ATP—TCA方法在非小细胞肺癌化疗敏感的体外研究

ATPTCA方法在非小细胞肺癌化疗敏感的体外研究【摘要】近些年来，国内外学者开展了大量的基于三磷酸腺苷（ATP）生物荧光肿瘤体外药物敏感性检测技术临床试验研究。实践证明，与其他体外药敏方法相比，该法具有精确度更高、敏感性更好、检测方法简单易行、检测周期更短的优点，还能检测出不同药物浓度对细胞作用的剂量效应关系。时至今日，ATP-TCA已在包括非小细胞肺癌在内的多种肿瘤化疗方案的筛选的得到了广泛的应用。【关键词】ATP-TCA；非小细胞肺癌；肿瘤临床治疗；体外药敏试验文章编号：1004-7484（2013）-01-0050-02随着肿瘤发病率的不断上升，肿瘤尤其是恶性肿瘤已成为危害人类生命和健康的常见病及多发病，对人类的生存构成了严重威胁1。肺癌是最常见的肺原发性恶性肿瘤，非小细胞肺癌约占肺癌总数的80-85%。非小细胞肺癌（Non-small-cellcarcinoma，NSCLC）包括鳞癌、腺癌、大细胞癌，与小细胞癌相比其癌细胞生长分裂较慢，扩散转移相对较晚。化学药物治疗是恶性肿瘤治疗的重要手段之一，其治疗癌症的疗效已在临床实践中多次得到了印证2。自20世纪60年代以来，相继建立的各种体外药敏试验为肿瘤的临床个体化治疗提供了越来越多的选择，集落形成法（HTCA）、四唑蓝比色法（MTT）、细胞毒性差异染色法（DiSC）、胸腺嘧啶掺入法（3H-T）等方法相继涌现。但这些方法普遍存在标本可评价率低、敏感性较差、试验周期长、操作繁琐、难以标准化等问题。而理想的体外药敏检测方法应当具备以下条件：理想的药敏检测方法应该具备的条件易于操作，可以标准化，便于推广；检测敏感、可靠、客观；标本可评价率高；具备产业化生产的可能。1ATP-TCA技术简介Moyer于1982年最早发现了内源性三磷酸腺苷的数量可以反映细胞的活性度3。Kangas、Kuzmits等也在实践中证实该技术是一种有效且可行的检测各种细胞活性度的敏感度很高的方法4-5。1988年，Sevin首先将此方法应用在新鲜肿瘤组织的药敏检测6。美国并将其纳入了重点科研项目。该项技术在全国范围内获得医疗保险赔付。ATP-TCA法的主要技术原理为：ATP+Luciferin+O2Oxylaluciferin+AMP+2Pi+CO2+hvATP-TCA是一个测定胞内ATP含量的技术。在有氧条件下，荧光酶（luciferase）可以催化荧光素（luciferin）释放出波长为562nm的荧光，同时ATP转变成AMP。所释放的荧光强度与胞内ATP含量呈正相关。活细胞的ATP含量基本恒定，但是细胞死亡之后，胞内ATP迅速会水解。因此可以同测得的荧光强度反映了胞内ATP含量，进而也反映了活细胞的数量。参照相应判断指标，比较药物系列浓度对培养细胞的不同抑制率，便可以评估该化疗药物对肿瘤细胞的杀伤功效7-8。2ATP-TCA体外药敏检测技术在肿瘤治疗中的临床应用2.1老药新适应症筛选和现有化疗方案疗效评估的技术平台一个药品的问世需要投入大量的人力物力进行研究，从开始研发到正式生产需要经历漫长的时间。而老药往往会存在一些尚未知道的适应范围，发挥了药物最大的功能价值，为国家和社会节省了研发精力。Kurbacher等人通过ATP-TCA方法评估米托蒽醌和表阿霉素这两个乳腺癌化疗药物的临床疗效，发现两者的疗效相近（表阿霉素62.5%，米托蒽醌59.4%）9。因此，在以阿霉素核心的联合用药方案一线治疗方案出现药品短缺之时，可以讲米托蒽琨二线方案治疗乳腺癌。2.2新抗肿瘤药研发和筛选1992年，Hightower等人应用ATP-TCA方法评估了他们合成的新型蒽环化合物U-73975在宫颈癌细胞系、卵巢癌和瘤组织中体外细胞的毒性，结果发现U-73975的杀伤作用强于顺铂3个数量级，且对造成纤维细胞、血细胞以及正常上皮细胞的毒性也很小，约为顺铂的十分之一10-11。Kurbacher等人在十余年前就已开始应用ATP-TCA进行新药研发、筛选及临床疗效预测12。2000年与他们从事类似工作的Neale等人报道了一种的人工合成化合物XR5000，该物质能同时抑制DNA拓补异构酶和，利用卵巢癌和黑色素瘤的原代培养测试对其进行检查，结果显示其作用与拓补替康和足叶乙甙相加的功效相当，它与紫素或铂类药物联合较大的提升了卵巢癌的临床治疗效果13。中国医学科学院肿瘤研究将乳腺癌定为CKBM的首选临床试验对象14。2.3有助于非常规化疗癌种设计化疗方案眼脉络膜黑色素瘤是一种转移潜能及恶性程度较高的肿瘤。但是由于其发病率低、受关注程度低、并且其对众多药物不敏感以致目前很难找到有效的治疗药物。1997年，Kurbacher和Cree等人利用ATP-TCA方法在在筛选治疗眼脉络膜黑色素瘤的药物和治疗方案15-16。研究表明一些烷基化药物如treosulfan与健择或阿糖胞苷组成的联合方案具有较高的有效率（体外有效率分别为70%和86%），对黑色素瘤具有较强的细胞毒性作用，Breidenbach等利用该方法筛选治疗Stewart-Treves综合症的化疗方案，发现紫素和米托蒽醌联合方案有效，经动脉内插管化疗病人达到完全缓解，且在3年内未见复发17。食管癌、非小细胞肺癌是我国等均为高发常见但又为非常规化疗癌种。2.4为治疗后复发的患者设计个体化治疗方案，筛选合适的敏感性药物设计个性化的治疗方案，筛选合适的敏感性药物可以帮助医生挑选最为合适的化疗药物，避免无效药物的副作用，同时减轻患者的经济负担，有利于提高治疗的效果。1998年，德国科隆大学医学中心Kurbacher等报道了ATP-TCA指导化疗与传统化疗比较的临床期试验结果，表明ATP-TCA指导化疗治疗复发性卵巢癌较传统化疗模式有更高的有效率（65%Vs45%），更长的总生存期和无进展生存期，两种化疗模式比较差异极其显著（P0.0009和P0.0016）9。2001年，OMeara等发现在皮肤癌的治疗上存在类似的临床试验结果18-21。