铼[188Re]依替膦酸盐治疗肿瘤骨转移疼痛的临床及基础研究
近年来,癌症发病率不断提高,癌症早期诊断学和治疗学的研究进展使癌症患者的生存期得以延长,癌症晚期的患者日益增多。骨痛是癌症晚期的常见症状,严重影响癌症患者的生活质量。肿瘤骨转移疼痛需要多学科综合治疗。本课题对放射性药物铼[188Re]标记的1-羟基-1,1-二膦酸钠乙烷(1-hydroxy-1,1-ethylidene disodium phosplaonate,HEDP,依替膦酸盐)治疗肿瘤骨转移疼痛的人体耐受性、临床药理学、内辐射吸收剂量、止痛效果和生活质量影响、以及对周围人群和环境的辐射安全性、体外对成骨细胞的影响等作了系列研究,为其临床应用,包括制订给药方案、给药后注意事项、辐射防护等提供理论依据。
第一部分肿瘤骨转移疼痛患者对188Re-HEDP的耐受性研究
目的:对肿瘤骨转移疼痛患者应用188Re-HEDP进行安全性评价。
方法:符合入选标准的31例患者(前列腺癌10例,乳腺癌9例,肺癌3例,肝癌5例,直肠癌2例,食道癌1例,肾癌1例)知情同意后接受了肘静脉单次注射给药,药物分为四个递增的剂量组20MBq/kg(6例)、30MBq/kg(6例)、40MBq/kg(9例)、50MBq/kg(10例)。低剂量组安全性分析结束并显示安全后,才开始下一剂量组试验。如果病例出现由于用药引起的不可耐受的、世界卫生组织(WHO)公布的Ⅲ或Ⅳ级骨髓毒性,即终止剂量递增,并认为前一组剂量为最大可接受剂量。观察指标包括给药前及给药后8w内每例患者的生命体征(用药后1h、6h、12h、24h、48h、72h、1w、2w、3w、4w、6w、8w)、血细胞计数(用药后1w、2w、3w、4w、6w、8w)、心电图、肝、肾功能、碱性磷酸酶(ALP,用药后4w、8w)、骨闪烁现象,以及不良反应等。统计分析主要针对PP人群(Per-Protocolpopulation,符合方案集)。
结果:31例患者中有27例属于PP人群,20MBq/kg(5例)、30MBq/kg(5例)、40MBq/kg(8例)、50MBq/kg(9例)。在受试剂量范围内,没有观察到188Re-HEDP对患者生命体征、心电图、肝、肾功能、碱性磷酸酶的不良影响。20MBq/kg组的5例患者中只有1例白细胞出现WHOI级毒性。30MBq/kg组5例患者中2例患者白细胞出现WHOI级毒性,其中1例合并血小板Ⅲ级毒性,但给药后8w该例患者的白细胞和血小板均恢复正常。40MBq/kg组8例患者中2例患者白细胞和血小板同时出现毒性,分别为Ⅰ级和Ⅱ级毒性,表现为白细胞和血小板同时、同级减低。50MBq/kg组9例患者中3例患者白细胞出现WHOⅡ级毒性。血小板均数给药后4w达最低水平,白细胞均数6w后达最低水平(两者与基线值比较均p＜0.05),8w白细胞和血小板均数均恢复到基线水平,而血红蛋白在给药后8w最低(与基线值比较p＜0.05)。符合方案分析集中的27例病例中有2例出现骨闪烁现象,发生率7％。
结论:188Re-HEDP20MBq/kg、30MBq/kg、40MBq/kg、50MBq/kg四个剂量组,对肿瘤骨转移患者均无明显毒副作用,骨髓抑制是温和的、短暂的。同时也观察到随着用药剂量增加188Re-HEDP对骨髓的抑制具有增加趋势。
第二部分188Re-HEDP药代动力学研究
目的:研究188Re-HEDP在肿瘤骨转移患者体内的分布和排泄,判断不同剂量(20MBq/kg、30MBq/kg、40MBq/kg、50MBq/kg)的188Re-HEDP在肿瘤骨转移患者体内是否呈线性动力学模型、符合几室模型,明确动力学参数。
