猪下丘脑单次剂量照射后生长激素水平观察
作者：王迎选 汪力 黄兆坚 乔广宇 周定标
单位：(100853 北京，解放军总医院神经外科)
关键词：
中华放射医学与防护杂志000213 下丘脑-垂体区域的放射损伤是影响儿童病人放疗后生存质量的重要环节。生长激素(growth hormone,GH)的缺陷是关键因素之一[1]。近年来有关儿童病人接受头部治疗性照射导致GH水平下降、引起生长发育迟缓的报道逐渐增多，根据临床观察研究结果分析，一般认为下丘脑比垂体容易受到射线的损伤[2]。当前，在临床广泛采用立体定向放射外科(SRS)或者立体定向放射治疗(SRT)技术对颅内病变实施精确照射的同时，对单次或低分割剂量照射后的下丘脑放射反应更应该有充分的认识。本实验研究目的是观察大型哺乳动物接受下丘脑单次不同剂量照射后血清GH水平的变化情况，为临床SRS和SRT处方剂量的制定以及头部肿瘤放疗方案的制定提供基础。
, 百拇医药
一、材料和方法
1.实验动物和分组：20只年龄8～10周、体重5～9 kg雄性小型猪(购自中国农业大学动物实验站)。按照射剂量随机分为5组：对照组、5、10、15及20 Gy组，每组4只。
2.照射方法与剂量：照射组动物肌肉注射1.5%复方噻胺酮(0.1 ml。kg-1)麻醉，俯卧位固定于自制固定器内。用模拟定位机确定靶点，以蝶鞍上1 cm为靶点中心，采用直线加速器立体定向照射系统(Philips SL-18和SRK-200)、Φ16 mm限光筒、10MV X射线、平行对穿照射。 等中心深度3.5 cm；照射剂量率350 cGy/min；靶区中心吸收剂量分别为5、10、15、20 Gy。
3.血样采集：将动物于清醒状态下固定，经前腔静脉采血。于照射前2～3 d和照射后每隔4周采血1次，采血时间固定于上午9：00～10：00之间，采血前禁食12 h。每次先采血10 ml，随后静脉注射胰岛素(0.3 U。kg-1)，30 min后再次采血以测定血糖及GH(胰岛素耐受试验ITT)。离心(3 000 r。min-1)后，吸出血清置于-20℃冰箱内低温保存待测定。
, http://www.100md.com
4.猪血清生长激素(PGH)测定：采用放射免疫分析方法测定。美国NHPP提供药盒(含纯化猪生长激素和猪生长激素抗体)，双抗分离法，氯胺T法标记纯品。125I为英国进口产品，兔抗猴抗体为军事医学科学院提供，样品用多探头自动γ计数仪测定。标准曲线经Logit转换后呈线性良好，r=0.9996。用不同浓度的混合血清测定批内变异系数，两份质控测定5次(不同时间)，计算批间变异系数，见表1。
二、结果
1.血清激素水平动态变化：图1显示各组动物血清GH水平动态变化情况。结果表明，各组GH水平呈波动性改变，与对照组相比各照射剂量组均未出现明显降低趋势。
表1 批内及批间变异系数(ng/ml) 项目
变异系数
CV(%)
, 百拇医药
n
x
s
批内
5
7.19
0.38
5.3
5
32.02
2.75
8.6
批间
, 百拇医药 3
7.34
4.06
5.5
3
30.21
6.47
21.4
2.ITT结果观察：图2～5显示各组动物的ITT结果。图2显示对照组OGV的ITT结果，与其比较，5 Gy组动物于照射20周后ITT反应峰值较其照射前相比有明显升高(图3)，10 Gy组ITT反应峰值在照射后无明显变化。图4、5显示15 Gy组动物于照射24周后以及20 Gy组动物于照射20周后的ITT反应峰值，此二组ITT刺激反应峰值与其照射前相比有明显降低。
, 百拇医药
图1 猪下丘脑单次剂量照射后血清GH变化
图2 对照组猪ITT刺激反应
图3 猪下丘脑10 Gy照射组ITT刺激反应
图4 猪下丘脑15 Gy照射组ITT刺激反应
图5 猪下丘脑20 Gy照射组ITT刺激反应
三、讨论
, 百拇医药
本实验各组动物血清GH水平在观察期内均呈波动性变化，与对照组比较，猪下丘脑接受5～20 Gy单次剂量照射后，未观察到明显血清GH水平降低趋势。20 Gy组于照射20周后及15 Gy组于照射24周后ITT刺激试验GH峰值较照射前相比明显降低，尽管同期内血清GH水平未见明显降低趋势，但是ITT刺激试验提示下丘脑GHRH神经细胞功能障碍。5 Gy组于照射后20周ITT刺激试验GH峰值较照射前相比明显升高，提示这一较低剂量照射对下丘脑GHRH神经细胞可能有刺激作用。
