本工作使用630nm和514.5nm两种波长激光束对不同分化程度的人胃、肺癌细胞株进行HpD光敏化光剂量的比较研究。实验数据显示,514.5nm波长光对体外培养单层癌细胞的光敏杀伤力是630nm光的2—3倍。分析结果还表明,分化程度越低的癌细胞受光敏化的效率越高

杨栋

王凯华

陈瑞川

黄明辉

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《激光杂志》 1 9 8 8年第 9 卷第 5 期 L A SE R JOU R N A L (V o l.9,掩 5,1 9 8 8 )6 30n m 和5 14.sn m 两种波长激光束对人体胃、肺癌细胞株的HpO光敏化光剂量的研究王凯华 杨 栋 陈瑞川 黄明辉(厦门大学杭癌研究中心 )提妻:本工作使用63 。。 , 和 5 1 4.5 n m 两种波长激光束对不 同分化程度的人胃、肺癌细胞株进行H p D 光敏化光剂量的比较研究。实验数据显示,5 14.5 n m 波长光对体外培 养 单层癌细胞的光敏杀伤力是6 3 on m 光的2一3倍。分析结果还表明,分化程度越低的癌细胞受光敏化的效率越高。为进一步探讨绿 光 在 光 动 力 学 疗 法(P D T ) 中的可行性,采用六种不同分化程度的体外培养人胃癌(M Ge 。。,、G e s。:、G 。7。: ; )和肺癌 (PL AS。: 、 L T E P一 。一 : 、 L T E P) 细胞株为模型,比较了6 3 On m 和5 1 4.5 n 二两种波长光所诱发的H p D光敏化效应,现报导如下。材 料 和 方 法一、细胞株和培养方法1.癌细胞和实验分组人 胃癌细胞:采用王凯华建立的低分化粘液腺癌细胞株 MGo 80 3,中等分化腺癌细胞株Go s。:和分化腺癌细胞株Gc 7。: 、;人肺癌细胞:低分化肺巨细胞癌细胞株PL A S。:、腺癌细胞株LT E P。 一 :和鳞癌细胞株LT E P7 : 。各种癌细胞分别接种于 96 孔培养板中,各设 12 个对照孔和72 个实验孔。对照孔分空白组,用以观察细胞 自然 死亡 率 ; H p D 组(30 拜g / m 1H pD ),用以观察H p D 的毒性反应;19 8 7年 10 月 9 日收稿6 3 On m 红光组和51 4.5 n m 绿光组,两 组功率密度均为2 0 m w /c m“ ,能量密 度前者2 2) /c m Z,后者 1 2 )/c m Z,用以观察 红、绿光对各种癌细胞的杀伤效应。实验孔的细胞分别用红、绿光照射,两种光的功率 密度 均为20 Om W /c mZ ,但能量密度光照剂量不同。红光组分 1、2、4、6、8、1 0、1 2、1 4、2 6、1 8、2 0、2 2 )/e m Z 1 2个光剂 量 组;绿光组分别为0.5、i、2、3、4、5、6、7、s、9、x o、z ZJ/e m Z。每株细胞的各对照孔和实验孔均设三孔,共 84 孔。2.培养方法用含20 %小牛血清 的R PM ll6 4o营养液培养癌细胞。将各种细胞分别配制成含 30 万细胞 / 毫升的细胞悬 液。每 孔 加入o.lm l细胞悬液,含 3 万个细胞,然后将培养板放入3 7 ℃、5 %CO Z培养箱中培养24 小时,待细胞铺成单层,弃上清,在各实验孔和 H p D 对照孔中加入含30 拼g / m 1H p D营养 液。.lm l,其他对照孔加入o.lm l营养液。再 放 入 37 ℃、5 % CO :中温育 2 小时。温育毕,用 H an ks 液冲洗各孔三次,然后按设计的光剂量分孔照射。照射后各孔加入营养 液o.lm l,置 37 ℃,3 0 3《激光杂志》 1 9 8 8年第 9 卷第 5 期 L A S E R JO U R N A L (Vo l.g,滩5,1 9 8) 85 % CO : 中 4 小时。温育后吸出 各 孔 上清于另一空板的相应孔中,在原孔中加入o.l m l0.02 % E D T A 消化液 10 分钟,冲匀各孔细胞悬液并加入吸出的相应孔的上清。每孔加入50 川1 % 台盼兰,计算各孔死 亡细 胞的百分率。