方法:符合入选标准的患者知情同意后分入递增的四个剂量组,每组10例,尽量以“弹丸”式肘静脉单次注射给药,给药的同时用SPECT仪采集胸前区(尽量包括心、肺、肝、脾、肾)动态影像30min(帧/15s,设置能峰155Kev,窗宽±10％)。给药后1h、2h、4h、5h、12h、24h、36h、48h、60h、72h分别采集前后位、后前位全身影像(扫描速度185cm/21m)及胸前区15s静态影像(与动态影像的每一帧采集时间一致)并在以上各时间点收集尿液测量放射性(1h图像采集完毕后才允许第一次排空小便,以后各时间点采集时先排空小便才开始采集图像)。利用ROI技术在系列动态及静态影像的左心室区测得经本底校正的放射性作为血药浓度,绘制血药浓度-时间曲线。应用Pkanalyst软件确定房室模型,并计算各项药代动力学参数。利用不同剂量组的AUC值与剂量的关系判断不同剂量组在机体内是否呈线性关系。1h全身前后位、后前位计数的几何平均值作为注射剂量(ID)的100％,据此方法估算上述各时间点全身和各器官的放射性,并将数据转换为注入剂量的百分率(％ID)。测量给药后各时间点尿液中的放射性,计算各时间点尿液累积放射性。绘制尿液累积放射性％ID-时间曲线。统计分析主要针对PP人群。
结果:20MBq/kg、30MBq/kg、40MBq/kg组中分别各有8例、50MBq/kg组有9例符合PP人群,其中前列腺癌3例,乳腺癌10例,肺癌7例,肝癌9例,其他4例。20MBq/kg～50MBq/kg范围内,188Re-HEDP在机体内的药物动力学模型呈线性关系(R2=0.9376)。其药代动力学符合血管给药两室模型。四组的主要药代动力学参数AUC值中位数分别为3.32E+05、3.97E+05、7.83E+05、8.58E+05;α值中位数分别为0.06、0.05、0.04、0.06;β值中位数分别为1.16E-03、1.16E-03、1.03E-03、1.15E-03;A值中位数分别为3591.21、4858.23、5642.48、4167.05;B值中位数分别为293.97、352.95、614.41、1063.82;T1/2(a)值中位数分别为12.55、12.83、15.41、12.02;T1/2(β)值中位数分别为595.47、596.50、673.09、600.93(min)。骨组织是摄取188Re-HEDP的主要组织,给药后4h放射性摄取高达注射剂量的40％,其他组织未见明显摄取188Re-HEDP。188Re-HEDP主要通过泌尿系统排泄,给药后24h排出注射剂量的66.79％,其中74％在给药后5h内排出。
结论:20MBq/kg～50MBq/kg范围内,188Re-HEDP在机体内的药代动力学模型呈线性关系,符合血管给药两室模型。188Re-HEDP血药浓度消除相半衰期平均为10h。188Re-HEDP主要通过泌尿系统排泄;骨组织是摄取188Re-HEDP的主要组织。
第三部分188Re-HEDP治疗肿瘤骨转移疼痛患者内辐射吸收剂量估算
目的:估算188Re-HEDP治疗肿瘤骨转移疼痛患者内辐射吸收剂量。
方法:符合入选标准的9例(男6例,女3例,前列腺癌1例,乳腺癌4例,肺癌2例,肝癌1例,喉癌1例)患者知情同意后,肘静脉单次注射给药,给药量50MBq/kg。给药后1h、2h、4h、5h、12h、24h、36h、48h、60h、72h用SPECT仪分别采集前后位、后前位全身影像(扫描速度185cm/21m,设置能峰155KEY,窗宽±10％)。1h图像采集完毕后才允许第一次排空小便,以后各时间点采集时先排空小便才开始采集图像。1h全身前后位、后前位计数的几何平均值作为注射剂量(ID)的100％,据此方法估算上述各时间点全身和各器官的放射性,并将数据转换为注入剂量的百分率(％ID)。将以上各时间点全身及各主要器官的放射性滞留百分率(ID96)经过数据处理,转换成相应的留存时间,应用MIRDOSE3.0软件,估算全身及各主要器官的内辐射吸收剂量,并与同类或类似文献结果比较。
