1、    兔髂動脈腔內照射預防血管成形術后 再狹窄實驗研究初報        摘要】目的評價兔髂動脈內近距離治療預防經皮經腔血管成形術(PTA)后再狹窄的可行性及作用。方法 29只兔髂動脈進行PTA后制成動脈狹窄模型，4周后將狹窄病灶分為3個組：(1)8只作為對照組，僅作PTA；(2)9只PTA后192Ir腔內照射10 Gy；(3)12只PTA后192Ir腔內照射18 Gy。全部兔飼養4周后活殺，取病理組織學標本進行分析。結果新內膜面積13組分別為(13.85

2、7;6.92) m2，(14.79±3.34) m2，(5.10±2.12) m2(P<0.05)；管腔面積13組分別為(4.24±1.49) m2，(3.58±3.37) m2，和(12.31±5.57) m2(P<0.05)；狹窄面積13組分別為(0.63±0.40) m2，(0.78±0.15) m2，(0.54±0.14) m2(P<0.05)；管腔壁最大厚度13組分別為(799.50±184.57) m，(891.60±137.00) m，(312.33±5

3、6.80) m(P<0.05)。對各組內膜、中膜的平滑肌細胞中的肌動蛋白(Actin)含量積分吸光度和單位平均吸光度的測定，18 Gy組數值明顯低于對照組及10 Gy組(P<0.05)；各組增殖細胞核抗原(PCNA)染色陽性率，18 Gy組明顯低于10 Gy組及對照組(P<0.05)。結論血管腔內192Ir-線照射在技術上可行，可在介入治療室中安全進行。18 Gy能有效的抑制新內膜的增生?！娟P鍵詞】經皮經腔血管成形術近距離治療放射治療預防再狹窄 Intra-arterial brachytherapy prevents restenosis in a rabbit iliac

4、 artery following percutaneous transluminal angioplastySHEN Wenjiang,WANG Junjie,YU Shiping,et al.Department of Radiation Oncology,First Hospital,Beijing Medical University, Beijing 100034【Abstract】ObjectiveTo evaluate the role of intra-arterial brachytherapy to prevent the iliac artery restenosis i

5、n the rabbit following percutaneous transluminal angioplasty (PTA). MethodsTwenty-nine iliac arteries in the rabbit underwent artery angiography. One segment of the iliac artery was chosen as the target for balloon injury and was built into an artery stenosis model. Four weeks later, the stenotic le

6、sions were divided into three groups. In eight and twelve rabbits, a ribbon of 192Ir was positioned at the target segment and 10 Gy,18 Gy was delivered at the vessel wall separately.Before that,overdilation balloon angioplasty had been performed at the irradiated segment.All animals survived and wer

7、e sacrificed on D 28. Histopathologic analysis was performed. ResultsIn the control group, the neointimal area (mean ±SD) was (13.85±6.92) m2 as compared with (14.79±3.34) m2 of the 10 Gy irradiated group and (5.10±2.12) m2in the 18 Gy group (P<0.05).In the control group, the

8、lumen area (mean ±SD) was (4.24±1.49) m2 as compared with (3.58±3.37) m2 of the 10 Gy group ， (12.31±5.57) m2 of the 18 Gy group (P<0.05).In the control group,the stenotic area (mean ±SD) was (0.63±0.40) m2 as compared with the (0.78±0.15) m2 of the 10 Gy group

9、and (0.54±0.14) m2 of the 18 Gy group (P<0.05).In the control group,the thickness (mean ±SD) of most lumen walls was (799.50±184.57) m as compared with (891.60±137.00) m of the 10 Gy group and (312.33±56.80) m of the 18 Gy group. In the 18 Gy group ,the mean integral abso

10、rbance and mean unit absorbance VSMCs actin were obviously less than the control and 10 Gy groups(P<0.05).In the 18 Gy group, PCNA positive rate of VSMCs was less than the control and 10 Gy groups(P<0.05).ConclusionsAdministration of intra-arterial irradiation with a 192Ir source is technicall

11、y feasible and compatible with an angioplasty laboratory environment .A dose of 18 Gy is able to effectively induce long-term inhibition of neointimal hyperplasia.【Key words】Percutaneous transluminal angioplastyBrachytherapyRadiotherapyRestenosis prevention經皮經冠脈腔血管成形術(percutaneous transluminal coron

12、ary angioplasty,PTCA)是治療冠心病的主要方式之一，但術后6個月內30%60%的病人仍然會出現管腔再狹窄(RS)或閉塞。在預防PTCA后冠脈RS的基礎與臨床研究中，冠脈PTCA同時進行管腔內近距離治療的基礎與臨床研究最成功且引人注目。北京醫科大學第一醫院腫瘤中心與心內科介入治療組于1998年2月1998年6月進行了兔髂動脈經皮經腔血管成形術(percutaneous transluminal angioplasty,PTA)后血管腔內放射治療，現將初步結果報告如下。1材料與方法1.1動物模型的建立：新西蘭兔60只，性別不限，體重33.5 kg。年齡22.5個月。經體檢合格后飼

