快中子及光子照射小鼠胸腔后食管的病理组织学观察
作者：冯林春 陈国雄 王迎选 曾逖闻 于国
单位：冯林春 陈国雄 王迎选 曾逖闻 解放军总医院放射治疗科，北京 100853；于国 解放军总医院病理科
关键词：食管；胸腔；快中子；光子；小鼠
快中子及光子照射小鼠胸腔后食管的病理组织学观察 摘要 目的：观察等效应快中子、光子及混合射线(快中子+光子)照射小鼠胸腔后食管的病理改变。方法：用快中子、光子及混合线单次照射小鼠胸腔。结果：等效应快中子、光子及混合线照射后，食管的病理改变基本一致。结论：快中子及混合线照射小鼠胸腔后并不会加重食管的放射反应。
中国图书资料分类法分类号 R 322.43
The pathological changes of mice esophagus after thoracic irradiation
, http://www.100md.com
with fast neutron and photon in mice
Feng Linchun, Chen Gouxiong, Wang Yingxuan, Zheng Tiwen, Yu Guo (Department of Radiotherapy, General Hospital of PLA, Beijing 100853)
bstract Objective:To observe the esophageal pathological changes after thoracic irradiation with different rays. Methods: The thorax of 168 mice were irradiated with equal effective fast neutron, photon and mixed beams, respectively. Results:There were no difference found in the pathological changes of esophagus after the three kinds of beam irradiation.Conclusion: The radiation reactions of the mice esophagus seem not to be deteriorated after thoracal irradiation with fast neutron, photon or mixed beams.
, 百拇医药
Key words fast neutron; photon; mice; esophagus; pathological changes
近年来国外再次兴起快中子治癌的临床及实验研究。我国于 1991 年也开展了此项工作的临床研究。本实验目的是了解快中子及混合射线照射后食管的病理改变。在预实验中我们观察到 14.1 MeV 快中子的RBE值为 3.0。
1 材料和方法
1.1 实验动物 18～22 g 中国昆明种小鼠，雌、雄各半，由总后动物饲养所提供。小鼠购进后在我院医学动物实验中心饲养，饲养条件为：室温 22～28 ℃，相对湿度 40%～70%，标准颗粒饲料喂养。
1.2 放射源 照射光子用Varian Clinac 1800 直线加速器产生的 8 MV 光子，剂量率为 320 cGy/min，用中国原子能科学研究院HI-13 串列加速器产生的剂量率为 5 cGy/min, 14.1 MeV 快中子进行中子照射。
, 百拇医药
1.3 照射方法 用乙醚麻醉小鼠后，使小鼠仰卧位，将四肢固定在固定板上。光子照射时照射野表面放 2 cm 等效填充物，SSD(源皮距)为 100 cm。快中子照射时，照射野表面放 0.5 cm 等效填充物，SSD为 22.5 cm，照射野面积均为 2 cm× 3 cm，包括整个胸腔。混合线组先照射快中子，再照射光子。
1.4 分组 将小鼠随机分为光子组、快中子组、混合线组，每组再根据照射剂量的大小分三个亚组，每个亚组 18 只鼠。光子组Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别照射光子 6 Gy、 12 Gy 和 18 Gy，快中子Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别照射快中子 1 Gy、 2 Gy 和 3 Gy 后，再分别照射光子 3 Gy、 6 Gy 和 9 Gy。另设 6 只小鼠为空白对照组。
1.5 病理标本的取材及制作 每个剂量点均在照射后 3 d、 14 d 和 28 d 分别取 6 只鼠断颈活杀后立即开胸取材。将食管取出后立即用 10% 福尔马林固定，切片HE染色后在光镜下观察。
, 百拇医药
2 结 果
食管受照射后粘膜及粘膜下层出现充血、水肿、出血、炎细胞浸润，以及增生、角化等病理改变。
三组中的三个亚组Ⅰ在照射后 d 3，光镜下均可见轻度充血、水肿、点状出血及少量的中性白细胞浸润。中子组Ⅰ出血程度略重于其它两组。照射后 d 14，可见轻度增生及角化，表明已经开始修复。照射后 d 28 增生及角化程度加重，均为中度增生及角化。
三组中的三个亚组Ⅱ在照射后 d 3，均可见中-重度充血、水肿及中细胞浸润，并可见多灶性出血。混合组出血主要为局灶性、略轻于其它两组。照射后 d 14 均可见轻-中度增生及角化。照射后 d 28，增生及角化程度加重，均为中-重度增生及角化。