结果:在全身及各脏器组织中,膀胱壁辐射吸收剂量最高,达(8.2E-01±1.3E-01)mGy/MBq。其次是骨质(7.1E-01±3.5E-01)mGy/MBq,再次为骨髓(6.2E-01±3.2E-01)mGy/MBq。肾脏的辐射吸收剂量为(2.5E-01±1.1E-01)mGy/MBq。低于以上一级水平的有全身(7.0E-02±4.OE-02)mGy/MBq、睾丸(3.4E-02±1.8E-02)mGy/MBq、卵巢(2.7E-02±1.8E-02)mGy/MBq。其它脏器则更低于以上数值,肝(2.4E-02±1.8E-02)mGy/MBq、肺(2.3E-02±1.2E-02)mGy/MBq、脾(2.2E-02±1.2E-02)mGy/MBq。体重60kg的患者,188Re-HEDP临床用量20MBq/kg/人·次、30MBq/kg/人·次、40MBq/kg/人·次、和50MBq/kg/人·次时骨髓的内辐射吸收剂量估算分别为0.74Gy、1.12Gy、1.49Gy、1.86Gy。不同剂量组一次给药后,睾丸、卵巢内辐射吸收剂量最高值分别为0.09Gy、0.06Gy,均低于引起不育症的剂量(睾丸:0.15Gy,卵巢:2.5Gy)。
结论:靶脏器骨质的内辐射吸收剂量高于骨髓、生殖腺等辐射敏感脏器的吸收剂量。骨髓、生殖腺等的内辐射吸收剂量与同类文献相似。
第四部分188Re-HEDP治疗肿瘤骨转移疼痛止痛效果及生活质量影响初探
目的:评价188Re-HEDP治疗肿瘤骨转移疼痛的止痛效果,初步探索188Re-HEDP对肿瘤骨转移疼痛患者生活质量的影响。
方法:符合入选标准的31例肿瘤骨转移疼痛患者(前列腺癌10例,乳腺癌9例,肺癌3例,肝癌5例,直肠癌2例,食道癌1例,肾癌1例)知情同意后接受了肘静脉单次注射给药,药物剂量分组:20MBq/kg(6例)、30MBq/kg(6例)、40MBq/kg(9例)、50MBq/kg(10例)。分别于给药后1d、2d、3d及给药后1w、2w、3w、4w、6w、8w记录患者的疼痛得分及上述各周的体力得分、睡眠和情绪等变化,并与治疗前基线得分作配对t检验。将疗效分为无效、好转、显效、疼痛完全解除四个等级,对全部病例、不同剂量组、以及不同肿瘤类型骨转移疼痛的止痛效果进行疗效评估。
结果:188Re-HEDP治疗后当天疼痛评分由基线的8.11下降为7.74,4w下降到最低值4.89,之后开始上升,8w达到6.67,治疗后8w内的平均疼痛评分值与基线比较具有统计学差异(p＜0.05)。治疗前基线体力得分为74.81,治疗后1w开始改善为78.89,8w为最高82.31。治疗后8w内的平均体力评分值与基线比较均有显著性差异(p＜0.05)。疼痛得分下降和体力得分升高患者的睡眠和情绪有所改善。疼痛得分没有改变的患者睡眠和情绪没有改善。188Re-HEDP治疗肿瘤骨转移疼痛总的缓解率为74.08％,其中完全解除率7.41％、显效率25.93％、好转率40.74％:对前列腺癌、乳腺癌、肺癌和肝癌骨转移痛的缓解率分别为89.89％、75.50％、66.67％、66.67％;递增的四个剂量组总的缓解率分别为40.00％、60.00％、87.50％和89.89％。平均缓解持续时间6.85w,平均起效时间为4.05d。
结论:188Re-HEDP治疗可改善肿瘤骨转移疼痛患者的疼痛状况及生活质量,疼痛缓解率74.08％。
目的:评价188Re-HEDP治疗对周围人群,包括医务人员和陪侍家属,以及对环境的辐射危害。
方法:药物用量分四个剂量组(20MBq/kg、30MBq/kg、40MBq/kg、50MBq/kg),每组5个病例。利用X-γ辐射仪、直接读取数字式辐射个人报警仪及ICRP建议书推荐公式监测和估算医务人员在不同治疗用量情况下、不同操作状况下接受的剂量当量率和剂量当量。不同操作状况包括没着铝衣、没铅玻璃屏蔽的状况,没着铅衣有铅玻璃屏蔽的状况,既着铅衣又有铅玻璃屏蔽的状况。测量时探头与辐射源的距离相当于医务人员前胸部与辐射源的距离。利用X-Y辐射仪检测不同剂量组。188Re-HEDP治疗后1h、2h、4h、5h、12h、24h、36h、48h、60h、72h在距离患者0m、0.5m、1m、1.5m、2m、2.5m、3m处的剂量当量率。根据ICRP建议书推荐公式估算陪侍人员在3天内陪侍不同剂量组患者时接受的剂量当量。并将上述检测及估算结果与标准限制值进行比较。