13、以高膽固醇粉、高脂肪配制的混合飼料喂養2周，選一側髂動脈行PTA手術，球囊擴張損傷動脈內膜。再飼養高脂肪食物4周，使擴張的髂動脈形成動脈內膜高度增生及管腔狹窄。因麻醉意外、血管畸形及傳染病等原因，共死亡31只，實際結果僅29只。1.2實驗設備：心血管造影介入治療機為西門子HS/KU數字減影心血管造影X線機。后裝治療機為中國核儀器總公司科霖眾醫學技術研究所為血管介入治療專門研制的HG-HDR-18改進型后裝系統，用192Ir點源，放射源直徑0.9 mm，置源導管直徑1.0 mm，源活度1.52×1011 Bq，源粒長3 mm。實驗計算劑量用的治療計劃系統為中國科學院大恒醫療設備有限公司

14、提供的美國NCI用于血管內照射的軟件設備STAR-1000劑量測量分析系統，在蘋果機工作站中得出劑量分布后，移入后裝機計算實際每點駐留時間。1.3實驗分組：兔髂動脈內膜擴張損傷后4周，形成內膜增生管腔狹窄，均經血管造影證實管腔狹窄30%以上。將兔分成3個組：(1)對照組，僅做PTA，共8只；(2)腔內照射10 Gy組，共9只；(3)腔內照射18 Gy組，共12只。1.4實驗方法：全部兔狹窄的髂動脈給予PTA，球囊導管擴張部位比狹窄管腔稍長，連續擴張3次，每次5 KPa壓力，持續1分鐘。對照組只做PTA。放射治療組則在PTA后取出球囊導管，置入放射治療模擬源導絲，在X線屏幕上觀察治療位置準確到位

15、后，輸入治療計劃，192Ir源活度1.41×1011 Bq，步進距離4 mm，駐留點7個，靶區長23 mm，照射時間4451秒。放射治療2個組總劑量不同，照射時間不同。照射靶區超過RS區域每側35 mm。PTA放射治療后，取出導管，常規注射肝素鹽水及生理鹽水。用普通飼料飼養4周后殺死兔，取髂動脈實驗段，福爾馬林液固定，石蠟包埋，制成切片，HE染色或行免疫組化研究。1.5實驗結果計算：HE染色的每個標本取2張切片，將各組的動脈切片共58份輸入美國CMIAS-B象處理分析系統，2張切片取均值。分別觀察并計算血管內膜、中膜面積，管腔面積和狹窄面積，以及管腔壁最大厚度等。上述數據用SPSS軟

16、件進行數據統計分析，2個組間差異用t檢驗，多組之間差異用Newman-keuls檢驗，并采用線性回歸分析，。1.6免疫組化實驗：用北京中山生物技術有限公司提供的免疫組化SP試劑盒，采用LSAB法檢測肌動蛋白(Actin)及增殖細胞核抗原(PCNA)的表達，用以觀察及評估血管壁平滑肌細胞的活性及增殖能力。實驗步驟按試劑盒說明進行。Actin免疫組化檢測是先在光學顯微鏡下選出染色反應陽性區，然后由LEICAQ-550 IW計算機象分析系統測定單位平均吸光度和積分吸光度。PCNA免疫組化染色在光學顯微鏡高倍鏡下定量測定血管內膜及中膜平滑肌細胞中PCNA陽性細胞數和平滑肌細胞的總數，求出二者的百分比。

17、2結果2.1對照組、管腔內照射10 Gy及18 Gy共3個組標本HE染色測量結果如表1。表1血管腔內放射治療的形態學測量結果分組標本數內膜面積(m2)中膜面積(m2)管腔面積(m2)狹窄面積(m2)管腔壁最大厚度(m)對照組813.85±6.959.71±3.874.24±1.490.63±0.40799.50±184.5710 Gy組914.79±3.3410.35±3.523.58±3.370.78±0.15891.60±137.0018 Gy組125.10±2.129.54

18、77;3.6312.31±5.570.54±0.14312.33±56.80P值0.05*0.05*0.05*0.05*0.05*注：*：均為18 Gy組與對照組及10 Gy組的比較 統計分析顯示內膜面積與狹窄面積呈正相關。2.2Actin與PCNA免疫組化染色定量分析如表2，3。表2各組內膜、中膜平滑肌細胞中Actin含量積分吸光度和單位平均吸光度分組例數內膜平滑肌細胞中膜平滑肌細胞積分吸光度單位平均吸光度積分吸光度單位平均吸光度對照組8346.80±80.640.36±0.03302.51±78.200.36±0.061

19、0 Gy組8416.23±82.560.42±0.06366.58±64.800.40±0.0418 Gy組888.06±22.640.16±0.0262.56±22.640.17±0.03P值0.010.050.010.05表3各組平滑肌細胞PCNA染色陽性百分比分組例數內膜的PCNA陽性率(%)中膜的PCNA陽性率(%)對照組816.54±4.6017.58±4.2010 Gy組830.25±6.8228.61±8.5818 Gy組86.58±1.516.82&

