实验性胃癌模型的研究

世界华人消化杂志 1998年第1期第6卷 文献综述

作者：梁卫江^1,2 黄卓垣¹ 丁彦青¹

单位：1第一军医大学病理教研室 广东省广州市 510515;2空军广州医院内科 广东省广州市 510602

关键词：胃肿瘤/病理学；腺癌；疾病模型，动物

Studies on experimental gastric carcinomas in animals

　　liang WJ, Huang ZY, Ding YQ

　　Subject headings stomach neoplasms/pathology; adenocarcinoma; disease models, animal

　　中国图书资料分类号 R 735.2

　　1 致癌物质的选择

　　1.1 理想致癌剂的标准 ①致癌剂容易获得或合成简单；②致癌方法简便，诱癌时间短，致癌率高；③能在多种动物中致癌；④对器官有选择性；⑤诱发的动物癌与人体癌有相似性.

　　1.2 甲基胆蒽(MCA) 20世纪30～50年代，国外Klein aJ et al^［1］先后用芳香环烃类化合物如3-甲基苯蒽、3.4-苯丙芘、7.12-二甲基苯蒽等作胃壁内直接注射或包埋，试图诱发与人类相似的胃癌. 但诱癌率低(10%～25%)，且多并发前胃部鳞癌、小肠平滑肌瘤和肝癌而致死，未能得到推广.我国学者在20世纪70年代，作了许多有益的尝试，提高了诱癌率.首先是在1973年，胡素坤 et al^［2］用挂线法给予每只小白鼠MCA5mg，从d10～d174自行死亡及处死的动物中检测总的癌发率，为64.4%. 以后，董来炜 et al^［3］也用挂线法给予每只大白鼠MCA1mg，

　　15d～5mo总的癌发率为31%. 徐建国 et al^［4］则给予每只大白鼠MCA5mg和2mg，

　　15d～20d胃癌的癌发率为33.3%，两种剂量诱癌时间无明显差异，结合其他学者的实验，认为以2mg为宜。

　　1.3 MNNG和ENNG 早在1967年，Sugimura和Fujimura等均成功地用MNNG(N-甲基-N′-硝基-N-亚硝基胍)水溶液口服法在Wistar大鼠中诱发了胃癌，其较高的癌发率(69.2%)使胃癌模型的研究有了突破性进展.以后，国内外许多学者用MNNG及其衍生物ENNG(N-乙基-N′-硝基-N-亚硝基胍)在多种动物中诱发了胃癌. takahashi

　　m et al^［5］于1976年给大白鼠饮用MNNG，16wk癌发率80%. sumi Y et al^［6］给新生Wistar大鼠用插管法 喂饮MNNG 1d，观察30d～473d，癌发率为50%，若连续喂饮3d，癌发率100%. 国内学者邓大君 et al^［7］于1994年首次建立MNNG诱发胃癌的大鼠模型. 其通过对新生Wistar大鼠灌胃给药，55wk诱发胃腺癌、腺瘤和异型增生分别为39%、50%、100%. MNNG和ENNG的诱癌方法简便、特异性高，重复性好，诱癌率高(70%～100%)，癌前病变和各期胃癌的组织形态学都与人胃癌相似，是目前建立胃癌模型最常用的致癌剂.给药的剂量依各给药方法的不同而有差异。

　　2 实验动物的选择

　　国内外学者已在大白鼠、小白鼠、仓鼠、犬、猴等动物中成功地诱发了胃癌. 对动物的要求一般是癌发率高、饲养方便、动物容易获得.大鼠最常用，但不同的品系、性别、月龄的大鼠对致癌物的敏感性不同，伴不典型增生.小白鼠的术后成活率、癌发率均低于大白鼠.裸鼠则由于其娇弱、需在特定条件下饲养，恒温、恒湿的SPF条件，成本高，未能推广使用.用大动物作胃癌模型，可行钡餐、内镜等动态观察，但饲养较困难，诱癌时间长，实用周期短，或动物来源困难，应用亦受限制。

　　3 诱癌方式与致癌时间

　　具体的诱癌方式与上述的剂量一样，没有规范化，依各实验室的使用情况而不同. 目前，主要有口服法、灌胃法、胃粘膜注射和挂线法. mNNG、、ENNG常用口服法和灌胃法 ，而MCA则通过剖腹手术直接注射于粘膜层或浸泡在棉线结上穿挂于胃壁，使线结紧贴于胃粘膜.

