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氨磷汀贴敷对牙体及牙髓放射损伤保护作用的显微观察

来源:中华医药杂志 作者:王胜资,王纾宜,李骥,陆神斌,苏怡,张天宇 2006-8-19
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摘要: 【摘要】 目的 研究氨磷汀局部贴敷对放射性牙齿、牙髓及齿龈损伤的保护作用。方法 37只豚鼠分为A、B、C三组,A组5只为空白对照组,B、C组各16只分别为3个月和6个月观察组,以钴-60γ射线照射,射野包括上下齿、齿龈、双侧唾液腺,700cGy/次,连续4天,总剂量2800cGy。照射前1h用氨磷汀棉片保护B、C组豚鼠上齿及齿龈黏膜。......


  【摘要】  目的  研究氨磷汀局部贴敷对放射性牙齿、牙髓及齿龈损伤的保护作用。方法  37只豚鼠分为A、B、C三组,A组5只为空白对照组,B、C组各16只分别为3个月和6个月观察组,以钴-60γ射线照射,射野包括上下齿、齿龈、双侧唾液腺,700cGy/次,连续4天,总剂量2800cGy。照射前1h用氨磷汀棉片保护B、C组豚鼠上齿及齿龈黏膜。下齿及齿龈仅照射不用药,A组不加任何干预。结果  B、C组下齿齿龈黏膜红肿,齿面粗糙,6个月后齿龈黏膜红肿好转,齿面粗糙仍旧,半年内共有6只下齿折断,受氨磷汀保护的上齿半年内共有1只牙齿折断,两组比较差异有显著性(P<0.05)。光镜下可见下齿齿龈黏膜纤维组织增生,厚度增加,而以3个月时明显,牙本质小管结构模糊,电镜下可见牙髓血管内皮细胞的胞核电子着色变浅,胞质中见肿胀的线粒体,其嵴间隙扩大,基质出现空化。受氨磷汀保护的上齿齿龈黏膜红肿明显比下齿龈黏膜减轻,牙本质小管结构轻度模糊,其放射损伤程度与下齿相比差异有非常显著性(P<0.01),电镜下可见牙髓血管内皮细胞结构基本正常。结论  氨磷汀放疗前1h牙齿及齿龈黏膜局部贴敷用药,对放射性牙齿及齿龈损伤有一定保护作用,远期效果有待进一步观察。

  【关键词】  氨磷汀;放射治疗;牙齿;齿龈
 
  The micrograph of topical application of amifostine for prevention of radiation-induced teeth damage

  WANG Sheng-zi,WANG Shu-yi,LI Ji,et al.

  The Affiliated Hospital of Ophthalmic Otorhinopharynology,Fudan University,Shanghai 200031,China

  【Abstract】  Objective  The cytoprotective agent amifostine has been shown to reduce the radiation-induced xerostomia and teeth damage in head and neck cancer patients.  The purpose of this study was to evaluate whether or not topical application of amifostine also reduces the incidence of radiation-induced teeth and gum damage.Methods  The status of teeth and gum in 3 month(group B) and 6 month(group C) after radiation was compared in 37 guinea pigs,amifostine was administered topically by sterile cotton to the upper teeth and gum for 1 hour before radiation and no amifostine was administered to the inferior teeth and gum in this two groups.  Totally 28Gy γ-irradiation in 4 fractions (1 times a day) was given to this two groups,the radiation field covered both sides of salivary glands,inferior and upper teeth and gum. Another 5 guinea pigs(group A) were used as control,no radiation and medicine were administered in this group. Results  In both groups B and C,the inferior gum showed swollen,which was more obvious in group B,the dentine tubuli became irregular,which were demonstrated by light microscope,the extent of damage was significant different(P<0.01)between  the inferior and upper teeth. Totally 6 teeth broke during the six month for the inferior teeth in groups B and C,but only 1 teeth broke for the upper teeth,there was significant difference in breakage rate for the upper and inferior teeth(P<0.05). Electron microscopy showed that the electronic density of the endothelial cell chromosome in the lower teeth marrow decreased,the mitochondria became swollen, but these were basically normal in the upper teeth marrow which was protected by amifostine.Conclusion  Our experiment results suggest a protective effect of topical application of amifostine on the dental health after irradiation.  Further study is needed to explain the mechanism.