二、血吟琳衍生物 (日pD)用本中心制备的H p D,浓度 为sm g / m l,批号为 8 4 0 9 1 4,钠盐, pH > 7.2 , 使用前用营养液配制为 最 终 浓 度 3。“ : / 。 1的H p D 溶液。三、光源及照射方法本工 作 用S pe e ta 一Ph j s ie s z 7 1 一 0 9型 氨离子激光器和 3 7 5 B型可调谐染料激光器作为照射光源。当氢激光器以光控制输出方式作单线运行时,可输出连续的51 4.5n m 单色光,其功率漂移在数十小时内小于0.5 %。氨激光器全线运行泵浦3 7 5B染 料激光 器 (以K i tonR ed 6 2 o 为工作物质 ),输 出 连续 6 3 0二 m 光,染料激光器功率漂移在十小 时内 亦小于0.5%。绿或红光均由祸合器祸合进终端带有特制微透镜的4 0仰石英光导纤维,通过该镜垂直投射在小孔的平底上。激光照射斑的光强分布很均匀。将带微透镜的光纤末端垂直向下固定,细胞培养板在工作台上作水平移动,使每一照射孔及孔内任一照射区都有相同的光功率度密,从而使光剂量的测定具高的可靠性。结 果一、MG e so3细胞组8 4孔中的每孔计4 0 细 胞 数。每 3 孔取其均值,标准差小于 1 (S D < 士 1)。死亡细胞被台盼兰染色,按百分数计算死亡率,各种细胞株均按此方法计算死 亡细 胞 的 百分数。1。对照孔空白孔死亡率 0.5 % ; H pD 孔 死 亡 率。.42 % ; 红光孔死亡率0.5 % ;绿光孔死亡率0.42 %。2.实验孔此细胞对H p D光敏化最 敏 感。当红光达loJ/em “时, 5 0 %以上的 细胞死亡;达 1 6)/“澎时,细胞全部死亡。绿 光 达 ZJ/。m “时,80 % 以上 的细胞死亡; 达 SJ/c mZ时,细胞全部死 亡。在 H PD 浓度和光功率密度相同的条件下,绿光导致细胞全部死亡 的光剂量低于红光的 1/ 3。见表和图 1。二、G e s。,细胞组1。对照孔空白孔死亡 率 0.59 % ; H pD 孔 死 亡率0.5 % ; 红光孔死亡率0.59 % ; 绿 光 孔死亡率0.6 7%。2.实验孔此细胞在PD T 中的敏感度属中等。当红光剂量达 1 2) /c mZ时,50 % 以上的细胞死亡;2 2 )/c m “时,死亡率达95 %。细胞对绿光的反应也较红光敏感,当绿光剂量为IOJ/c m “时,95 %细胞死亡。在相同H p D 浓度 和 光功率密度条件下,绿光使细胞全部死亡的光剂量不到红光的 1 /2。见表和图 1。三、G e 7 g a ll细胞组1.对照孔空白孔 死亡 率0.42 % ; H p D 孔 死 亡率0.5 % ; 红光孔死亡率 0.5 % ; 绿光孔死亡率0.5 8 %。2.实验孔此细胞受到较低光剂量照射时,产生中毒反应不明显,但当光剂量达到一定强度时,其敏感度比 Ge s。 ,·强。红光1 2 )‘mZ时, 3 6 %、细胞死亡,达 1 8 )/c m “时,死亡 率89 %。在相同H p D 浓度和光功率密度卞,绿 光 的杀伤力比红光强 1 倍多。见表和图 1。四、PLAs。,细胞组1。对照孔空白孔死亡 率0.63 % ; H p D 孔 死 亡率。.75 % ;红光孔死亡率 0.83 % ; 绿光孔死亡率3 0 4《激光杂志》 1 9 妞8年第 9 卷第 5 期 LA S E R JO U R N A L (Vo l.9 , 沁5,1 9 5 5 )0.8 %。2.实验孔此细胞对绿光敏感性高。当绿光剂量达6J /。m Z时,细胞全部死亡,其杀伤力比红光强 2 倍多,见图 2。五、LT E Pa 一1细胞组1.对照孔空白 孔 死 亡 率 1 %; H p D 孔 死 亡率0.83 % ; 红光组死亡率1 % ; 绿光 组死亡率0。8 3 %。2.实验孔的结果 与 PL A 8 01 相 近。见表和图 2。六、LT E P78 细胞组1.对照孔空白孔死 亡 率0.83 % ; H pD 孔1 %; 红光孔0.5 3 % , 绿光孔1.2 %。2.