張佳慧，秦麗娟

針對(duì)腫瘤的治療手段有很多，但目前最基本也是最主要的方法仍是手術(shù)、放療和化療。探索新的、毒副作用小的治療方法，或者在目前治療方法的基礎(chǔ)上增加一些輔助手段，進(jìn)而提高療效，減輕毒副作應(yīng)，是目前腫瘤治療亟待解決的問題。

1 腫瘤熱療

腫瘤熱療是一種利用物理能量使人體全身或局部加熱，使腫瘤組織溫度上升到有效治療溫度，并維持一定時(shí)間，利用正常組織和腫瘤組織對(duì)溫度耐受力的差異，達(dá)到既能殺滅腫瘤組織，又不損傷正常組織的治療方法。利用發(fā)熱的方法治療腫瘤，迄今已有100多年的歷史［1］。近20年來，隨著臨床熱療設(shè)備的不斷革新和技術(shù)的不斷發(fā)展，熱療也較普遍地應(yīng)用于臨床，從而關(guān)于腫瘤熱療的研究也逐漸被研究者所重視。目前，應(yīng)用于臨床的熱療方法有很多，根據(jù)治療部位的不同，腫瘤熱療可分為全身熱療、局部熱療和區(qū)域熱療等;局部熱療根據(jù)治療儀器設(shè)備的不同分為超聲熱療、微波熱療、射頻熱療和內(nèi)生場(chǎng)熱療等;熱療還可以根據(jù)介入方式的不同分為腔內(nèi)熱療、組織間熱療、熱灌注熱療和單純外照射熱療等。

2 熱療治療腫瘤的機(jī)制

2.1 腫瘤選擇性治療效應(yīng) 腫瘤組織內(nèi)的血管、血流與正常組織顯著不同，具體表現(xiàn)為:(1)腫瘤血管豐富，但扭曲擴(kuò)張、雜亂無章，血流阻力大，容易形成血栓、閉塞。(2)腫瘤的毛細(xì)血管壁由單層內(nèi)皮細(xì)胞和缺乏彈性基膜的外膜構(gòu)成，較脆弱，在高熱、壓力增高時(shí)容易破裂。(3)血管內(nèi)皮間隙大，部分由腫瘤細(xì)胞襯附，細(xì)胞增生突向管腔引起阻塞。(4)腫瘤毛細(xì)血管形成大量竇狀隙，儲(chǔ)存大量血液，形成巨大血庫(kù)。(5)腫瘤血管神經(jīng)感受器不健全，對(duì)溫度敏感性差。由于以上特點(diǎn)，腫瘤組織的血流量只有鄰近正常組織血流量的1%～15%，腫瘤越大，血流量越低。在高熱作用下，腫瘤周圍的正常組織血管擴(kuò)張，血流加快，有良好的血液循環(huán)，散熱快，溫度升高慢;而在腫瘤組織內(nèi)血流緩慢，阻力大，散熱困難，熱量容易積聚，溫度升高快，成為1個(gè)巨大的儲(chǔ)熱庫(kù)，兩者溫差可達(dá)5～10℃，腫瘤中心溫度一般比腫瘤周邊高1～1.5℃ 以上。研究表明，當(dāng)腫瘤鄰近組織加熱至41.5℃ 時(shí)，腫瘤的溫度可達(dá)到43 ～48℃［2－3］。

2.2 對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷作用 一般情況下，加熱溫度為42～43℃，腫瘤細(xì)胞在2h以上就可以被有效地殺傷，而正常細(xì)胞在溫度超過44℃時(shí)仍未見損傷。熱作用不僅可以對(duì)腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生直接的殺傷致死效應(yīng)，還可以誘發(fā)腫瘤細(xì)胞發(fā)生凋亡。在熱療研究領(lǐng)域有“臨界溫度”的概念。目前研究發(fā)現(xiàn)，臨界溫度隨細(xì)胞的種類以及基因特征的不同而有一定差異，大多數(shù)細(xì)胞的臨界溫度通常在42.5～43℃，在臨界溫度以上主要引起細(xì)胞凝固性壞死，而在臨界溫度以下則產(chǎn)生熱誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。其中對(duì)腫瘤細(xì)胞的直接殺傷作用與高熱所致的細(xì)胞膜、細(xì)胞骨架損傷及抑制細(xì)胞DNA、RNA的合成有關(guān)。高熱可引起細(xì)胞膜蛋白損傷，出現(xiàn)膜脂流動(dòng)性發(fā)生改變，最后導(dǎo)致膜的結(jié)構(gòu)、功能發(fā)生改變［4］。Hilger等［5］通過細(xì)胞和動(dòng)物研究發(fā)現(xiàn)，在溫度、DNA損傷和細(xì)胞生存三者之間有著密切的聯(lián)系，約為45%～96%。熱處理4min后，腫瘤細(xì)胞的單鏈和雙鏈DNA會(huì)發(fā)生不同程度的斷裂，據(jù)此認(rèn)為，可能是由于存在溫度閾值而引發(fā)了DNA不可逆性損傷，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。Vertrees等［6］研究報(bào)道稱，43℃熱處理3h后，BZR－T33肺癌細(xì)胞株TRAIL、TNF和Fas－L水平顯著增高，并通過激活細(xì)胞膜的TNF家族死亡受體途徑誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。