随着头部肿瘤放疗效果的逐步改善和病人生存率的提高，脑放射损伤问题日益突出，由于对长期存活病人生存质量造成影响而引起了临床的重视。Ten等人首先报道了对鼻咽癌病人颅底区放疗后出现的血清激素水平下降[3]。近20余年来对白血病患儿的临床研究发现，在化疗后予以全脑预防性照射18 Gy即可出现血清GH水平下降。Constine[4]对16例接受了全脑放疗18～24 Gy儿童随访2.5～12年发现，患儿的平均身高从诊断时为同年龄同性别正常对照组的-0.25(s)降至-1.5(s)，其中有15例身高增长速度下降，在青春前期降低4.5 cm/a，在青春期降低7 cm/a。其中11例出现GH分泌的严重障碍，表现特点是患儿GH的昼夜节律变化仍然存在，但24 h自然分泌各参数(如24 h GH浓度，GH高峰值，清醒时GH峰值出现频率)均低于正常对照组。这16例患儿中有10例ITT刺激试验后血清GH高峰值低于正常。Stuart等人发现，下丘脑-垂体区接受照射剂量30 Gy以上的儿童中，大约85%在放疗后2～5年可以出现GH分泌障碍。Lannering 等人[5]对下丘脑-垂体区接受放疗40～56 Gy后出现24 h GH自发分泌缺陷的患儿进行GHRH刺激实验观察，发现此组患儿中有85%出现GH迅速升高，这一刺激效果进一步提示放射损伤部位主要在下丘脑。临床研究认为，出现生长激素水平下降的时间取决于下丘脑-垂体区所接受的剂量。受照射剂量越高，放疗后血清GH水平下降发生越早，损害程度越大。
, 百拇医药
我们认为，根据目前的临床和实验研究结果，尚难对血清GH水平下降的可逆性以及出现下丘脑功能障碍的阈值剂量作出结论，需要进一步的长期临床随诊观察和对大样本哺乳动物的长时期实验观察。根据本实验结果，建议在临床SRS治疗中，将涉及下丘脑区域的单次照射剂量控制在10Gy以下，在其他照射分割方案的制定过程中，应该参照线性二次方程，调整下丘脑照射剂量。特别强调的是，对儿童病例实施SRS、SRT或常规放疗时，在提高治疗效果的同时，应重视生存质量的改善。
本实验得到美国NHPP实验室Dr.Parlow惠赠GH抗体；在血清激素的观察中得到汪寅章教授的指导，在此致以衷心感谢
基金项目：全军九五攻关项目(95137)
参考文献
1，Sklar CA. Growth and neuroendocrine dysfunction following therapy for childhood cancer. Pediatr Endocrin,1997,44:489-503.
, 百拇医药
2，Stubberfield TG,Byrne GC,Jones TW. Growth and growth hormone secretion after treatment for acute lymphoblastic leukemia in childhood. J Pediatr Hematol Oncol,1995,17:167-171.
3，Ten BC,Kunaratnam N. Hypopituitary dwarfism following radiotherapy for nasopharyngeal carcinoma. Clin Radiol,1996,17:302-304.
4，Constine LS,Woolf PD,Cann D,et al. Hypothalamic-pituitary dysfunction after radiation for brain tumors. N Engl J Med,1993,328:87-94.
5，Lannering B,Rosberg S,Marky I,et al. Reduced growth hormone secretion with maintained periodicity follow cranial irradiation in children with acute lymphoblastic leukaemia. Clin Endocrin,1995,42:153-159.
