大劑量rhG-CSF輻照后早期單次給藥對60Coγ射線照射小鼠的實驗治療作用及機(jī)制初步研究.pdf

1、骨髓型急性放射病治療是核輻射事故應(yīng)急醫(yī)學(xué)處理中十分重要的環(huán)節(jié)，也是放射醫(yī)學(xué)的重要研究內(nèi)容，一直受到國內(nèi)外學(xué)者的高度重視。借鑒臨床應(yīng)用造血因子治療腫瘤放、化療后造血障礙性疾病的經(jīng)驗，在近年來國內(nèi)外多起輻射事故病人臨床救治中，試用了造血因子治療ARS病人，觀察到一定的促造血恢復(fù)作用；但由于對造血因子治療作用的認(rèn)識不足，使用混亂，在治療中常出現(xiàn)短效、無效甚至負(fù)效應(yīng)的現(xiàn)象。
　　 我們前期研究工作發(fā)現(xiàn)，機(jī)體受照后造血基質(zhì)細(xì)胞分泌的造血刺

2、激活性物質(zhì)在照后早期降低，極期升高，而造血抑制活性物質(zhì)照后早期升高并持續(xù)一段時間，指出二者的失衡是加重造血細(xì)胞輻射損傷的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。同時我們發(fā)現(xiàn)造血細(xì)胞受照后對造血因子的增殖反應(yīng)性降低，表現(xiàn)為ED50值的增加和最大增殖幅度的降低；ED50值的增加表明照射細(xì)胞若達(dá)到同等程度的增殖水平，需要更高濃度的造血因子，而最大增殖幅度的降低提示照射細(xì)胞即使給予充量的造血因子，也不能恢復(fù)到照前的增殖水平，因此，增殖反應(yīng)性降低是造血因子治療急性放射病療

3、效受限的原因之一，也是加重造血細(xì)胞輻射損傷的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)?；谝陨蟽煞矫娴囊蛩?，我們推測，照后早期給予大劑量的造血因子，逆轉(zhuǎn)造血抑制與造血刺激活性物質(zhì)的失衡，并在一定程度上增加照后造血細(xì)胞的增殖能力，可能有望在急性放射病治療上獲得更佳的治療效果。
　　 重組人粒細(xì)胞集落刺激因子(rhG-CSF)能促進(jìn)放化療患者造血功能的恢復(fù)，顯著提高受照射動物的存活率，現(xiàn)已成為治療急性放射病的首選藥物之一?；谏鲜龇治?，本課題在8Gy致死性照射

4、和6Gy照射小鼠動物模型上觀察了大劑量rhG-CSF照后早期干預(yù)治療對急性放射病的治療作用及其最佳給藥方案；應(yīng)用二次照射動物模型，觀察了其對活存動物遠(yuǎn)后造血功能恢復(fù)的影響；并采用非清髓造血干細(xì)胞移植模型，探討了其對造血干細(xì)胞植入和重建機(jī)體造血的作用機(jī)制，期望為急性放射病治療研究提供新的思路和措施。
　　 研究發(fā)現(xiàn)，大劑量rhG-CSF照后早期給藥，可有效地提高致死劑量照射小鼠的30天活存率，并可延長死亡鼠的平均生存時間，且呈一定

5、的劑量效應(yīng)關(guān)系；但劑量并非越大越好，rhG-CSF劑量為1.0mg/kg時最適宜，這可能與大劑量細(xì)胞因子的毒副作用有關(guān)。為進(jìn)一步改善給藥方案，我們進(jìn)一步研究了大劑量rhG-CSF不同給藥條件(包括給藥次數(shù)、給藥起始時間和給藥劑量)對照射小鼠造血功能恢復(fù)的影響。研究結(jié)果表明，大劑量rhG-CSF(1.0mg/kg)于照后0.5h單次給藥時其效果最佳。
　　 在上述實驗基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步確證該細(xì)胞因子對ARS的治療效果，我們研究了大劑