2.3 對(duì)腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移的影響 Nagashima等［7］選擇有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移傾向的口腔鱗狀癌蒼鼠進(jìn)行研究，采用43℃局部熱處理2次，40min/次，分別于14、17、21、28d后檢測(cè)其頸部淋巴結(jié)，發(fā)現(xiàn)熱作用組的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移率為36.4%，對(duì)照組為65%，表明局部熱處理抑制了腫瘤的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。腫瘤細(xì)胞的浸潤(rùn)、轉(zhuǎn)移是一個(gè)多階段、多步驟的復(fù)雜過程。首先癌細(xì)胞脫離原發(fā)瘤黏附于細(xì)胞外基質(zhì)，然后降解細(xì)胞外基質(zhì)并進(jìn)行移動(dòng)。Liotta將此復(fù)雜的過程概括為三步假說，即癌細(xì)胞的黏附、降解和移動(dòng)。黏附分子是一類介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞、細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)間黏附作用的膜表面糖蛋白。腫瘤細(xì)胞黏附分子表達(dá)下降使癌細(xì)胞的黏附力降低，從而使癌細(xì)胞易于從腫瘤組織中脫落，脫落的癌細(xì)胞要進(jìn)入血液循環(huán)必須分泌蛋白水解酶，進(jìn)而降解并穿越細(xì)胞外基質(zhì)屏障。基質(zhì)金屬蛋白酶家族和尿激酶型纖溶酶原激活物系統(tǒng)等目前研究較為廣泛。癌細(xì)胞從一部位遷移到另一部位必須具有運(yùn)動(dòng)能力，其運(yùn)動(dòng)方式與白細(xì)胞相似，細(xì)胞外間質(zhì)等不同作用物作用于腫瘤細(xì)胞，促使其移動(dòng)并穿越不同的微環(huán)境。近來分子生物學(xué)研究顯示，熱處理可干涉腫瘤轉(zhuǎn)移的多個(gè)環(huán)節(jié)。Hsieh等［8］采用流式細(xì)胞術(shù)和West－elTl雜交方法研究加熱對(duì)胃癌SC－M1細(xì)胞黏附分子的影響，結(jié)果表明，加熱42.5℃處理60min后細(xì)胞所表達(dá)的E－鈣黏素、B－整合素和細(xì)胞間黏附分子顯著增多。熱作用同樣可以抑制腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生大量的蛋白水解酶，降解細(xì)胞外基質(zhì)，降低腫瘤細(xì)胞遷移力。Sawaji等［9］報(bào)道指出，42℃加熱人纖維肉瘤HT21080細(xì)胞株可以從基因轉(zhuǎn)錄水平抑制基質(zhì)金屬蛋白酶的產(chǎn)生，并抑制其對(duì)膠原酶前體的激活。Fukao等［10］觀察人纖維肉瘤HT21020、高轉(zhuǎn)移性腺癌HAL28、惡性黑色素瘤Bowes及骨肉瘤NY細(xì)胞在43℃熱處理120min后的生存率和蛋白水解作用時(shí)發(fā)現(xiàn)，熱處理可顯著降低HT21080、HAL28細(xì)胞的尿激酶型纖溶酶原激活物受體表達(dá)，從而減少尿激酶型纖溶酶原激活物在細(xì)胞表面的結(jié)合位點(diǎn)，降低對(duì)基質(zhì)的降解，抑制腫瘤細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移。

2.4 提高機(jī)體免疫功能 免疫系統(tǒng)對(duì)于熱刺激特別敏感，熱療可有效刺激先天和后天免疫反應(yīng)對(duì)抗腫瘤，其中機(jī)體免疫功能的改變對(duì)腫瘤的局部控制、腫瘤復(fù)發(fā)和遠(yuǎn)期生存有著重要影響。研究表明，不同的溫度可產(chǎn)生不同的免疫調(diào)節(jié)作用。首先，當(dāng)患者發(fā)熱達(dá)39～40℃時(shí)可調(diào)控包括抗原呈遞細(xì)胞、T細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞的活性;其次，熱休克溫度 (41～43℃)可以增加腫瘤細(xì)胞的免疫原性;再者，細(xì)胞毒性溫度 (＞43℃)可以產(chǎn)生抗原誘導(dǎo)的抗腫瘤免疫反應(yīng)［11］。