(收稿日期:1999-03-14), 百拇医药
单位：(100853 北京，解放军总医院神经外科)
关键词：
中华放射医学与防护杂志000213 下丘脑-垂体区域的放射损伤是影响儿童病人放疗后生存质量的重要环节。生长激素(growth hormone,GH)的缺陷是关键因素之一[1]。近年来有关儿童病人接受头部治疗性照射导致GH水平下降、引起生长发育迟缓的报道逐渐增多，根据临床观察研究结果分析，一般认为下丘脑比垂体容易受到射线的损伤[2]。当前，在临床广泛采用立体定向放射外科(SRS)或者立体定向放射治疗(SRT)技术对颅内病变实施精确照射的同时，对单次或低分割剂量照射后的下丘脑放射反应更应该有充分的认识。本实验研究目的是观察大型哺乳动物接受下丘脑单次不同剂量照射后血清GH水平的变化情况，为临床SRS和SRT处方剂量的制定以及头部肿瘤放疗方案的制定提供基础。
, 百拇医药
一、材料和方法
1.实验动物和分组：20只年龄8～10周、体重5～9 kg雄性小型猪(购自中国农业大学动物实验站)。按照射剂量随机分为5组：对照组、5、10、15及20 Gy组，每组4只。
2.照射方法与剂量：照射组动物肌肉注射1.5%复方噻胺酮(0.1 ml。kg-1)麻醉，俯卧位固定于自制固定器内。用模拟定位机确定靶点，以蝶鞍上1 cm为靶点中心，采用直线加速器立体定向照射系统(Philips SL-18和SRK-200)、Φ16 mm限光筒、10MV X射线、平行对穿照射。 等中心深度3.5 cm；照射剂量率350 cGy/min；靶区中心吸收剂量分别为5、10、15、20 Gy。
3.血样采集：将动物于清醒状态下固定，经前腔静脉采血。于照射前2～3 d和照射后每隔4周采血1次，采血时间固定于上午9：00～10：00之间，采血前禁食12 h。每次先采血10 ml，随后静脉注射胰岛素(0.3 U。kg-1)，30 min后再次采血以测定血糖及GH(胰岛素耐受试验ITT)。离心(3 000 r。min-1)后，吸出血清置于-20℃冰箱内低温保存待测定。
, http://www.100md.com
4.猪血清生长激素(PGH)测定：采用放射免疫分析方法测定。美国NHPP提供药盒(含纯化猪生长激素和猪生长激素抗体)，双抗分离法，氯胺T法标记纯品。125I为英国进口产品，兔抗猴抗体为军事医学科学院提供，样品用多探头自动γ计数仪测定。标准曲线经Logit转换后呈线性良好，r=0.9996。用不同浓度的混合血清测定批内变异系数，两份质控测定5次(不同时间)，计算批间变异系数，见表1。
二、结果
1.血清激素水平动态变化：图1显示各组动物血清GH水平动态变化情况。结果表明，各组GH水平呈波动性改变，与对照组相比各照射剂量组均未出现明显降低趋势。
表1 批内及批间变异系数(ng/ml) 项目
变异系数
CV(%)
, 百拇医药
n
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批内
5
7.19
0.38
5.3
5
32.02
2.75
8.6
批间
, 百拇医药 3
7.34
4.06
5.5
3
30.21
6.47
21.4
2.ITT结果观察：图2～5显示各组动物的ITT结果。图2显示对照组OGV的ITT结果，与其比较，5 Gy组动物于照射20周后ITT反应峰值较其照射前相比有明显升高(图3)，10 Gy组ITT反应峰值在照射后无明显变化。图4、5显示15 Gy组动物于照射24周后以及20 Gy组动物于照射20周后的ITT反应峰值，此二组ITT刺激反应峰值与其照射前相比有明显降低。
, 百拇医药
图1 猪下丘脑单次剂量照射后血清GH变化
图2 对照组猪ITT刺激反应
图3 猪下丘脑10 Gy照射组ITT刺激反应
图4 猪下丘脑15 Gy照射组ITT刺激反应
图5 猪下丘脑20 Gy照射组ITT刺激反应
三、讨论
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本实验各组动物血清GH水平在观察期内均呈波动性变化，与对照组比较，猪下丘脑接受5～20 Gy单次剂量照射后，未观察到明显血清GH水平降低趋势。20 Gy组于照射20周后及15 Gy组于照射24周后ITT刺激试验GH峰值较照射前相比明显降低，尽管同期内血清GH水平未见明显降低趋势，但是ITT刺激试验提示下丘脑GHRH神经细胞功能障碍。5 Gy组于照射后20周ITT刺激试验GH峰值较照射前相比明显升高，提示这一较低剂量照射对下丘脑GHRH神经细胞可能有刺激作用。