实验孔的结果 与PL A 8 01 相 近。见表和图 2。讨 论血叶琳衍生物 (H pD )作 为 一种 光敏化药剂在肿瘤诊断和治疗上已有许多学者进行了研究“‘一刃。但尚未见到用 不 同 分化 程度的多科癌细胞为材料,研究绿、红光对细胞H p D 光敏化光剂量。本文 目的 是 探 索便于临床应用又能获较好杀伤 效 果 的 P D T 光源,_以及适用于不同 癌 细 胞 的 光 辐 照 剂量。实验结果表明,在相同的H p D 浓度和 光功率密度条件下,绿光使细胞全部死亡的光剂量为红光的 1/ 3一 1/ 2。这显然与H p D 对绿光的吸收强于红光有关。绿光在活体组织中的透过率虽次于红光,但 由于其光敏杀伤力较红光强,所以在一定深度范围内可望获得比红光明显的PD T疗效。当然,要想 对绿光在PD T 治疗中的有效性及适用范围作出比较全面的估价,还必须在各种不同的活体肿瘤模型上和临床试验上做大量工作。我们观察到不同组织来源的癌细胞对光敏化 反应 不同。低分化的M Go 8 03 细胞对光 敏化最敏感。只要SJ/c mZ的绿光剂量或1 6 )/c m “的 红光剂量就可全部被杀死。肺癌中的FL A 80 1分 化亦较低,对绿光 的杀伤亦较敏感,只要 6J /c m “就导致全部死亡。而分化 较高的 Gc 了9 1 1 细胞,即使用到 i ZJ/e m Z的 绿 光 或2 2 )/e rn Z的红光剂量还未全部致死。这提示我们在治疗过程中应根据不同的肿瘤及其分化程度来制定光剂量方案,以达到既能彻底杀死癌细胞又尽量少损伤正常组织的目的。6种人痛细胞株的H pD光敏化光剂t 的比较6 3 0 n m 5 14。s n m1 0 1 2 14 16 18 2 0 2 2 IQ 1 2MG e 8 0 32 2 27 4 0 8 1 宫3 马9 10 0 10 0 1 00 10 0 3 5 8 3 9 6 9 8 10 0 10 0 10 0 10 0 1 00 1 0 0 10 0G e 8 0 1 } 3 b乙而五一!价石.{ 1了 2 8 3 a 5 4 5 7 6 4 7 0 8 5 9 5 { 3 1 8 40 4 8 6 4 7 0 7 8 8 7 8 9 9 1 9 5 9 5二压而石~马百咭八八而一丽下丁: 。 38 76 , 。 石~扁飞百一如一死一菇一而PLA 8 0 12 7 3 3 4 0 4 5 5 0 8 6 8 8 9 3 10 0 2 1 6 0 9 0 9 4 9 8 1 0 0 10 0 10 0 1 0 0 10 0 10 0奋~司 荡一 一‘一一.一一- 一-一一一一一LT E Pa一1L T E P 783 2 通0 4 0 50 8 0 8 2 8 4 8 8 9 61 4 3 0 3 8 4 0 5 1 6 0 8 4 8 8 9 2 1 0018 45 8 5 89 9 1 9 5 100 10 0 10 0 10 0 10 010 峨3 6 6 8 6 9 0 9 5 10 0 10 0 1 0 0 10 0 1 00n一刊.3 06·《激光杂志 》 1 9 8 8年第 9 卷第 5 期L A S E R JO U R N A L (V o l.g,沁5,1 9 5 8 ).曲州 一协 - 一盛 ~ ~ ‘一 -、;呱包://犷.‘/‘一州示8“召一母C日。一l: 一斤c 7务“乡铁:—石l牛.知袱一一 一‘3 。刀刊10加和20瘫细胞一沁七百分、幸义8 /么 / 6 2 0 纤 刁时图 1 三株不同分化程度的人胃 腺 癌细胞株对 5 14.5 o m 和6 3 o n tn 两种不同波长激光束的H PD 光敏效应 比较细月乞:‘一下乙AS。}。一盯巨升q 一 ,二一堆尸刁8石l子.夕h从‘3 0 刀劝、瓜.细脑死七石分声牛万丁/c勿‘图 2 三种人肺癌细胞 株对 两种 不同波长激光束的H P D光敏效应 比较3 0 6

630nm和514.5nm两种波长激光束对人体胃、肺癌细胞株的HpD光敏化光剂量的研究

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