20、#177;2.00P值0.050.01從表2，3可以看出，10 Gy組使內膜和中膜平滑肌細胞的Actin，PCNA明顯增加，高于對照組，平滑肌細胞增生活躍；而18 Gy組平滑肌細胞的Actin，PCNA明顯降低，說明平滑肌細胞增生受到抑制。 3討論3.1血管成形術后再狹窄及其預防研究：冠脈粥樣硬化性心臟病PTCA后6個月RS發生率高達30%60%，預防RS的各種方法，如支架、旋切術、藥物、基因治療等，均未能得到令人滿意的結果1。從低劑量放射治療可以抑制瘢痕增生得到啟發，使放射治療專家與心內科介入治療專家聯合進行血管腔內照射可以預防PTA后的RS2-4。從已經發表的臨床研究可以看出血管腔內照射可

21、以明顯減少PTA后的RS，隨機前瞻研究結果，RS發生率放射治療組7%17%，對照組42%54%，晚期減少指數(late loss index,LLI)放射治療組0.0%12.0%，對照組43%60%3。3.2PTCA或PTA后RS的機制：冠脈或周緣動脈，包括股幗動脈、腎動脈狹窄、腎透析后的動靜脈短路，PTCA或PTA后發生RS的機制是相同的，主要是管壁彈性回縮(recoil)，內膜增殖及血管重塑(remodeling)。PTA后24小時之內，損傷區域外膜有大量巨噬細胞及單核細胞聚集，并伴有血小板源性生長因子(PDGF)、成纖維生長因子(FGF)表達。1周內炎性單核細胞、巨噬細胞與PDGF遍布血

22、管壁全層，刺激中膜平滑肌細胞(SMC)向內膜遷移并發生增殖，3周6個月新內膜形成增厚斑塊，致管腔狹窄加上血管壁損傷后形成的彈力回縮，加重了管腔狹窄5，6。3.3管腔內放射治療抑制RS的機制：PTCA或PTA后RS的過程頗似冠脈粥樣硬化形成過程和瘢痕形成過程。放射治療抑制瘢痕及新生肉芽組織已為眾所周知。最近文獻報導認為，放射治療還可抑制血管的彈性回縮與重塑，在PTCA或PTA后血管內皮損傷后局部發生的炎細胞浸潤過程中，炎細胞中巨噬細胞及單核細胞對放射線最敏感，使新內膜形成受到抑制5，6。放射線對SMC增殖、遷移的抑制，從免疫組化染色定量分析可以看出，10 Gy腔內照射促進Actin，PCNA的活

23、性增加，使SMC增殖亢進；而18 Gy腔內照射，使Actin，PCNA的活性明顯降低，SMC的增殖受到抑制。3.4血管腔內照射劑量：已經在許多文獻中報告，一般認為從管壁表面下1 mm為基準點，1次劑量15 Gy以上有抑制血管壁新內膜形成及管壁重塑作用，若劑量10 Gy以下會引起血管壁新內膜明顯增生，管腔明顯狹窄5-8。3.5血管腔內使用的放射線源：目前所用的放射線有2種，線源與線源。線源用192Ir，防護較復雜；線源用32P，90Sr或90Y，188Re等，防護簡單，而且目前線已有液體源，采用氣囊充液的方法進行放射治療4。本組實驗采用192Ir籽粒源。3.6血管腔內照射最關鍵的問題是劑量準確性

24、，本組實驗保證劑量準確的幾點是：(1)使用美國NCI進行血管腔內照射的治療計劃系統(treatment planning system,TPS)，該系統已經獲美國食品及藥品管理局(FDA)的認可；(2)保證放射源位于血管管腔的中心，本組實驗預定導管管腔內徑為1.0 mm，放射源直徑為0.9 mm；(3)后裝治療機設有帶標記物的模擬源(假源)，可在放射源置入前進行行程核對；(4)后裝治療機預先進行1 000次模擬施源演練，電子計算機操作準確無誤。3.7血管內放射的副作用包括：(1)工作人員所受劑量及安全性。本項實驗在進行血管內照射時，完全由電子計算機自動操作，工作人員隔室操縱，用劑量檢測儀測定操

25、縱室內屬安全區域；(2)血管內照射的宿主，文獻報導有可能發生假性動脈瘤或血栓形成8。本組實驗觀察兔放射治療后4周，病理形態檢查未發現上述副作用。4結論用192Ir-線源進行兔髂動脈內照射預防PTA后RS的實驗證明，兔髂動脈內照射18 Gy可以明顯預防RS；而腔內照射10 Gy，會使動脈內膜增生，血管狹窄加重。血管內照射未見任何副作用。志謝本工作得到劉兆平、霍勇的幫助，在此表示感謝。作者單位：申文江王俊杰于世平黎功陳星陳明100034北京醫科大學附屬第一醫院腫瘤治療中心參考文獻1Nath R, Roberts KB. Vascular irradiation for the prevention

26、 of restenosis after angioplasty：a new application for radiotherapy. Int J Radiat Oncol Biol phys,1996,36(4)：977-979.2Waksman R. Clinical trials in radiation therapy for restenosis: post, present and future. Vascul Radiother Monit,1998,1(1): 10-18.3Reducing restenosis with endovascular brachytherapyeditorial. MedPro Month,1998,8(1):