月間收治的原發性食管和肺癌患者。所有患者放療前均完成病史采集、體格檢查、腫瘤標志物、生化、三大常規、肺功能測定、胸部CT、腹部彩超或CT、心電圖、ECT骨掃描、顱腦MRI檢查，明確病情。入組標準：①經病理學確診為肺癌或食管癌，均適合并同意行原發灶放射治療；②KPS評分≥70分；③預計生存期>半年；④同意參加實驗的患者。排除標準：①已發生遠處臟器轉移；②胸部二次放療者；③臨床資料不全者；④未按計劃完成放療者；⑤合并放療禁忌癥者。

共入組患者30例，剔除10例,納入分析20例，中位年齡60歲(50～81歲)，其中男18例(90.0%)，女2例(10.0%)；6例合并高血壓病史，2例合并胃潰瘍病史，4例外傷骨折病史；肺癌8例(肺腺癌3例，其中術后1例，肺小細胞肺癌4例，肺鱗癌1例)，臨床分期均為Ⅲ期(AJCC第七版癌癥分期)，食管癌12例(胸上段食管癌4例，中段食管癌7例，下段食管癌1例，全部為食管鱗癌)，病變中位長度5 cm(3.5～12 cm)；吸煙者16例(80.0%)；放療前行誘導化療者肺癌7例，食管癌3例，化療方案為含鉑方案，中位化療周期1.5(1～8)；中位放療劑量60.0 Gy(40.0～66.0 Gy)。隨訪截止日期2014年10月1日。

1.2 放療基本情況

采用3～7野共面三維適形或調強放射治療，由主任或副主任醫師確認放療計劃，100%處方劑量覆蓋95%PTV。危及器官限量：脊髓最大劑量≤45 Gy，全肺V20≤35%，全肺V30<20%，平均劑量≤18 Gy，心臟D1/3≤50 Gy，或心臟V45≤67%。根據患者的病情及放射治療目的確定處方劑量為40～66 Gy，單次劑量1.8～2.0 Gy/天，1次/天，5次/周，共4～6.5周完成，采用VARIAN clinac 23-EX直線加速器治療。

1.3 RP評價

放射治療18～23次時、放射治療結束后1月時，或放療開始90天內有RP征兆時復查胸部CT，按美國腫瘤放射治療協作組(Radiation Therapy Oncology Group，RTOG)標準評價RP分級[3]。

1.4 血液細胞因子的測定

分別在放射治療前、放療中(放療5、10、15、20次時)及放療結束后1月時，應用EDTA防凝管采集清晨空腹血液標本4 mL，4 ℃低溫冷藏，于采集標本4 h內離心5min(轉速為3 000 r/min)后，取上層血清標本置于-80 ℃低溫冰箱中凍存備用。選用TGF-β1、PDGF-B、IL-10 ELISA試劑盒(美國 R&D Systems 公司)，按照試劑盒提供的標準操作流程進行標準曲線制定，預實驗和正式試驗。

1.5 統計方法

2 結 果

2.1 臨床概況

20例患者中位隨訪時間4月(1～5.3月)，隨訪率為100%，其中9例(45.0%)患者發生RP，1級7例(35.0%)，2級2例(10.0%)，無3級及以上RP發生。各級RP間的V20、V30、MLD有差異，但在年齡(≥60歲與<60歲)、性別、吸煙史、化療史、放療總劑量(≥60 Gy與<60 Gy)、病種類型、V5、V10、V40方面均無差異，見表1。

表1 各級急性放射性肺炎的臨床特征

MLD:Mean Lung Dose;Vx:某器官超過×Gy劑量的體積百分比

2.2 食管癌和肺癌患者放療不同時期血清3種細胞因子濃度的變化

配伍組方差分析顯示，食管癌和肺癌患者放療前、放療中(放療5、10、15、20次時)及放療后1月3種細胞因子血清濃度不同程度波動，均無統計學差異(P>0.05)，但各患者之間血清TGF-β1、PDGF-B、IL-10濃度差異有統計學意義(P<0.05)，見表2。

2.3 食管癌和肺癌放療患者各時期各級RP間血清細胞因子濃度比較

以放療時期、RP為影響因素的雙因素方差分析顯示，放療不同時期血清IL-10濃度差異無統計學意義(P=0.648)，不同級別RP間血清IL-10濃度差別有統計學意義(P=0.037)，見表3，進一步行兩兩比較示2級RP與1級RP、無RP患者血清IL-10濃度有差別(P<0.05)，見表4。同樣的分析顯示，不同級別RP間血清TGF-β1、PDGF-B濃度差別均無統計學意義(P>0.05)，不同時期血清TGF-β1、PDGF-B濃度差異亦均無統計學意義(P>0.05),見表3。

表2 食管癌和肺癌患者血清細胞因子濃度放療前中后變化

表3 食管癌和肺癌患者血清3種細胞因子各時期急性放射性肺炎分級間比較

2.4 食管癌和肺癌放療患者血清細胞因子濃度與RP相關性

以放療時期為控制因素，對食管癌和肺癌放療患者血清細胞因子濃度與RP發生行偏相關分析發現，血清IL-10濃度與RP發生呈正相關(P<0.05)，血清TGF-β1、PDGF-b濃度與RP發生無相關性，見表5。

表4 食管癌和肺癌患者各時期急性放射性肺炎 分級間血清IL-10兩兩比較(pg/mL)