2.5 協(xié)同放療 熱療聯(lián)合放療治療惡性腫瘤使療效增加甚至倍增，具有優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的協(xié)同和相乘作用，提高腫瘤治療的局部控制率。熱療與放療有協(xié)同和增敏作用，主要機(jī)制為:(1)放療主要?dú)幱贛期的細(xì)胞及腫瘤周邊的富含氧細(xì)胞，而熱療主要作用于S期細(xì)胞和腫瘤中心的乏氧細(xì)胞;(2)熱療能抑制或延緩腫瘤細(xì)胞損傷后DNA雙鏈的修復(fù);(3)熱療能增加瘤體內(nèi)的氧分壓，從而提高腫瘤細(xì)胞對(duì)放射線的敏感性，所以放療與熱療聯(lián)合，殺傷腫瘤的作用增強(qiáng)［12］。Zolzer等［13］利用流式細(xì)胞術(shù)在對(duì)人黑色素瘤細(xì)胞的體外增殖研究中發(fā)現(xiàn)，放療聯(lián)合熱作用能夠明顯延長(zhǎng)細(xì)胞周期中C階段的時(shí)間，從而導(dǎo)致更多的腫瘤細(xì)胞凋亡。

2.6 協(xié)同化療 迄今已經(jīng)證實(shí)熱療可與多種化療藥物發(fā)揮協(xié)同作用，有關(guān)熱作用的研究很多，無論是細(xì)胞培養(yǎng)、動(dòng)物模型還是臨床應(yīng)用方面均有大量文獻(xiàn)報(bào)道。其發(fā)揮作用的機(jī)制可能有以下幾點(diǎn):(1)熱作用改變了毛細(xì)血管的血流灌注，使原來藥物劑量達(dá)不到的部位藥物濃度增加;(2)熱作用破壞腫瘤細(xì)胞的穩(wěn)定性，增加細(xì)胞膜的通透性，使藥物容易進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，從而增加細(xì)胞內(nèi)的藥物濃度。而在分子水平研究上，熱增敏是基于加熱使組織蛋白發(fā)生變性和聚集，從而抑制腫瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物所引發(fā)損傷的DNA的修復(fù)［14］。

3 熱療與HSP70的關(guān)系

研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)“熱休克后”，人膠質(zhì)瘤細(xì)胞的HSP70蛋白及mRNA表達(dá)明顯增高。以往的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果也證實(shí)“腫瘤組織有較高的HSP70表達(dá)”，但引起HSP70表達(dá)上升的確切機(jī)制尚不清楚。已知HSP70在正常組織細(xì)胞中起著蛋白質(zhì)折疊、裝配等作用，在應(yīng)激的情況下保護(hù)細(xì)胞免受損傷。很多研究發(fā)現(xiàn)，在腫瘤細(xì)胞內(nèi)表達(dá)的HSP70無論其表達(dá)量多少，都保護(hù)腫瘤細(xì)胞免受殺傷。腫瘤細(xì)胞受熱后高表達(dá)HSP70是其自我保護(hù)機(jī)制之一，HSP70可抑制細(xì)胞凋亡，HSP70的高表達(dá)增強(qiáng)了腫瘤細(xì)胞抗凋亡能力，使細(xì)胞的生長(zhǎng)抑制效應(yīng)和死亡減弱［15］。

4 展望

目前熱療在臨床上有一定的應(yīng)用并顯示出良好的效果，但仍然不成熟。隨著研究的深入進(jìn)行，熱療在其機(jī)制、療效、減少后遺癥等方面一定會(huì)有更大的突破。當(dāng)然，研制出更加先進(jìn)的設(shè)備也是熱療發(fā)揮更佳治療效果所必不可少的。當(dāng)然我們也可以看出，雖然腫瘤熱療在一定范圍內(nèi)得到開展并顯示出良好效果，但是熱療在目前還難于與腫瘤治療的其他手段如手術(shù)、放療、化療、生物治療等相提并論，它只能作為一種很重要的輔助治療手段來應(yīng)用［16］。究其原因可能在于醫(yī)學(xué)專業(yè)人士在這一方面的關(guān)注度還遠(yuǎn)不及對(duì)傳統(tǒng)治療手段的重視。因此，關(guān)注熱療，開展相關(guān)分子生物學(xué)機(jī)制的研究，如熱誘導(dǎo)的腫瘤微環(huán)境的改變、誘導(dǎo)熱休克蛋白的表達(dá)、凋亡的誘導(dǎo)和調(diào)節(jié)、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、耐藥性調(diào)控以及與放、化療的協(xié)同作用等，同時(shí)，開展大規(guī)模隨機(jī)對(duì)照臨床研究，并且在儀器設(shè)備研發(fā)方面增加投入，這些對(duì)于熱療更好地應(yīng)用于臨床都是非常重要的。

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