  【Key words】  amifostine;radiation therapy;teeth;gingiva

  牙齿折断、脱落、龉齿是头颈部肿瘤放射治疗中最常见的并发症之一。此病可在放疗数月内发生,随着时间的延长牙齿的损伤会日益加重[1,2]。尽管采用严格的口腔卫生、使用含氟牙膏等保护措施,放射治疗后的牙齿健康状况仍然是一个突出的问题,是患者疗后随访中主诉集中的问题之一。

    在临床前和临床研究中,氨磷汀显示出广泛的放射损伤细胞保护作用[3],如显著降低了急性和慢性口腔干燥症的发病率,减少了牙齿的退化,减少了放射性肺炎和食道炎的发生等,但在这些应用中均采用放疗前半小时氨磷汀静脉滴注的方法,在治疗病人多的部门临床应用有困难,且每日静脉滴注增加了静脉损伤的机会,不利续后可能需要的抗肿瘤化学治疗,同时由于氨磷汀的全身副作用,每日应用增加了病人的痛苦,临床应用病人的依从性较差,寻求更适合的方法进行放射损伤的预防,一直是临床在不断探索的课题。实验研究报道[4,5],用氨磷汀灌肠局部组织可产生高剂量药物聚集,对全身无干扰,在组织药物高浓度时显示了对组织的放射损伤的保护作用。本文以豚鼠为研究对象,观察氨磷汀的局部应用对牙齿放射损伤的保护作用。

  1  材料与方法

  1.1  动物分组 

  共有37只豚鼠用于研究。全部选用鼠龄1年的雄性豚鼠,体重300~350g,治疗前检查确认牙齿及齿龈正常,无红肿等炎症征象,无牙齿脱落或断裂等情况。将豚鼠分为A、B、C 3组,A组5只为正常对照,不予任何干预,B、C组各为16只,分别在照射后3个月、6个月处死。所有B、C组的豚鼠均在照射前1h上列牙齿局部应用氨磷汀,下列牙齿只照射不用药,用于对照研究(表1)。表1  动物分组及实验方法(略)
 
  1.2  实验方法 

  氨磷汀200mg溶于生理盐水20ml中混匀,豚鼠腹腔注射氯氨酮麻醉后仰卧,以绷带固定于木板条后,用无菌棉片浸透氨磷汀混悬液并仔细包绕上列牙齿及周围齿龈,包括唇龈沟及硬腭,并以压舌板仔细隔开下列牙(仰卧后上列牙在下,药水及药物棉片不会触及下列牙齿),期间不断用氨磷汀混悬液加湿棉片。每200mg氨磷汀用于4只豚鼠。棉片放置1h后将豚鼠置于钴-60治疗机下照射。钴-60γ射线剂量率80cGy/min,源皮距80cm,采用两侧对穿平行野照射,野大8cm×5cm,射野包括上下齿及齿龈、双侧腮腺、颌下腺,喉部挡铅。剂量深度1.5cm,1次/d,每次700cGy,连续4天,总剂量2800cGy(以TDF值计,相当于200cGy/次,5d/周照射方法的6000 cGy)。照射完成后继续饲养至预定日期,以氯胺酮将豚鼠麻醉后无痛致死,牙龈及牙齿送光镜检查。

  1.3  光镜检查 

  解剖后的标本以10%甲醛固定,牙齿以5%硝酸银脱钙后石蜡包埋,连续切片,片厚4μm,HE染色后光学显微镜下观察牙齿及牙龈黏膜的病理改变情况。

  牙齿硬组织损伤程度判定标准:牙本质小管清晰为正常(0);牙本质小管不规则,但仍可见为轻度损伤(+);牙本质小管模糊不清为中度损伤(++); 牙本质小管消失或牙质缺失为重度损伤(+++)。

  1.4  电镜检查 

  生理盐水冲洗下以电钻磨除牙齿硬组织,取下之牙髓置于2.5%戊二醛固定液中固定4h,0.01MPBS冲洗,1%锇酸固定,并经脱水、丙酮浸透、固化、铅染色后于philips EM-120透射电镜下观察。

  1.5  统计学分析 

  以χ2检验及精确四格表法对放射性牙齿损伤进行统计学检验分析,P<0.05为差异有显著性,P<0.01为差异有非常显著性。

  2  结果

  2.1  大体情况 

  37只豚鼠,实验过程中死亡8只,B、C组各4只,实验过程中均在照射后因呼吸道感染而死亡(实验期在冬天)。A组 5只豚鼠至处死时上下列牙齿均完好如初,B、C组所有豚鼠的下列牙齿在照射后2周始至3月均呈现红肿,而上列齿龈基本正常(有药物保护)。3个月时观察,可见所有豚鼠下列牙齿齿面粗糙,在手术显微镜下观察时尤为明显。至6个月时观察,可见下列牙齿齿龈肿胀消失,然而齿面粗糙依旧。B、C两组存活的24只豚鼠共48只下切牙中,在3个月时观察共有3只牙齿折断,至6个月时观察,另有3只牙齿折断,而上齿中仅在3个月时有1只牙齿折断,经统计学分析,P=0.04,差异有显著性。