三组中的三个亚组Ⅲ在照射后 d 3 均可见中-重度充血、水肿、大量中性白细胞浸润及广泛性出血灶，并可见轻-中度增生及角化，中子组Ⅲ增生及角化略重于其它两组，主要为中度增生及角化。照射后 d 14 仍可见轻度充血，此时增生及角化程度加重，主要为中-重度增生及角化。照射后 d 28 仍可见少量中性白细胞浸润，此外增生及角化均为重度。
, http://www.100md.com
总之，三组中相对应的三个亚组在照射后 d 3、d 14、d 28 食管粘膜在光镜下的病理改变基本一致，无显著差异。
3 讨 论
食管粘膜是细胞快速更新的早反应组织，高剂量照射时急性粘膜反应偶而可持续，并表现为晚期反应。Seaman及Mascarenhas〔1，2〕报告了人食管急性放射反应。他们描述的人食管急性放射反应病理改变与观察的小鼠动物实验相一致。然而并不是所有患者食管炎症与病理改变都正相关。如Mascarenhas等〔2〕报告 18 例有食管炎症状的患者中的 12 例经内窥镜证实有食管炎，其中 8 例组织学改变得到证实(其余 4 例未得到证实)。
虽然粘膜的改变已被观察到，但食管照射后的晚期病理改变主要与肌层的改变有关。由于负鼠(opossum)食管肌层与人食管肌层相似(上 1/3 为横纹肌、下 1/3 为平滑肌、中 1/3 为混合肌层)，负鼠已被用做人类食管的模型。Northway等〔3〕报告了负鼠受照射后剂量与肌层病理改变的关系。单次照射 22.5 Gy 时，肌层出现灶性凝固性坏死，并且在深部肌层神经网的神经节周围出现炎性细胞。剂量低于 22.5 Gy 时，仅可见一些炎细胞聚集在神经节细胞附近，而无其它改变。Berthrong〔4〕报告了人食管受照射后 3 个月至 2 年可见完整的上皮增生。病理上可见上皮增厚、皱襞增高。由粘膜下纤维化引起食管狭窄的情况比较少见。急性反应主要发生在食管基底上皮层，晚期反应主要是由于放射线作用于肌细胞(肌层)、以及成纤维细胞和炎细胞浸润至肌细胞壁所致。虽然毛细血管扩张及血管腔狭窄已被报告，但它们在引起晚期反应中的有有争论。
, http://www.100md.com
由于快中子的RBE值高于光子，单纯快中子照射后引起的正常组织放射反应较相同剂量的光子照射后明显严重〔5、6〕。如实验中照射快中子 6 Gy 组各器官在照射后不同时间点上的放射反应明显重于照射光子 6 Gy 组。同时随照射快中子剂量的增加，受照射组织的放射反应也明显加重。
由于等效应的快中子加光子照射后正常组织的放射反应比单纯照射快中子的反应轻，而与单纯照射光子的反应基本相同〔7～9〕。因此目前多采用混合线进行肿瘤治疗，以提高肿瘤的局控率，减轻正常组织的反应。
从本实验结果上看，照射等效应的混合线后食管的病理改变与单纯照射光子的病理改变基本一致，说明混合射线照射胸腔后不会加重胸腔内重要脏器的放射反应，从而对临床上应用混合线治疗胸部肿瘤有一定的指导意义。
国家攀登计划B基金资助项目，批准号 国家科委(1995) 01-1
, 百拇医药
参考文献
1 Seaman WB. The effectofradiation of the esophagus. Radiology, 1957,68:534
2 Mascarenhas F, Silvestre ME, Costa M et al. Acute secondary effects in the esophagus in patients undergoing radiotherapy for carcinomaofthe lung. Am J Clin Oncol, 1989,12:34
3 Northway MG, Libshitz HI, West JJ et al. The opossum as an animal moedel for studying radiation esophagitis. Radiology, 1979,131:731
, http://www.100md.com
4 Berthrong M, Fajardo LF. Rdiation injury in surgical pathology. Ⅱ Alimentary tract. Am J Surg Pathol, 1985,5:153
5 Eichhirn JH, Cohen L, Budach VI et al. Comparison between neutron therapy and 60Co gamma ray therapy of brochial, gastric, and oesophagus carcinoma. Eur J Cancer, 1974,10:361
6 冯林春，曾逖闻.非小细胞肺癌的快中子治疗.国外医学临床放射学分册，1995，18(3)：184
7 冯林春，曾逖闻，王连元等.快中子及光子照射小鼠Lewis肺癌实体瘤的实验研究.中华放射肿瘤学杂志，1995，4(3)：190
8 冯林春，曾逖闻，于 国等.快中子及光子照射小鼠胸腔器官的病理改变.中华放射医学与防护杂志，1996，16(2)：120
9 冯林春，陈国雄，申文江等.快中子术前放疗非小细胞肺癌.中华肿瘤杂志，1997，19(2)：136
(1999—01—22收稿，1999—02—30修回), http://www.100md.com
单位：冯林春 陈国雄 王迎选 曾逖闻 解放军总医院放射治疗科，北京 100853；于国 解放军总医院病理科
关键词：食管；胸腔；快中子；光子；小鼠