随着头部肿瘤放疗效果的逐步改善和病人生存率的提高，脑放射损伤问题日益突出，由于对长期存活病人生存质量造成影响而引起了临床的重视。Ten等人首先报道了对鼻咽癌病人颅底区放疗后出现的血清激素水平下降[3]。近20余年来对白血病患儿的临床研究发现，在化疗后予以全脑预防性照射18 Gy即可出现血清GH水平下降。Constine[4]对16例接受了全脑放疗18～24 Gy儿童随访2.5～12年发现，患儿的平均身高从诊断时为同年龄同性别正常对照组的-0.25(s)降至-1.5(s)，其中有15例身高增长速度下降，在青春前期降低4.5 cm/a，在青春期降低7 cm/a。其中11例出现GH分泌的严重障碍，表现特点是患儿GH的昼夜节律变化仍然存在，但24 h自然分泌各参数(如24 h GH浓度，GH高峰值，清醒时GH峰值出现频率)均低于正常对照组。这16例患儿中有10例ITT刺激试验后血清GH高峰值低于正常。Stuart等人发现，下丘脑-垂体区接受照射剂量30 Gy以上的儿童中，大约85%在放疗后2～5年可以出现GH分泌障碍。Lannering 等人[5]对下丘脑-垂体区接受放疗40～56 Gy后出现24 h GH自发分泌缺陷的患儿进行GHRH刺激实验观察，发现此组患儿中有85%出现GH迅速升高，这一刺激效果进一步提示放射损伤部位主要在下丘脑。临床研究认为，出现生长激素水平下降的时间取决于下丘脑-垂体区所接受的剂量。受照射剂量越高，放疗后血清GH水平下降发生越早，损害程度越大。
, 百拇医药
我们认为，根据目前的临床和实验研究结果，尚难对血清GH水平下降的可逆性以及出现下丘脑功能障碍的阈值剂量作出结论，需要进一步的长期临床随诊观察和对大样本哺乳动物的长时期实验观察。根据本实验结果，建议在临床SRS治疗中，将涉及下丘脑区域的单次照射剂量控制在10Gy以下，在其他照射分割方案的制定过程中，应该参照线性二次方程，调整下丘脑照射剂量。特别强调的是，对儿童病例实施SRS、SRT或常规放疗时，在提高治疗效果的同时，应重视生存质量的改善。
本实验得到美国NHPP实验室Dr.Parlow惠赠GH抗体；在血清激素的观察中得到汪寅章教授的指导，在此致以衷心感谢
基金项目：全军九五攻关项目(95137)
参考文献
1，Sklar CA. Growth and neuroendocrine dysfunction following therapy for childhood cancer. Pediatr Endocrin,1997,44:489-503.
, 百拇医药
2，Stubberfield TG,Byrne GC,Jones TW. Growth and growth hormone secretion after treatment for acute lymphoblastic leukemia in childhood. J Pediatr Hematol Oncol,1995,17:167-171.
3，Ten BC,Kunaratnam N. Hypopituitary dwarfism following radiotherapy for nasopharyngeal carcinoma. Clin Radiol,1996,17:302-304.
4，Constine LS,Woolf PD,Cann D,et al. Hypothalamic-pituitary dysfunction after radiation for brain tumors. N Engl J Med,1993,328:87-94.
5，Lannering B,Rosberg S,Marky I,et al. Reduced growth hormone secretion with maintained periodicity follow cranial irradiation in children with acute lymphoblastic leukaemia. Clin Endocrin,1995,42:153-159.
(收稿日期:1999-03-14), 百拇医药