结果:每治疗1例188Re-HEDP用量分别为20MBq/kg、30MBq/kg、40MBq/kg、50MBq/kg的患者,医务人员在没着铅衣、无铅玻璃屏蔽的状况下操作时所接受的外辐射剂量当量分别为1.68±0.57μSv、2.22±0.83μSv、2.92±1.16μSv、3.82±1.51μSv;没着铅衣、但有铅玻璃屏蔽的状况下分别为0.75±0.32μSv、0.96±0.43μSv、1-38±0.56μSv、1.70±1.14μSv;既着铅衣又有铅玻璃屏蔽的状况下分别为0.50±0.26μSv、0.62±0.31μSv、0.84±0.50μSv、1.35±0.50μSv。距患者1m处辐射剂量当量率低于公众标准限制值2.5μv/h的时间分别为给药后4h、5h、12h、24h,具体剂量当量率分别为2.31μSv/h、2.35μSv/h、2.06gSv/h、1.95μSv/h。随时间和距离的增加对周围环境的辐射剂量当量率迅速下降。陪侍人员在3天内每陪侍1例不同剂量组患者所受照射的辐射剂量当量分别为58.51gSv、89.34μSv、106.88μSv、158.62μSv。
结论:医务人员严格按照操作规程给患者用药,即在着铅衣、有铅玻璃屏蔽的状况下操作可屏蔽掉一半以上的辐射量;按照国际放射防护委员会(ICRP)和我国《电离辐射防护与放射源安全基本标准》GB18871-2002规定,严格按照操作规程操作的医务人员一年内即使治疗37,037例患者,陪侍人员陪侍31例患者也不会超过放射性工作人员50mSv/年、陪侍人员5mSv的剂量限制值。为了减少对公众(周围环境)的辐射危害,我们推荐188Re-HEDP治疗后的患者应辐射隔离一天。
第六部分188Re-HEDP对体外成骨细胞增殖及细胞周期的影响
目的:观察不同剂量188Re-HEDP近距离作用于SD大鼠成骨细胞后,对成骨细胞增殖能力和细胞周期的影响。
方法:取新生SD大鼠颅盖骨剪碎至1mm×1mm骨片加入消化液,分离接种成骨细胞,长至汇合后传代。利用碱性磷酸酶染色法鉴定成骨细胞。取体外培养的第五代成骨细胞加入不同活度188Re-HEDP(0.00、1.85、9.61、48.00、240.50、462.50、832.50、1110.00kBq/ml),继续培养3天收集各组细胞用γ放射免疫计数器检测细胞的γ计数值,了解成骨细胞摄取188Re-HEDP的能力。MTT法检测不同活度。188Re-HEDP作用后,成骨细胞生长增殖的变化。细胞碱性磷酸酶(ALP)活性测定明确成骨细胞受不同活度188Re-HEDP作用后分化功能的改变。采用流式细胞仪分析不同活度嘲Re-HEDP(0.00、1110.00、5550.00、33300.00、44400.00kBq/ml)作用后的细胞周期分布变化。
结果:成骨细胞摄取188Re-HEDP的活度范围较广,剂量范围0～1110kBq/ml未观察到摄取平台期。在0～1110kBq/ml范围内,MTT法检测显示不同活度加药组的细胞增殖能力均较对照组(不加药组)明显增强,且具有统计学差异(p＜0.05);各加药组细胞的ALP活性也明显强于对照组细胞,差异具有统计学意义(p＜0.05),说明受188Re-HEDP刺激后成骨细胞的生长增殖旺盛、分化能力增强。188Re-HEDP作用后处于S期的成骨细胞百分率明显增加,各加药组与对照比较均具有统计学差异(P＜0.001)。188Re-HEDP浓度＜33,300kBq/ml时,加药组细胞凋亡率明显低于对照组(P＜0.001);188Re-HEDP浓度≥33300.OOkBq/m1时,凋亡率较对照组明显增加(p＜0.001),并且随188Re-HEDP活度的增加凋亡率也增加。结论:188Re-HEDP可能刺激成骨细胞增殖和分化,使S期的细胞百分率增高。超过33,300kBq/ml时188Re-HEDP可引起成骨细胞凋亡,并与剂量呈正相关。 |
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