　　归纳国内外学者的实验，给予致癌剂后，较高的癌发时间(癌发率为40%～100%)

　　为：小鼠4mo～6mo，大鼠10mo～12mo，犬15mo～22mo.增大给药浓度、延长给药时间，癌发率相应增高，但也增加动物的自然死亡数，要注意动物的存活率。

　　4 监测方法

　　目前的监测方法，主要有对动物自行死亡或定时处死后的病理检查、内镜、钡餐X线检查以及活体组织病理学检查.病理学检查主要有大体观察、HE染色光学显微镜观察及电镜观察^［8］、组织化学检测^{［2，3，5］}.由于肿瘤模型个体之间存在差异，癌前病变、癌的组织学类型、癌的演变过程各有不同，对活体模型的连续性动态观察，比杀死动物后单一时间的观察，更有意义.大动物模型由于能进行内镜、钡餐X线检查及活检，可进行动态观察.但如前所述，大动物由于饲养困难，尚未普遍用于胃癌模型，仍最多使用大、小白鼠，而小动物体积小，多依赖于死亡后的病理检查，动态观察癌变过程受到限制。

　　5 胃癌模型的实验研究

　　5.1 组织病理学方面 多年的研究已经证实，诱发的动物胃癌与人类胃癌具有相似性.癌前期可见胃粘膜糜烂、萎缩、溃疡、肠上皮化生及异型增生。

　　saito^［9］曾系统观察过MNNG诱发的大鼠胃癌，将其分为在三个阶段：①腺体增生(20wk)；②腺瘤性增生(21wk～30wk)；③腺癌(31wk后).腺样增生及腺瘤样增生均发生在粘膜糜烂区或其周边.肠上皮化生和萎缩性病变在实验性胃癌中不如胃癌那样多见。

　　胡素坤 et al^［2］报道用MCA诱发的小鼠胃癌多为浸润癌，其将病变分为三级：一级为增生性及癌前病变，包括腺瘤样息肉、单纯性增生和不典型增生；二级病变为早期癌，包括原位癌(上皮内癌及粘膜内癌)及早期浸润癌；三级病变为浸润性癌及其他恶性肿瘤，包括腺癌、癌肉瘤、平滑肌肉瘤及纤维肉瘤。

　　概括各实验室报道，诱发的鼠胃肿瘤主要发生于腺胃部(鼠胃分为前胃和腺胃两部分)，组织学类型主要是高分化的腺癌，极少数为未分化癌及其他恶性肿瘤。

　　5.2 细胞动力学方面 近年来，通过对肿瘤细胞动力学的研究，已经知道肿瘤细胞群体中，处于增殖状态的细胞增多，仅少数停留在G₀期。Deschner et al^［10］采用³H-TdR放射自显影技术，标记大鼠的DNA合成细胞，发现MNNG诱癌后癌前期胃小凹上皮内标记指数明显增高，分别向表层与深层扩展，胃粘膜异常增生区

　　dNA合成活性比正常粘膜高3倍～7倍，显示处于增殖状态的细胞明显增多。

　　朱人敏 et al^［11］采用纤维内镜活检获取胃粘膜，并体外培养掺入³H－TdR放射自显影，动态研究ENNG诱发犬胃癌发生过程的细胞增殖动力学.结果表明：随着犬正常胃粘膜向癌前病变、癌发展，细胞标记指数(LI)出现三期变化.第一期为喂药后2d～14d，LI下降，即细胞增殖受抑，可能与ENNG毒性相关；第二期为喂药后30d起，随着时间的延长，LI上升，说明细胞增殖速率不断加快；第三期为喂药后450d以后，LI处于高水平的平坦期，细胞增殖达到最旺盛的阶段.实验还显示，随着喂药时间延长，当细胞增殖区逐渐扩大、细胞周期时间逐渐缩短、细胞有去分化现象时，即被认为已进入癌前病变阶段.胃粘膜上皮增殖活性的变化先于形态学改变，有助于确立癌前期病变。

　　5.3 DNA转染实验 邓大君 et al^［7］从MNNG诱发的大鼠胃癌细胞中提取DNA，与

　　pSV2neo质粒对NIH/3T3细胞进行共转染，并接种于4wk～8wk龄的Balb/c裸鼠皮下，转染的NIH/3T3细胞能使裸鼠成瘤，而正常大鼠腺胃粘膜细胞的DNA没有使NIH/3T3细胞产生恶性转化的能力. 认为MNNG诱发的腺胃癌的DNA中存在着转化基因，这种转化基因的类别、属性和功能有待进一步研究. NIH/3T3细胞的转染系统主要对ras和neu家族癌基因点突变激活敏感. 在该研究中，6个胃癌的DNA仅4个有使NTH/3T3恶性转化的能力，提示MNNG还可能通过改变其他基因致癌.

