光动力疗法（PDT）联合顺铂治疗肺癌：开启肿瘤治疗新征程

《Scientific Reports》：Effectiveness and mechanism of cisplatin combined with PDT on human lung adenocarcinoma A549 cells transplanted tumor in nude mice

为探究 PDT 联合顺铂对肺癌的疗效及机制，青岛大学附属医院研究人员构建模型研究，发现联合疗法抑制肿瘤生长，为临床提供依据。

　　

光动力疗法联合顺铂治疗肺癌的研究解读

肺癌，作为全球范围内发病率和死亡率都在不断攀升的恶性肿瘤，严重威胁着人类的健康。据 GLOBOCAN 2018 年数据显示，当年肺癌新发病例约 209 万（占所有癌症病例的 11.6%），死亡病例达 176 万（占所有癌症死亡的 18.4%），与 2012 年相比，增长趋势显著。长期吸烟是肺癌的主要诱因，此外，氡、石棉、二氧化硅、镍以及艾滋病等也会促使肺癌病情发展。然而，令人遗憾的是，仅有约 15% 的患者在癌症早期被确诊，多数患者确诊时已处于晚期，承受着呼吸困难、咯血、阻塞性肺炎、呼吸衰竭等痛苦。因此，寻找一种精准且高效的治疗方法成为了医学领域的研究焦点。

在众多治疗手段中，光动力疗法（Photodynamic Therapy，PDT）脱颖而出，受到了广泛关注。PDT 是一种利用肿瘤组织与正常组织对光敏剂亲和力的差异，使肿瘤组织内光敏剂浓度更高的局部治疗方法。当光敏化组织受到激光照射时，会产生单线态氧和自由基，进而影响肿瘤细胞生长，最终导致细胞死亡。而且，由于肿瘤组织与正常组织中光敏剂浓度的差异，PDT 对正常组织的损伤较小，即便造成轻微组织损伤，也能快速恢复。此外，PDT 还能刺激免疫细胞，引发针对肿瘤细胞的特异性免疫反应。不过，PDT 也存在局限性，比如激光穿透深度有限，难以治疗深部病变和远处转移灶，同时光敏剂可能引发过敏反应和毒性，这些问题限制了其在肿瘤治疗中的应用。顺铂（Cisplatin）是一种常用的抗癌药物，它通过与 DNA 结合，抑制癌细胞分裂，阻止 DNA 复制，从而诱导癌细胞死亡。但长期使用顺铂会降低肿瘤对其的反应性，还可能损害肝脏、肾脏和骨髓造血功能。

为了进一步探究 PDT 联合顺铂治疗肺癌的效果及作用机制，青岛大学附属医院的研究人员开展了相关研究，该研究成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员首先构建了人肺腺癌 A549 细胞裸鼠移植瘤模型，将 24 只 5 - 6 周龄、体重 14 - 16g 的雌性 BALB/c 裸鼠随机分为 4 组：对照组（不接受化疗药物和 PDT 治疗）、顺铂单药组（接受化疗药物但不进行 PDT 治疗）、PDT 单药组（仅进行 PDT 治疗，不使用化疗药物）、顺铂联合 PDT 组（先腹腔注射顺铂，再进行 PDT 治疗）。

在实验过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。通过苏木精 - 伊红（HE）染色，观察肿瘤组织的形态结构，以此判断动物模型是否成功构建；采用 TdT 介导的 dUTP 缺口末端标记（TUNEL）凋亡检测法，在显微镜下观察并计算凋亡细胞数量，进而得出细胞凋亡指数；利用实时荧光定量聚合酶链反应（RT - qPCR）技术，检测凋亡相关基因 Bax、caspase - 3 和 Survivin 的 mRNA 表达水平；运用蛋白质免疫印迹技术（Western blot），测定相应蛋白的表达水平。

研究结果如下：

1. 动物模型构建：接种人肺腺癌 A549 细胞后，约 5 - 7 天，裸鼠接种部位出现 5 - 7mm 的皮下硬结，肿瘤逐渐增大。实验结束时，与空白对照组相比，3 个治疗组裸鼠肿瘤体积增长缓慢，其中顺铂联合 PDT 组效果尤为明显。HE 染色显示，肺癌细胞数量众多、排列紧密，细胞核大且深染，间质疏松呈粉红色，表明肺腺癌 A549 动物模型成功构建。
2. TUNEL 染色检测凋亡：各实验组裸鼠移植瘤组织切片均可见凋亡细胞，表现为细胞质减少，细胞核内出现棕黄色颗粒物质，呈现核碎片化、核固缩或核溶解现象。与其他 3 组相比，顺铂联合 PDT 组凋亡阳性细胞显著增多，凋亡现象最为明显。对照组、顺铂单药组、PDT 单药组和联合组的凋亡指数分别为 1.5%、4.6%、5.6% 和 9.5%，后 3 组均显著高于对照组（P<0.05）。
3. 检测 mRNA 表达水平：RT - qPCR 结果显示，与对照组相比，顺铂单药组、PDT 单药组和联合组中 Bax 和 caspase - 3 mRNA 的相对表达量显著增加，且联合组中 Bax 和 caspase - 3 mRNA 水平高于其他两组，差异具有统计学意义（P<0.05）；Survivin mRNA 相对表达水平显著降低，差异同样具有统计学意义（P<0.05）。
4. 测量蛋白表达：Western blot 结果表明，与对照组相比，顺铂单药组、PDT 单药组和联合组中 Bax 和 caspase - 3 的相对蛋白表达量显著增加，联合组中这两种蛋白的表达水平高于其他两组，差异有统计学意义（P<0.05）；Survivin 的相对蛋白表达量显著降低，联合组中 Survivin 相对蛋白表达水平低于其他两组，差异具有统计学意义（P<0.05）。

研究结论与讨论部分指出，该研究成功建立了人肺腺癌裸鼠移植瘤模型，并发现 630nm 激光介导的 PDT 联合顺铂治疗可显著抑制肿瘤生长。这一治疗效果可能归因于 Bax 和 Caspase - 3 的上调，以及 Survivin 基因表达的下调，从而促进细胞凋亡，抑制细胞增殖。众多研究表明，PDT 可以通过缩小肿瘤、缓解气道阻塞，改善晚期无法手术癌症患者的呼吸功能。PDT 的抗肿瘤作用机制包括诱导细胞凋亡、坏死性凋亡以及巨噬细胞诱导的溶酶体降解等。同时，PDT 治疗后受损组织会释放损伤相关分子模式（DAMPs），激活免疫细胞，引发免疫原性细胞死亡（ICD），进一步增强抗肿瘤效果。但 PDT 诱导的细胞凋亡和坏死水平取决于细胞内活性氧（ROS）浓度，由于单线态氧半衰期短、扩散有限，可能导致细胞死亡不完全，增加癌症远处复发风险，而联合化疗可以弥补这一不足。此次研究结果不仅证实了顺铂和 PDT 均可诱导细胞凋亡，还表明两者联合使用能更有效地增强细胞凋亡强度。然而，该研究也存在一定的局限性，后续还需要进一步探索这一过程中具体的信号通路，为肺癌的临床治疗提供更坚实的理论基础和更有效的治疗方案。