肿瘤治疗第一节肿瘤模型体系.ppt

第一节：第一节：肿瘤模型体系肿瘤模型体系常见的肿瘤模型包括：常见的肿瘤模型包括：1 1、移植性实体瘤动物模型、移植性实体瘤动物模型 2 2、人类肿瘤异种移植模型、人类肿瘤异种移植模型 3 3、多细胞球状体体外肿瘤模型、多细胞球状体体外肿瘤模型 肿瘤的传代方式肿瘤的传代方式：从一代动物移植：从一代动物移植到下一代。到下一代。实验动物实验动物：兄妹交配近亲繁殖。：兄妹交配近亲繁殖。方法：方法：无菌分离肿瘤细胞，给同系无菌分离肿瘤细胞，给同系受体动物每只皮下接种受体动物每只皮下接种1 110104 410106 6个肿瘤细胞，数天或数周接种部位个肿瘤细胞，数天或数周接种部位出现可触及的肿瘤。出现可触及的肿瘤。一、一、移植性实体瘤动物模型移植性实体瘤动物模型特点：特点：重复性、稳定性、定量性好重复性、稳定性、定量性好 因常用小鼠故对人体缺乏反应性因常用小鼠故对人体缺乏反应性实体瘤的评价参数实体瘤的评价参数：1 1、肿瘤生长速率：、肿瘤生长速率：通过测量肿瘤大小通过测量肿瘤大小（平均直径或体积）表示肿瘤生长（平均直径或体积）表示肿瘤生长速率的快慢。样本量要大。速率的快慢。样本量要大。实验中每天或每两天（由肿瘤生长速率实验中每天或每两天（由肿瘤生长速率而定）测量肿瘤大小，所得结果用时间（横而定）测量肿瘤大小，所得结果用时间（横坐标）与肿瘤大小（纵坐标）绘制肿瘤曲线。坐标）与肿瘤大小（纵坐标）绘制肿瘤曲线。当肿瘤长到一定大小时（大鼠：当肿瘤长到一定大小时（大鼠：8 810mm10mm；小鼠小鼠2 24mm4mm）则可进行多种方案处理，观）则可进行多种方案处理，观察处理后肿瘤生长速率的变化。察处理后肿瘤生长速率的变化。一是从照射时算起，肿瘤再长到与照射当时一是从照射时算起，肿瘤再长到与照射当时同等大小所需的时间；同等大小所需的时间；一是从照射时算起，肿瘤长到指定大小所需一是从照射时算起，肿瘤长到指定大小所需的时间（的时间（T TX X射线射线），与对照组肿瘤长到同等大），与对照组肿瘤长到同等大小所需时间（小所需时间（T T肿瘤肿瘤）相比较。）相比较。2 2、TCDTCD5050 TCDTCD5050即即50%50%肿瘤控制剂肿瘤控制剂量（量（50%tumor control dose50%tumor control dose）评价某种放射治疗方案对肿瘤的抑评价某种放射治疗方案对肿瘤的抑制程度；制程度；测定方法：测定方法：将有同等大小肿瘤的荷将有同等大小肿瘤的荷瘤动物分组瘤动物分组不同剂量局部照射肿不同剂量局部照射肿瘤瘤定期观察定期观察分析（以肿瘤局部分析（以肿瘤局部控制率为纵坐标，照射剂量为横坐控制率为纵坐标，照射剂量为横坐标制图）标制图）TCD TCD5050。3 3、稀释测定技术、稀释测定技术 方法方法：荷瘤动物：荷瘤动物照射照射取瘤取瘤制细胞制细胞悬液悬液计数计数倍比浓度稀释倍比浓度稀释接种接种观观察肿瘤出现情况察肿瘤出现情况计算计算50%50%动物发生肿动物发生肿瘤的肿瘤数（瘤的肿瘤数（TDTD5050）将受将受0 0剂量照射的荷瘤动物的剂量照射的荷瘤动物的TDTD5050与受不与受不同剂量照射的荷瘤动物的同剂量照射的荷瘤动物的TDTD5050值相比，值相比，分别计算出各剂量的存活分数。分别计算出各剂量的存活分数。存活分数存活分数TDTD5050对照对照TDTD5050照射照射4 4、肺集落测定、肺集落测定 方法：方法：荷瘤动物原位照射肿瘤后荷瘤动物原位照射肿瘤后取瘤取瘤制成单细胞悬液制成单细胞悬液将已知数量的单细胞将已知数量的单细胞悬液注入受体动物悬液注入受体动物33周后处死动物周后处死动物计计数肺集落形成数。数肺集落形成数。将受不同剂量原位照射的肿瘤细胞注入将受不同剂量原位照射的肿瘤细胞注入受体动物后所形成的肺集落数与受体动物后所形成的肺集落数与0 0剂量照剂量照射形成的肺集落数相比，可求出各照射射形成的肺集落数相比，可求出各照射剂量下的存活分数，并绘制出肿瘤细胞剂量下的存活分数，并绘制出肿瘤细胞经体内照射后的剂量存活曲线。