快中子及光子照射小鼠胸腔后食管的病理组织学观察 摘要 目的：观察等效应快中子、光子及混合射线(快中子+光子)照射小鼠胸腔后食管的病理改变。方法：用快中子、光子及混合线单次照射小鼠胸腔。结果：等效应快中子、光子及混合线照射后，食管的病理改变基本一致。结论：快中子及混合线照射小鼠胸腔后并不会加重食管的放射反应。
中国图书资料分类法分类号 R 322.43
The pathological changes of mice esophagus after thoracic irradiation
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with fast neutron and photon in mice
Feng Linchun, Chen Gouxiong, Wang Yingxuan, Zheng Tiwen, Yu Guo (Department of Radiotherapy, General Hospital of PLA, Beijing 100853)
bstract Objective:To observe the esophageal pathological changes after thoracic irradiation with different rays. Methods: The thorax of 168 mice were irradiated with equal effective fast neutron, photon and mixed beams, respectively. Results:There were no difference found in the pathological changes of esophagus after the three kinds of beam irradiation.Conclusion: The radiation reactions of the mice esophagus seem not to be deteriorated after thoracal irradiation with fast neutron, photon or mixed beams.
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Key words fast neutron; photon; mice; esophagus; pathological changes
近年来国外再次兴起快中子治癌的临床及实验研究。我国于 1991 年也开展了此项工作的临床研究。本实验目的是了解快中子及混合射线照射后食管的病理改变。在预实验中我们观察到 14.1 MeV 快中子的RBE值为 3.0。
1 材料和方法
1.1 实验动物 18～22 g 中国昆明种小鼠，雌、雄各半，由总后动物饲养所提供。小鼠购进后在我院医学动物实验中心饲养，饲养条件为：室温 22～28 ℃，相对湿度 40%～70%，标准颗粒饲料喂养。
1.2 放射源 照射光子用Varian Clinac 1800 直线加速器产生的 8 MV 光子，剂量率为 320 cGy/min，用中国原子能科学研究院HI-13 串列加速器产生的剂量率为 5 cGy/min, 14.1 MeV 快中子进行中子照射。
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1.3 照射方法 用乙醚麻醉小鼠后，使小鼠仰卧位，将四肢固定在固定板上。光子照射时照射野表面放 2 cm 等效填充物，SSD(源皮距)为 100 cm。快中子照射时，照射野表面放 0.5 cm 等效填充物，SSD为 22.5 cm，照射野面积均为 2 cm× 3 cm，包括整个胸腔。混合线组先照射快中子，再照射光子。
1.4 分组 将小鼠随机分为光子组、快中子组、混合线组，每组再根据照射剂量的大小分三个亚组，每个亚组 18 只鼠。光子组Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别照射光子 6 Gy、 12 Gy 和 18 Gy，快中子Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别照射快中子 1 Gy、 2 Gy 和 3 Gy 后，再分别照射光子 3 Gy、 6 Gy 和 9 Gy。另设 6 只小鼠为空白对照组。
1.5 病理标本的取材及制作 每个剂量点均在照射后 3 d、 14 d 和 28 d 分别取 6 只鼠断颈活杀后立即开胸取材。将食管取出后立即用 10% 福尔马林固定，切片HE染色后在光镜下观察。
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2 结 果
食管受照射后粘膜及粘膜下层出现充血、水肿、出血、炎细胞浸润，以及增生、角化等病理改变。
三组中的三个亚组Ⅰ在照射后 d 3，光镜下均可见轻度充血、水肿、点状出血及少量的中性白细胞浸润。中子组Ⅰ出血程度略重于其它两组。照射后 d 14，可见轻度增生及角化，表明已经开始修复。照射后 d 28 增生及角化程度加重，均为中度增生及角化。
三组中的三个亚组Ⅱ在照射后 d 3，均可见中-重度充血、水肿及中细胞浸润，并可见多灶性出血。混合组出血主要为局灶性、略轻于其它两组。照射后 d 14 均可见轻-中度增生及角化。照射后 d 28，增生及角化程度加重，均为中-重度增生及角化。