3ATP-PCA在非小细胞肺癌临床治疗上的展望非小细胞肺癌患者在确诊时大多数已经到了晚期，难以根治，因此如何通过体外药敏试验为患者选取敏感性药物进行化疗，降低不良反应发生的概率成为了非小细胞肺癌治疗的关键问题。临床试验发现ATP-TCA虽然在实际治疗时存在一定的假阴性或假阳性，但在选择化疗方案时，将ATP-TCA结果作为一个重要参考因素，设计治疗方案时结合考虑传统方案和药敏结果，可以降低无效治疗的风险，制订出更适合患者的个体化化疗方案22。与其他肿瘤体外敏感性检测方法比较，ATP-TCA法具有突出优点，对肿瘤患者的个体化治疗具有重要价值，在临床应用有着良好的前景。ATP-TCA在肿瘤体外药敏检测中的应用已经约40年的历史，在胃肠道肿瘤、乳腺癌、白血病和卵巢癌等肿瘤的体外药敏检测中取得了较大的进展，但是在非小细胞肺癌的体外药敏检测研究只是刚刚开始，作为一种前途广阔新的体外药敏检测方法，该技术的正确应用将对提高化疗用药的针对性和用药科学性产生重要影响。ATP-TCA技术无疑在非小细胞肺癌体外药敏检测试验中拥有巨大的价值，其在非小细胞肺癌体临床应用的巨大潜力有待开发。参考文献1RPBaum1，VPrasad，DMller，etal.MolecularimagingofHER2-expressingmalignanttumorsinbreastcancerpatientsusingsynthetic111In-or68Ga-labeledaffibodymoleculesJ.TheJournalofNuclearMedicine，2010，51（6）：892-897.2RAirley，AEvans，AMobashen，etal.GlucosetransporterGlut-1isdetectableinperi-necroticregionsinmanyhumantumortypesbutnotnormaltissues：StudyusingtissuemicroarraysJ.AnnalsofAnatomy-AnatomischerAnzeiger，2010，192（3）：133-138.3MoyerJD，HendersonJF.NucleosidetriphosphatespecificityoffireflyluciferaseJ.AnalBiochem，1983，131：187-189.4KangasL，GronroosM，NieminenAL.BioluminescenceofcellularATP：anewmethodforevaluatingcytotoxicagentsinvitroJ.MedBiol，1984，62：338-343.5KonecnyG，CrohnsC，PegramM，etal.CorrelationofdrugresponsewiththeATPtumorchemosensitivityassayinprimaryFIGOstageIIIovariancancer.GynecolOncolJ.2000，77：258-263.6SevinBU，PengZL，PerrasJP，etal.ApplicationofanATP-bioluminescenceassayinhumantumorchemosensitivitytesting.GynecolOncolJ.1988，31：191-204.7张凯，张文华，付军，等.ATP生物荧光技术在卵巢癌体外药敏检测中的应用J.癌症进展，2003，1（1）：1：38.8易滨，刘军，王芳，等.ATP生物荧光检测技术相关性基础研究J.中国感染控制杂志，2012，2：81-85.9KurbacherCM，CreeIA，BrucknerHW，etal.UseofanexvivoATPluminescenceassaytodirectchemotherapyforrecurrentovariancancer.AnticancerDrugs，1998，9：51-57.10HightowerRD，SevinBU，etal.ComparisonofU-73，975andcisplatincytotoxicityinfreshcervicalandovariancarcinomaspecimenswiththeATP-chemosensitivityassayJ.GynecolOncol，1992，47：186-190.11UntchM，SevinBU，PerrasJP，etal.Chemosensitivitytothenewanthracyclinepirarubicinandotherchemotherapeuticagentsinprimaryandrecurrentovariantumorsinvitro.GynecolOncolJ.1992，47：172-178.12KurbacherCM，BrucknerHW，CreeIA，etal.Mitoxantronecombinedwithpaclitaxelassalvagetherapyforplatinum-refractoryovariancancer：laboratorystudyandclinicalpilottrial.ClinCancerResJ.1997，3：1527-1533.13NealeMH，LamontA，HindleyA，etal.TheexvivoeffectofhighconcentrationsofdoxorubicinonrecurrentovariancarcinomaJ.AnticancerDrugs，2000，11：865-871.14张伟.生物荧光肿瘤体外药敏检测技术的临床应用及其探讨.癌症进展，2005，5：427-435.15KuzmitsR，AigingerP，MullerMM，SteurerG，LinkeschW.Assessmentofthesensitivityofleukaemiccells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