经体内照射后的剂量存活曲线。5 5、体内体外测定技术、体内体外测定技术 采用体外集落形成方法，测定体内照射采用体外集落形成方法，测定体内照射后肿瘤细胞存活率的方法。后肿瘤细胞存活率的方法。方法：方法：将受不同剂量体内局部照射的肿将受不同剂量体内局部照射的肿瘤取出，分别制备单细胞悬液，将一定瘤取出，分别制备单细胞悬液，将一定数量的细胞种入培养皿中，在离体条件数量的细胞种入培养皿中，在离体条件下培养下培养10101414天后，存活细胞可形成集天后，存活细胞可形成集落，计数集落，计算出存活的肿瘤细胞落，计数集落，计算出存活的肿瘤细胞数，与数，与0 0剂量下存活的肿瘤细胞数相比，剂量下存活的肿瘤细胞数相比，得出某剂量下细胞的存活分数得出某剂量下细胞的存活分数 。二、人类肿瘤异种移植模型二、人类肿瘤异种移植模型 多种人类肿瘤细胞可以在免疫缺陷的动物中以异种多种人类肿瘤细胞可以在免疫缺陷的动物中以异种移植生长。通常用于异种移植的受体动物为裸鼠移植生长。通常用于异种移植的受体动物为裸鼠 优点：优点：保留人类的核型及各自的反应特性。保留人类的核型及各自的反应特性。缺点：缺点：排斥反应；排斥反应；移植肿瘤细胞在小鼠体内发生动力学和细胞选择，移植肿瘤细胞在小鼠体内发生动力学和细胞选择，出现乏氧细胞；出现乏氧细胞；移植肿瘤在小鼠体内维持人类肿瘤的组织学特性，移植肿瘤在小鼠体内维持人类肿瘤的组织学特性，而基质组织则来源于小鼠。在对人类肿瘤细胞异种而基质组织则来源于小鼠。在对人类肿瘤细胞异种移植物的研究中，血管系统的供应起十分重要的作移植物的研究中，血管系统的供应起十分重要的作用，因此，所得结果的确切性则较鼠类肿瘤的研究用，因此，所得结果的确切性则较鼠类肿瘤的研究差。差。三、体外肿瘤模型系统三、体外肿瘤模型系统多细胞球状体多细胞球状体 某些肿瘤细胞在培养中形成多细胞某些肿瘤细胞在培养中形成多细胞球状体，即每通过一次细胞分裂，球状体，即每通过一次细胞分裂，子细胞粘在一起形成球形细胞团，子细胞粘在一起形成球形细胞团，随培养时间增加，细胞团逐渐增大，随培养时间增加，细胞团逐渐增大，有时可成为由数百万细胞组成的一有时可成为由数百万细胞组成的一个大细胞团。个大细胞团。特点：特点：有一定组织学特性与体内肿瘤生长相似有一定组织学特性与体内肿瘤生长相似 中心为非周期性类中心为非周期性类G G1 1期细胞乏氧性细期细胞乏氧性细胞胞 更好的模拟了体内实体瘤，有利于增敏更好的模拟了体内实体瘤，有利于增敏剂和化疗药物的研究。剂和化疗药物的研究。缺点缺点：必须是悬浮生长细胞，成团生长，不分必须是悬浮生长细胞，成团生长，不分离离 细胞群的组成细胞群的组成 1 1）非同步的周期细胞）非同步的周期细胞 2 2）非周期性的类）非周期性的类G G1 1期细胞期细胞 3 3）非周期性的类）非周期性的类G G1 1期乏氧细胞期乏氧细胞第二节第二节 低氧及再氧合低氧及再氧合一、乏氧细胞一、乏氧细胞 氧含量非常低的细胞，对辐射不敏氧含量非常低的细胞，对辐射不敏感感 肿瘤由两部分细胞组成。一部分是肿瘤由两部分细胞组成。一部分是含氧细胞，对辐射敏感含氧细胞，对辐射敏感 ；另一部分；另一部分是乏氧细胞是乏氧细胞(1020%)(1020%)，对辐射不敏，对辐射不敏感感二、组织氧合二、组织氧合 改变组织氧合状况，提高临床上对肿瘤改变组织氧合状况，提高临床上对肿瘤放射治疗的治愈率放射治疗的治愈率 1 1、高压氧舱、高压氧舱 2 2、照射同时，于常压下吸入含有、照射同时，于常压下吸入含有9595氧气与氧气与5 5二氧化碳的混合气体二氧化碳的混合气体 3 3、照射前给病人吸入、照射前给病人吸入1010氧气的方法氧气的方法 4 4、采用传递修饰剂（如氟碳乳剂），由、采用传递修饰剂（如氟碳乳剂），由于它携带大量的氧，能进入组织的乏氧于它携带大量的氧，能进入组织的乏氧区后放出氧区后放出氧三、乏氧细胞再氧合三、乏氧细胞再氧合 分次照射后乏氧细胞变成为氧合细分次照射后乏氧细胞变成为氧合细胞的现象胞的现象 乏氧细胞再氧合是临床肿瘤放射治乏氧细胞再氧合是临床肿瘤放射治疗中，小剂量分次照射方案制定的疗中，小剂量分次照射方案制定的重要细胞学基础。