　　5.4 促癌因素的研究 研究动物胃癌的促癌因素，旨在提高MNNG和MCA的诱癌率，并为人类胃癌致癌因素的研究提供信息和依据. 张旭晨 et al^［12］报道采用大鼠幽门部置入金属弹簧，结合饮用MNNG 4mo，其胃粘膜病变与正常组及单纯饮用

　　mNNG组相比，有显著性差异，诱癌率更高，效果更好. Tahara et al^［13］报道给大鼠饮用MNNG并胃泌素皮下注射，可增加胃癌的癌发率. 而Tatsuta et al^［14］则报道MNNG加胃泌素皮下注射刺激大鼠，可使其胃酸分泌明显增加而癌发率明显下降。Kobori et al^［15］用牛磺酸钠加MNNG，可使给药55?!wk大鼠胃粘膜增生性病变由单用MNNG50%增至100%，瘤形成则由0%增至32%，而单用牛磺酸钠则既不出现增生性病变，又不出现瘤的形成. Takahashi et al^［6］用碘乙酰胺和MNNG刺激大鼠，发现被前者诱发溃疡的基底部有高的癌发率(66.6%～77.7%)，而单用MNNG组在基底部不出现胃癌病变，只在幽门区有高的癌发率(80%)；单用碘乙酰胺则不出现癌变. 董来炜 et al^［3］用局部烧灼加MCA使大白鼠胃癌的癌发率由单用MCA的31%增至49%.残胃癌的研究报道较多，被认为是十二指肠液反流破坏了胃粘膜屏障，从而在MNNG作用下更易癌变. salmon et al^［16］报道在对Wistar大鼠进行胃窦部切除并行Billroth Ⅱ式吻合术，可使癌发率由单用MNNG组的50%增至70%. sumi et al^［17］比较了无菌条件下喂养与普通喂养大鼠MNNG的诱癌率，前者仅29%，而后者高达93%，认为微生物丛可能对致癌起促进作用。

　　5.5 癌前病变的实验性治疗 近年来，对癌前病变的研究已成为胃癌研究领域的一个热点，其阻抑性治疗将可能成为胃癌治疗的一个新的突破。

　　已有不少实验显示，维甲酸是胃癌前病变的阻抑剂.李春启 et al^［18］在诱发大鼠腺胃粘膜病变第36wk起， 每只喂服维甲酸40mg/kg，共8wk.结果发现治疗组腺胃粘膜肠上皮化生、中重度异型增生及胃癌的发生率(分别为72%、24.0%、0%)，显著低于对照组(分别为100%、52.0%、16.0%)，且病变粘膜血流改善，泌酸功能显著好转，血和组织中自由基含量明显下降，表明维甲酸对胃癌的癌前病变有一定治疗作用。

　　尹浩然 et al^［19］在用MNNG诱发Wistar大鼠腺胃癌前病变后，分别给服全反式维甲酸、β-胡萝卜素、倍半氧化羟乙基锗和硒酵母.结果显示： 除β-胡萝卜素的作用不明显外，其余3种物质对由MNNG诱发的大鼠腺胃癌的发生率、癌肿的浸润程度等均有不同程度的抑制作用. 张旭晨 et al^［20］在研究中发现，MNNG诱发胃癌前病变的大鼠存在着血液流变学的异常，而某些中草药如消痞灵冲剂则通过改善其血液流变学的异常对病变起到治疗作用.

　　总之，胃癌模型的研究，无论在模型的建立或在检测方法上，均未达到理想的程度.如果能人工控制诱癌周期和诱癌类型，动态观察活体胃癌模型的病变过程，进一步研究各种促癌因素的影响，并深入研究癌前病变的阻抑性治疗，则更能提高实验性胃癌模型的研究价值.我们期望，对实验性胃癌模型的应用研究，能在胃癌的早期诊断与治疗方面起到应有的先驱作用。

　　通讯作者 梁卫江

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　　收稿日期 1997-08-01