曲妥珠單抗加重輻射誘發(fā)的小鼠心臟毒性

論文發(fā)表 | 曲妥珠單抗加重輻射誘發(fā)的小鼠心臟毒性

文獻信息

近日，上海交通大學醫(yī)學院瑞金醫(yī)院放射腫瘤科、臨床研究中心李敏教授團隊的研究成果“Trastuzumab aggravates radiation induced cardiotoxicity in mice”（曲妥珠單抗加重輻射誘發(fā)的小鼠心臟毒性 ）在學術期刊American Journal of Cancer Research（影響因子6.1）發(fā)表。平生公司的Super Nova^® PET/CT 產品在論文中提供了重要的小鼠心臟PET/CT圖像和定量分析。

該研究的通訊作者為放射腫瘤科李敏教授，第一作者為易培強。

文獻背景：

放射治療是綜合性抗癌治療不可或缺的一部分。超過50%的腫瘤患者在治療過程中需要放療。盡管胸部照射顯著提高了胸部腫瘤患者（包括乳腺癌、肺癌、食管癌、霍奇金淋巴瘤）的無病生存時間，但這些患者的長期總體生存率受到相關輻射誘發(fā)的心血管毒性的影響。心血管不良事件是霍奇金淋巴瘤和乳腺癌患者放療后長期非腫瘤死亡的最常見原因。因此，在接受胸部放射治療的過程中，必須仔細考慮心血管毒性。

一些人表皮生長因子受體2過度表達的乳腺癌患者需要胸部放療和曲妥珠單抗（TRZ）靶向治療。與聯合治療相關的心臟毒性可能會限制抗腫瘤治療的臨床益處�？紤]到心臟毒性，目前對胸部放療是否以及如何與TRZ同時進行尚無共識。本研究旨在通過輻射和TRZ建立體外和體內心臟損傷模型，分析在心臟中是否存在協同效應，并探討其分子變化。首先，建立了H9C2心肌細胞體外輻射模型。通過細胞流式細胞術、CCK-8試驗、Western blot、γ-H2AX熒光焦點形成和細胞活性氧（ROS）含量測定，觀察TRZ和輻射對心肌細胞損傷的影響。其次，采用X射線心臟照射結合TRZ建立小鼠心臟損傷模型。6個月后，通過小動物超聲和¹⁸F-FDG微型PET/CT分析心功能。組織切片觀察心臟組織形態(tài)學變化。研究者發(fā)現，在體外，同時使用TRZ會加重輻射對心肌細胞的損傷作用。TRZ的影響可能是通過抑制Akt磷酸化、促進細胞內ROS的過度積累和促進細胞內DNA損傷而實現的。在動物實驗中，分別用超聲心動圖和¹⁸F-FDG MicroPET/CT觀察小鼠心臟舒張功能障礙和心肌缺血；同時觀察心肌纖維化和心肌細胞凋亡。因此，研究者們的體外和體內實驗表明，TRZ聯合照射比單純照射或TRZ照射引起的心臟毒性更大。這些結果表明，在臨床實踐中，TRZ和放射治療的同時管理應謹慎，并應更多地關注心臟安全性。

實驗方法：

動物實驗

所有動物實驗和程序均經上海交通大學醫(yī)學院動物護理和使用委員會批準。如前所述，在雄性C57/BL6小鼠（20-25克，4-6周齡）上建立動物模型。將20只小鼠隨機分為四個研究組：對照組、IR組、TRZ組和IR+TRZ組。用20Gy/1Fx、6MV X射線照射動物心臟，照射范圍為1×1cm2，劑量率為300cGy/min，源皮距離（SSD）為100cm。在兩周內（6次）給小鼠腹腔注射TRZ，總劑量為10 mg/kg。IR+TRZ組第二天接受TRZ腹腔注射心臟照射。6個月后進行動物超聲心動圖和心臟PET/CT檢查，并收集相應的心臟組織。

小鼠MicroPET/CT

小動物PET/CT系統(tǒng)（Super Nova^®PET/CT，平生醫(yī)療科技有限公司）用于測量小鼠心肌細胞對¹⁸F-FDG的攝取。在掃描采集期間，小鼠的麻醉維持在1.3%的異氟醚濃度。利用OSEM算法重建PET圖像，并參考CT圖像校正衰減。使用avatar 1.5軟件（平生醫(yī)療科技有限公司），心臟被選為感興趣區(qū)。心臟的標準攝取值（SUV）是通過計算ROI中的平均放射性和小鼠體重獲得的。

實驗結果：

晚期放射性心臟�。≧IHD）以進行性心肌缺血、缺氧和心肌纖維化為特征。在正常情況下，三分之一的心肌能量來自葡萄糖，另一部分來自脂肪酸。在缺氧條件下，心肌細胞對脂肪酸的利用受到限制，然后糖酵解途徑增強，從而提高葡萄糖的攝取�；�于此，心肌葡萄糖攝取的分析可以反映心肌損傷的狀態(tài)。用¹⁸F-氟脫氧葡萄糖微正電子發(fā)射斷層掃描/計算機斷層掃描（¹⁸F-FDG-micro-PET/CT）檢測小鼠心肌損傷水平，并用標準攝取值（SUV）反映心肌細胞的損傷狀態(tài)。FDG的攝取率表明，輻射可顯著增加心臟的SUV（對照組與IR，0.5417與1.235，P<0.05）（圖7A），TRZ治療后心臟的SUV進一步增加（IR與IR+TRZ，1.235與1.829，P<0.05）（圖7B）。

結論：

同時服用TRZ會加重輻射誘導的心肌細胞損傷。TRZ治療可能通過抑制Akt磷酸化、促進細胞內ROS的過度積累和細胞內DNA損傷促進心肌的輻射損傷。小動物超聲心動圖和18FDG microPET/CT的結合可以早期診斷心臟損傷。研究者們認為他們的研究也存在一些局限性，這是一項基礎性研究，其內在機制有待進一步探索。他們的結果確實表明，當臨床實踐表明同時使用TRZ和放療時，應格外小心。需要更多的臨床數據和更好的策略來優(yōu)化放療和TRZ的治療。

使用設備：

 Super Nova^® Micro PET/CT（III 代外觀圖）