6、量rhG-CSF早期單次給藥對6 Gyγ射線照射小鼠骨髓有核細(xì)胞數(shù)的影響。結(jié)果表明，大劑量rhG-CSF早期單次給藥，可明顯促進(jìn)照射小鼠骨髓有核細(xì)胞數(shù)的恢復(fù)。
　　 上述實驗結(jié)果提示，大劑量rhG-CSF照射后早期單次給藥，可保護(hù)并促進(jìn)機(jī)體自身殘留的骨髓造血干、祖細(xì)胞增殖及分化成熟。但大劑量rhG-CSF在誘導(dǎo)造血干細(xì)胞增殖分化的同時，是否會引起體內(nèi)造血干細(xì)胞枯竭而影響機(jī)體的長期造血功能呢?為進(jìn)一步確證大劑量rhG-CSF早期治

7、療的安全性，我們設(shè)計了小鼠二次照射(均為6Gy照射)模型，觀察大劑量rhG-CSF早期單次給藥對照射小鼠遠(yuǎn)后造血功能恢復(fù)的影響。結(jié)果表明，rhG-CSF1.0mg/kg治療組外周血象的恢復(fù)仍明顯快于對照組，說明大劑量rhG-CSF早期單次給藥，不僅能促進(jìn)受照小鼠近期造血功能的恢復(fù)，對照射小鼠遠(yuǎn)后造血功能也有促進(jìn)作用。以上結(jié)果提示，rhG-CSF可能不僅作用于造血祖細(xì)胞，也作用于造血干細(xì)胞，因此不僅可以改善照射小鼠的短期造血恢復(fù)，也可以促

8、進(jìn)其遠(yuǎn)后造血的恢復(fù)。
　　 在確定了大劑量rhG-CSF早期單次給藥對γ射線小鼠的治療作用之后，本課題對其作用機(jī)制進(jìn)行了初步探討。研究發(fā)現(xiàn)：(1)大劑量rhG-CSF早期單次給藥，可明顯改善非清髓骨髓移植小鼠血象的恢復(fù)。(2)大劑量rhG-CSF早期單次給藥在非清髓GFP熒光小鼠移植模型中，可一定程度地促進(jìn)外源性骨髓細(xì)胞的植入；提示該細(xì)胞因子對外源性骨髓造血細(xì)胞也有促增殖及分化成熟作用。由此根據(jù)以上結(jié)果我們推測，大劑量rhG-C

9、SF早期單次給藥，可能是通過改善骨髓造血微環(huán)境從而改善其造血功能。另外觀察到常應(yīng)用于急性放射病實驗治療研究的SCF和IL-11兩種細(xì)胞因子，卻均沒有觀察到這種效應(yīng)。(3)同樣作為臨床常用動員劑AMD3100(CXCR4拮抗劑)，對照射小鼠血象恢復(fù)的影響與大劑量rhG-CSF的作用完全不同，它只在給藥后早期引起一過性的白細(xì)胞動員，但在隨后血象恢復(fù)期間均無影響。這提示，大劑量rhG-CSF對照射小鼠的促進(jìn)造血恢復(fù)作用可能與它的動員作用無直接

10、關(guān)聯(lián)。
　　 以上研究結(jié)果表明：(1)大劑量rhG-CSF早期治療，可明顯提高致死劑量照射小鼠活存率，延長死亡動物的平均生存時間。(2)大劑量rhG-CSF(1.0mg/kg)在照射后0.5h單次給藥為最有效且最簡捷的給藥方案。(3)大劑量rhG-CSF早期單次給藥，可明顯促進(jìn)6Gyγ射線照射小鼠的造血恢復(fù)。(4)大劑量rhG-CSF(1.0mg/kg)于照后早期單次給藥明顯促進(jìn)6Gyγ身于線照射小鼠的遠(yuǎn)后造血恢復(fù)。(5)大劑量

11、rhG-CSF(1.0mg/kg)照后早期單次給藥，可明顯促進(jìn)非清髓髓移植小鼠的造血恢復(fù)，并在一定程度上促進(jìn)外源骨髓細(xì)胞的植入；而IL-11和SCF均沒有此效應(yīng)。(6)動員劑AMD3100可引起6Gyγ射線照射小鼠白細(xì)胞的一過性動員。但對其外周血象的恢復(fù)無明顯影響，對非清髓骨髓移植小鼠的造血恢復(fù)也無影響。
　　 本研究結(jié)果表明，小鼠受60Coγ射線照射后早期，使用大劑量rhG-CSF單次給藥，顯示出了較好的治療作用，為急性放射病