重要细胞学基础。第三节第三节 肿瘤细胞动力学肿瘤细胞动力学 研究肿瘤细胞群的增殖动力学，是研究肿瘤细胞群的增殖动力学，是观察细胞的运动，以形容一个细胞观察细胞的运动，以形容一个细胞群的生长来说明肿瘤细胞总数的变群的生长来说明肿瘤细胞总数的变化，而不是个体细胞的循环；化，而不是个体细胞的循环；由于正常细胞群和肿瘤细胞群增殖由于正常细胞群和肿瘤细胞群增殖动力学的差异，射线对它们产生不动力学的差异，射线对它们产生不同的影响和损伤，通过改变影响因同的影响和损伤，通过改变影响因素，扩大损伤差异，为提高肿瘤治素，扩大损伤差异，为提高肿瘤治疗疗效提供细胞学基础。疗疗效提供细胞学基础。一、正常组织的增殖动力学一、正常组织的增殖动力学人体的细胞群根据其功能，可以分为以人体的细胞群根据其功能，可以分为以下几组下几组:1 1、休止细胞群：没有细胞分裂或、休止细胞群：没有细胞分裂或DNADNA成成分改变分改变 2 2、增殖不稳定的细胞群：在机体的生命、增殖不稳定的细胞群：在机体的生命期内不断增殖，但速度渐慢，增殖略大期内不断增殖，但速度渐慢，增殖略大于丢失。于丢失。3 3、更新或增殖稳定的细胞群、更新或增殖稳定的细胞群 4 4、肿瘤细胞群、肿瘤细胞群1 1、正常组织的增殖动力学、正常组织的增殖动力学 受自动稳定控制系统的控制：到一定程受自动稳定控制系统的控制：到一定程度细胞增殖就会停止，主要有度细胞增殖就会停止，主要有2 2种生长控种生长控制：制：1 1）直接作用于细胞群，由子代细胞产生）直接作用于细胞群，由子代细胞产生的对细胞增殖的反馈作用；的对细胞增殖的反馈作用；2 2）作用于细胞周围环境，可以同时对几）作用于细胞周围环境，可以同时对几种细胞群起作用种细胞群起作用 此外，神经调节、营养、温度等也起此外，神经调节、营养、温度等也起一定的调节作用。一定的调节作用。2 2、肿瘤细胞群的增殖动力学、肿瘤细胞群的增殖动力学 肿瘤是生物体内按自身规律增殖的细胞群，肿瘤是生物体内按自身规律增殖的细胞群，它的增殖不受机体的正常稳定控制系统约束。它的增殖不受机体的正常稳定控制系统约束。1 1）肿瘤内的细胞群）肿瘤内的细胞群 分裂细胞：处于周期中的细胞，有一定的细分裂细胞：处于周期中的细胞，有一定的细胞周期时间。胞周期时间。静止细胞：静止细胞：G G0 0期细胞，保持生长能力。期细胞，保持生长能力。无增殖能力的细胞：从肿瘤治疗角度看已死无增殖能力的细胞：从肿瘤治疗角度看已死亡。亡。破碎细胞破碎细胞2 2）确定肿瘤生长速率主要考虑以下因）确定肿瘤生长速率主要考虑以下因素素细胞周期时间细胞周期时间：不同类型肿瘤细胞的细胞：不同类型肿瘤细胞的细胞周期时间不同；同一肿瘤在不同情况下也周期时间不同；同一肿瘤在不同情况下也有细胞周期时间的不同。有细胞周期时间的不同。在人类肿瘤中，许在人类肿瘤中，许多研究指出，细胞周期时间在多研究指出，细胞周期时间在15h15h到到100 h100 h，平均平均2.3d2.3d。生长分数（生长分数（growth fractiongrowth fraction）：细胞群体：细胞群体中有增殖能力的细胞数与细胞总数之比值：中有增殖能力的细胞数与细胞总数之比值：GF 有增殖能力的细胞数细胞群的细胞总数细胞丢失细胞丢失 有以下几个途径：有以下几个途径：营养不良性坏死营养不良性坏死 远离血管的细胞；远离血管的细胞；细胞增殖死亡细胞增殖死亡 死于免疫打击死于免疫打击 转移转移 脱落脱落 结论结论 如果细胞周期时间短、生长比例如果细胞周期时间短、生长比例较高、细胞丢失少，那么肿瘤生长较快较高、细胞丢失少，那么肿瘤生长较快。肉瘤与癌：肉瘤与癌：肉瘤细胞丢失系数低于肉瘤细胞丢失系数低于癌细胞丢