三组中的三个亚组Ⅲ在照射后 d 3 均可见中-重度充血、水肿、大量中性白细胞浸润及广泛性出血灶，并可见轻-中度增生及角化，中子组Ⅲ增生及角化略重于其它两组，主要为中度增生及角化。照射后 d 14 仍可见轻度充血，此时增生及角化程度加重，主要为中-重度增生及角化。照射后 d 28 仍可见少量中性白细胞浸润，此外增生及角化均为重度。
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总之，三组中相对应的三个亚组在照射后 d 3、d 14、d 28 食管粘膜在光镜下的病理改变基本一致，无显著差异。
3 讨 论
食管粘膜是细胞快速更新的早反应组织，高剂量照射时急性粘膜反应偶而可持续，并表现为晚期反应。Seaman及Mascarenhas〔1，2〕报告了人食管急性放射反应。他们描述的人食管急性放射反应病理改变与观察的小鼠动物实验相一致。然而并不是所有患者食管炎症与病理改变都正相关。如Mascarenhas等〔2〕报告 18 例有食管炎症状的患者中的 12 例经内窥镜证实有食管炎，其中 8 例组织学改变得到证实(其余 4 例未得到证实)。
虽然粘膜的改变已被观察到，但食管照射后的晚期病理改变主要与肌层的改变有关。由于负鼠(opossum)食管肌层与人食管肌层相似(上 1/3 为横纹肌、下 1/3 为平滑肌、中 1/3 为混合肌层)，负鼠已被用做人类食管的模型。Northway等〔3〕报告了负鼠受照射后剂量与肌层病理改变的关系。单次照射 22.5 Gy 时，肌层出现灶性凝固性坏死，并且在深部肌层神经网的神经节周围出现炎性细胞。剂量低于 22.5 Gy 时，仅可见一些炎细胞聚集在神经节细胞附近，而无其它改变。Berthrong〔4〕报告了人食管受照射后 3 个月至 2 年可见完整的上皮增生。病理上可见上皮增厚、皱襞增高。由粘膜下纤维化引起食管狭窄的情况比较少见。急性反应主要发生在食管基底上皮层，晚期反应主要是由于放射线作用于肌细胞(肌层)、以及成纤维细胞和炎细胞浸润至肌细胞壁所致。虽然毛细血管扩张及血管腔狭窄已被报告，但它们在引起晚期反应中的有有争论。
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由于快中子的RBE值高于光子，单纯快中子照射后引起的正常组织放射反应较相同剂量的光子照射后明显严重〔5、6〕。如实验中照射快中子 6 Gy 组各器官在照射后不同时间点上的放射反应明显重于照射光子 6 Gy 组。同时随照射快中子剂量的增加，受照射组织的放射反应也明显加重。
由于等效应的快中子加光子照射后正常组织的放射反应比单纯照射快中子的反应轻，而与单纯照射光子的反应基本相同〔7～9〕。因此目前多采用混合线进行肿瘤治疗，以提高肿瘤的局控率，减轻正常组织的反应。
从本实验结果上看，照射等效应的混合线后食管的病理改变与单纯照射光子的病理改变基本一致，说明混合射线照射胸腔后不会加重胸腔内重要脏器的放射反应，从而对临床上应用混合线治疗胸部肿瘤有一定的指导意义。
国家攀登计划B基金资助项目，批准号 国家科委(1995) 01-1
, 百拇医药
参考文献
1 Seaman WB. The effectofradiation of the esophagus. Radiology, 1957,68:534
2 Mascarenhas F, Silvestre ME, Costa M et al. Acute secondary effects in the esophagus in patients undergoing radiotherapy for carcinomaofthe lung. Am J Clin Oncol, 1989,12:34
3 Northway MG, Libshitz HI, West JJ et al. The opossum as an animal moedel for studying radiation esophagitis. Radiology, 1979,131:731
, http://www.100md.com
4 Berthrong M, Fajardo LF. Rdiation injury in surgical pathology. Ⅱ Alimentary tract. Am J Surg Pathol, 1985,5:153
5 Eichhirn JH, Cohen L, Budach VI et al. Comparison between neutron therapy and 60Co gamma ray therapy of brochial, gastric, and oesophagus carcinoma. Eur J Cancer, 1974,10:361
6 冯林春，曾逖闻.非小细胞肺癌的快中子治疗.国外医学临床放射学分册，1995，18(3)：184
7 冯林春，曾逖闻，王连元等.快中子及光子照射小鼠Lewis肺癌实体瘤的实验研究.中华放射肿瘤学杂志，1995，4(3)：190
8 冯林春，曾逖闻，于 国等.快中子及光子照射小鼠胸腔器官的病理改变.中华放射医学与防护杂志，1996，16(2)：120
9 冯林春，陈国雄，申文江等.快中子术前放疗非小细胞肺癌.中华肿瘤杂志，1997，19(2)：136
(1999—01—22收稿，1999—02—30修回), http://www.100md.com