表5 食管癌和肺癌患者血清細胞因子濃度與 急性放射性肺炎分級的偏相關分析

3 討 論

3.1 臨床及劑量因素與放射性肺損傷的發生

胸部腫瘤放射治療者約有1/5～1/3的患者發生癥狀性RP，其發生嚴重影響并限制了臨床有效放射治療劑量的應用。眾多研究表明，年齡、性別、治療前基礎肺功能、慢性阻塞性肺疾病史、體力狀態評分、吸煙史、劑量分割方式、放療方式、腫瘤分期、腫瘤病理類型、腫瘤位置、腫瘤大小、是否接受化療、是否同步放化療等臨床因素可能與RILI的發生有關，但也有研究得出不同結論[4- 9]。本研究中RP的發生率為45.0%，有臨床意義的2級及以上RP發生率10%，低于相關文獻報道。本研究中各級RP間在年齡、性別、吸煙史、化療史、放療總劑量(≥60 Gy與<60 Gy)、病種(食管癌、肺癌)方面未見統計學差異，為各級RP間血清細胞因子提供了合理比較的基礎，但也不排除影響因素多而樣本量小的因素。

3.2 血清中細胞因子濃度與放射性肺損傷的發生

大量實驗研究表明，RILI實質上是由放射線引起肺內Ⅱ型肺泡上皮細胞、毛細血管內皮細胞、巨噬細胞及成纖維細胞等受損靶細胞參與，多種細胞因子介導的炎癥和纖維化過程。RP主要由TGF-β1、TNF-α、白介素等細胞因子參與發生的急性炎癥反應[10-11]。由此可見，在RILI發生發展的整個過程中，細胞因子誘發的級聯反應是發生RILI的決定因素。血清細胞因子含量檢測具有便捷、快速、廉價的特點，放療前、中及后細胞因子含量的檢測有助于篩檢、預測發生RILI的高危人群，制定個性化的優化治療方案，降低RILI的發生率。本研究初步觀察了食管癌和肺癌患者放療過程中TGF-β1、TNF-α、IL-10血清濃度動態變化，探討其對RP發生的預測價值。

TGF-β1是一種由肺泡巨噬細胞產生并釋放的細胞因子，能通過一系列自分泌及旁分泌的方式刺激成纖維細胞增殖，調節膠原的轉錄及翻譯的過程，使其產生細胞基質蛋白，并誘導肺結締組織生長因子出現高水平表達狀態，進而促進肺纖維化的發生和加速[12]。在多種因素(如環磷酰胺、射線、腫瘤)導致的肺損傷中，均發現TGF-β1含量存在不同程度的升高[13]。有臨床研究表明，食管癌和肺癌患者放療過程中TGF-β1在放療過程有波動，其動態變化與RP的發生有關，發生RP者的TGF-β1較未發生者明顯升高[5]，并且放療結束后血清TGF-β1水平恢復到放療前水平或降至正常意味著治療后發生肺部并發癥的風險降低[14]。但也有臨床研究未見TGF-β1與RP發生相關。本研究顯示食管癌和肺癌患者血清TGF-β1水平在放療前較健康成人高(P<0.05)，放療過程中有波動，但放療不同時期間差異無統計學意義(P>0.05)，未見與RP發生相關(P>0.05)。

IL-10在體內主要是由單核巨噬細胞、T淋巴細胞、B淋巴細胞等多種炎性細胞產生的抗炎細胞因子，它的主要功能是通過阻斷炎性細胞因子的產生，下調炎性反應的發生。一方面，IL-10能保護機體組織器官在炎性反應過程中不會產生過度的病理性改變，另一方面可抑制機體的免疫應答，對病原微生物的清除能力降低，為腫瘤生長營造合適的環境[9]。但也有研究發現IL-10具有免疫刺激作用[14-15]。但IL-10與RP關系的臨床研究鮮見。本研究中食管癌和肺癌患者血清IL-10在放療前、放療中及放療結束后1月均較健康成人高約50%以上(P<0.05)，在放療不同時期無顯著變化(P>0.05)，但各級RP間IL-10濃度有顯著差異(P<0.05)，且二者間存在偏正相關關系。

PDGF是于1974年發現的一種刺激結締組織等組織細胞增長的肽類調節因子，當血液凝固時由崩解的血小板釋放并被激活，具有刺激特定細胞的趨化及促進特定細胞的生長的活性。此外，在組織受到損傷后巨核吞噬細胞、血管平滑肌細胞、成纖維細胞、內皮細胞、胚胎干細胞等也可以合成并釋放PDGF。人類PDGF是由兩條獨立的多肽鏈A、B借二硫鍵相連構成的同型或異型二聚體，這使PDGF具有多種形式的二聚體結構，如PDGF-AB、PDGF-A或PDGF-B等。在人體內主要是結締組織細胞具有PDGF表面受體，如血管平滑肌細胞、成纖維細胞等，是結締組織的促分裂劑，較低濃度的PDGF即可激活成纖維細胞的分裂增殖。研究發現在肺內PDGF與TGF-β起協同作用，能夠對成纖維細胞的增殖及細胞外基質含量的變化進行調控，并且RP及肺纖維化進程中，肺泡巨噬細胞產生大量的PDGF-B，并且成劑量依賴性，其濃度的增加對肺成纖維細胞有明顯的趨化作用[19]。本研究顯示，食管癌和肺癌患者放療前血清PDGF-B水平較健康成人高約40%(P<0.05)，但放療不同時期無變化(P>0.05)，未見與RP發生相關(P>0.05)。

因此，本前瞻性初步研究提示食管癌和肺癌患者放療前血清TGF-β1、PDGF-B、IL-10濃度較健康成人組升高；食管癌和肺癌放療患者血清IL-10濃度在不同RP分級間有統計學差異，且呈偏正相關關系，有望成為RP的預測因子。但由于樣本量較小，且RP臨床研究的混雜因素多，有待擴大樣本量進一步研究。