  2.2  光镜观察 

  正常豚鼠的齿龈黏膜标本,光镜下可见上皮组织排列整齐。照射后3个月的下齿齿龈黏膜标本,光镜下可见纤维组织增生,厚度增加,照射后6个月的标本可见纤维组织增生更明显,而在用药的上齿龈黏膜可见较正常对照组略厚,但与未用药组相比明显好转。

  光镜下照射后3个月和6个月的下齿牙体标本与空白对照牙齿比较可见牙本质小管结构模糊,纹理不清,损伤程度多属中度,而受药物保护的B、C组上齿牙体标本光镜下结构多属轻度损伤,经统计学分析,P<0.01,差异有非常显著性(表2)。表2  照射后上下齿牙本质损伤程度(略)

  2.3  电镜观察 

  射线照射后的下齿牙髓标本,可见血管内皮细胞胞核电子着色变浅,胞质中可见肿胀的线粒体,其嵴间隙扩大,基质有空化;而受药物保护的上齿牙髓标本,可见血管内皮细胞胞核电子着色较深,细胞间连接结构可见,胞质中的线粒体结构基本正常(见图1~3)。   

  3  讨论

  长期以来,许多学者认为放射性牙齿损伤多与口腔内环境的改变有关[6],也有学者认为放射性牙齿损伤与照射后牙齿本身结构的变化有关[7,8]。笔者的研究是模拟临床放射治疗过程,照射野包括了唾液腺,射线对牙齿结构的损伤作用可能是口腔内环境改变和射线对牙齿结构的直接作用的共同结果。

  有作者[5,9]采用氨磷汀直肠局部灌注动物实验的方法,发现肠壁组织可测得局部高浓度的氨磷汀聚集,而血液中未测得氨磷汀,提示氨磷汀局部用药可避免其全身性的副作用。放疗前30min直肠灌注临床用于前列腺癌放射治疗患者的直肠组织的保护,未发现静脉应用时的低血压等全身的副作用,局部接受1500~2500mg组的患者局部症状发生率较之应用500~1000mg组的患者发生率明显降低,表明氨磷汀有局部黏膜保护作用。另有作者[10]在动物实验中发现,氨磷汀口服给药与腹腔途径给药同样发挥药理作用。实验证明,氨磷汀是一种可以多途径给药,并不影响其发挥药理作用的药物。

  有作者[10]在头颈部肿瘤患者放疗的临床研究中发现,放疗后1年随访,静脉滴注氨磷汀保护组的牙病发生率较未用氨磷汀组明显低,差异有显著性,表明氨磷汀对放射性牙齿损伤有保护作用。本文采用氨磷汀混悬液放疗前1h牙齿及齿龈局部应用的方法,采用上下齿对比观察的研究方法旨在使研究的牙齿处于同一口腔内环境条件下,使观察结果更具客观性。实验的初步结果显示,氨磷汀局部应用对齿龈及牙齿有放射损伤保护作用。应用氨磷汀的豚鼠,3个月后的齿龈黏膜红肿状况较未用氨磷汀的豚鼠明显减轻,放疗后6个月观察,牙龈红肿消退。光镜下观察,未加药物保护的齿龈黏膜其厚度较正常对照组增厚,并见纤维组织增生,6个月的标本更明显,而用药组的齿龈黏膜光镜下的镜像较未用氨磷汀的豚鼠明显减轻。在氨磷汀对直肠放射损伤保护的动物实验中发现[5],局部用药时其活性代谢产物WR-1065在直肠壁组织中的浓度远高于经全身途径给药的方法,这或许可解释氨磷汀局部用药有效的结果。本实验中氨磷汀局部贴敷对齿龈黏膜的保护作用也考虑是相同的机制,但其应用的最佳浓度和最佳时间均有待更多的研究。

