肿瘤光动力杀伤效应与蒙特卡罗光学模拟对比研究

作者：金文东; 阴慧娟; 李迎新

来源：中国激光医学杂志, 2021, 30(01): 14-15.

目的:基于光动力的三要素,大量研究通过模拟组织中光、光敏剂和氧的分布来预测光动力疗法对肿瘤的杀伤效应。然而这些模型与真实的肿瘤三维杀伤效应间的关系尚不明确,常用的肿瘤横截面的二维验证方法不足以建立两者间的联系。为此,建立光动力杀伤效应的空间分布数学模型对整个肿瘤进行组织病理学和生物化学进行分析。方法:对光动力治疗3 d后BALB/C裸鼠EMT-6皮下移植瘤(直径约1 cm)进行序列切片(5μm,约700片)。相邻切片分别进行HE、TUNEL和CD31染色以标记肿瘤坏死、凋亡和血管。全视野数字化图像提取后进行空间分布分析和三位重建。同时运用蒙特卡罗方法模拟肿瘤中的光分布,进行相互验证。结果:肿瘤坏死与组织距光源距离呈指数递减关系,而凋亡和新生血管的分布与光分布无明显相关性。凋亡主要分布在肿瘤的下层(3000～4000μm),新生血管主要分布在2 500～3 500μm深度范围内。结论:光分布模型虽然可以预测光动力疗法引起的肿瘤坏死,但不能有效预测其诱导的细胞凋亡和血管生长。提出的小鼠肿瘤光动力杀伤效应模型,对光动力效应进行了详细的组织病理学、生物化学和分子遗传学分析,将有助于优化治疗策略。

• 单位
  中国医学科学院北京协和医学院