  牙冠的表面为珐琅质,主要由钙质和磷所形成,损伤后不会再生。用共焦激光扫描显微镜法比较放疗后很长时间拔除的牙齿和非放疗病人的牙齿,发现其损伤的特征包括[11]:(1)在牙釉质附近成牙质细胞分叉过程减少;(2)牙质微管在硬组织限度之前结束;(3)光线遗迹沿着牙釉质结合部10μm宽的地区减少。珐琅质下方的牙本质则和珐琅质不同,它终身都会不断地生长,来修复损伤的牙本质,以防牙髓腔的暴露。它对生理和病理的刺激有反应,当其外的珐琅质被破坏时,在外来因素的刺激时会有酸痛的感觉。本实验结果显示,显微镜下可见放疗结束3个月以后的牙齿齿面粗糙,光学显微镜下可见,受射线照射后的牙齿,其牙本质小管变得不规则,考虑是射线导致牙齿硬组织的脱钙所致。受射线损伤的牙齿在咀嚼硬物时易发生折断,本实验结果可见,未受药物保护的下齿折断发生率明显高于受氨磷汀保护的上齿。临床上病人的牙齿不适主诉常发生在放疗后数月甚至数年,本实验由于观察的时间不够长,是否随着时间的延长,牙齿硬组织的病理征象还会加重有待更多观察。牙髓组织的电镜观察显示,未受药物保护的下齿牙髓组织其血管内皮细胞胞核电子着色浅,胞质中见肿胀线粒体,其嵴间隙扩大,基质有空化。受药物保护的上齿牙髓组织其血管内皮细胞胞核电子着色较深,细胞间连接结构可见。实验的初步结果显示,氨磷汀局部应用对牙齿的硬组织及牙髓有保护作用。由于牙髓腔中的血管和神经组织与牙本质的营养及损伤修复密切相关,同时牙周膜中有较丰富的血管,可以供给牙槽骨和牙骨质营养,并通过牙骨质弥散到牙本质中,考虑氨磷汀是否经以上途径而起到保护牙髓及牙本质的作用,其作用机制有待进一步深入研究。

  总而言之,本实验结果显示,氨磷汀在放疗前1h牙齿及牙龈局部贴敷应用,对放射性牙齿及齿龈损伤有一定保护作用,其远期效果有待进一步观察。其局部应用方便、无痛苦,临床易于施行,是一个值得进一步探讨的给药途径。

  【参考文献】

  1  Dreizen S,Brown LR,Daly TE,et al.  Prevention of xerostomia-related dental caries in irradiated cancer patients.  J Dent Res,1977,56:99-104.

  2  Eli Schwarz,Gordon K.C.Chiu,W-Keung Leung. Oral health status of southern Chinese following head and neck irradiation therapy for nasopharyngeal carcinoma. Journal of Dentistry,1999,27:21-28.

  3  马培奇.  细胞保护剂氨磷汀及其临床应用与展望.  中国肿瘤,2001,10(8):36.

  4  Bardet E,Martin L,Calais G,et al.  Preliminary data of the GORTEC 2000-02 phase Ⅲ trial comparing intraveneous and subcutaneous administration of amifostine for head and neck tumours treated by external radiotherapy.  Semin Oncol,2002,29(6Suppl 19):57-60.

  5  Ben-Josef E,Mesina J,Shaw L,et al.  Topical application of WR-2721 achieves high concentrations in the rectal wall.  Radiat Res,1995,143:107-110.

  6  Schwarz E,Chiu GK,Leung WK.  Oral health status of southern Chinese following head and neck irradiation therapy for nasopharyngeal carcinoma.  J Dent,1999,27:21-28.

  7  Pioch T,Golfels D,Staehle HJ.  An experimental study of the stability of irradiated teeth in the region of the dentinoenamel junction.  Endod Dent Traumatol,1992,8:241-244.

  8  张雪,李玉晶,王松灵,等.放射线对牙体硬组织及其抗酸溶解性影响的研究.  中华口腔医学杂志,2004,39(6):463-466.

  9  Ben-Josef E,Han S,Tobi M,et al.  A pilot  study of topical intrarectal application of amifostine for prevention of late  radiation rectal injury.  Int J Radiation Oncology Biol Phys,2002,53(5):1160-1164.

  10  Rudat V,Meyer J,Momm F,et al.  Protective effect of amifostine on dental health after radiotherapy of the head and neck.  Int J Radiation Oncology Biol Phys,2000,48(5):1339-1343.

  11  Grotz KA,Duschner H,Kutzner J,et al.  New evidence for the etiology of so-called radiation caries. Proof for directed radiogenic damage of the enamel-dentin junction.  Strahlenther Onkol,1997,173:668-676.

  作者单位: 200031 上海,复旦大学附属眼耳鼻喉科医院

  (编辑:罗彬)


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