时辰治疗在肿瘤治疗中的应用

祁月潇 魏世鸿 夏小军

甘肃省肿瘤医院，甘肃 兰州730050

恶性肿瘤的治疗经历了从经验模式到循证模式的变化，各类指南的制定均以循证医学为基础，为肿瘤的治疗提供依据。然而，各类指南在肿瘤的治疗中忽略了时间因素。时辰治疗是根据各种治疗方法与机体日节律系统的相关性，寻找并选择对机体正常组织细胞影响最小，但对肿瘤细胞作用最强的时间段进行治疗，达到减轻不良反应，改善疗效，增加机体最大耐受量，改善患者生存质量为目的的一种治疗方法。目前，肿瘤时辰治疗学逐渐发展成为肿瘤基础以及临床研究的新热点，现将其近年来肿瘤治疗中关于时辰治疗的研究进展作一综述。

1 近日节律与肿瘤

近日节律是一种基本生命现象，是由机体的内源性生物钟驱动，而其产生被认为是由机体内部分子、细胞组织器官与整体的相互作用，协调产生自激震荡所致［1］。

在哺乳动物中，由于每日光照和黑暗，休息-活动周期以及周围环境、社会活动习惯等外界因素的影响，使得机体近日节律系统精确校准为24 小时［3］。研究表明，接近300 多种生命活动呈现出近日节律性变化，周期为每日24 小时左右［2］。人体内近日节律中枢起搏点位于下丘脑基底部视交叉上核（SCN），最近有研究表明其他人体外周器官如胚胎组织，以及肝脏、心脏等器官中也存在起搏点，称为外周起搏点［4-6］。

肿瘤细胞的节律性越来越受到重视，研究和了解肿瘤细胞增殖分化及生长代谢的时相节律特征，对临床中的肿瘤治疗具有非常重要的意义。研究发现，各种肿瘤细胞分裂增殖的节律性不尽相同，若以DNA 合成作为参数，发现头颈部肿瘤的高峰在10 ∶00，子宫颈癌为12 ∶00，卵巢癌和乳腺癌的高峰时相分别位于11 ∶00～15 ∶00 和13 ∶00～15 ∶00。而对于正常组织细胞，直肠黏膜为7 ∶00，骨髓为12 ∶00～16 ∶00，口腔黏膜的高峰时间为20 ∶00 等［7］。提示在适当的时间选择合成抑制剂可以提高治疗效果，降低药物副反应。

Xian LJ 等［8］比较了荷人鼻咽癌裸鼠肿瘤组织细胞与裸鼠骨髓细胞的细胞周期，结果发现这两种细胞的细胞周期分布具有明显不同的昼夜节律，肿瘤组织中S 期细胞比例在10 ∶00am 最高，而骨髓细胞的高峰在14 ∶00～16 ∶00pm。此外，Hori 等［9］发现，实体瘤组织的血供在机体休息和活动期间是不同的，休息期的血供约为活动期的3 倍，因此，单位时间内进入实体瘤瘤体内的药物浓度也是不同的，具有昼夜节律变化。

一项动物实验发现，破坏小鼠的下丘脑视交叉上核，从而扰乱小鼠的rest-activitycycles 和血清皮质激素的节律性，于对照组相比，小鼠的肿瘤生长速度增快2～3 倍，生存期也明显缩短［10］。因此，宿主的内分泌近日节律的改变可能影响肿瘤的发生发展。有研究人员系统的研究了一例皮肤恶性肿瘤患者的肿瘤组织和周围正常的皮肤组织，发现在光照的环境中，肿瘤组织和正常的表皮细胞分裂都表现出有规律的时多时少的过程［11］。Teresa 等［12］发现荷乳腺癌的小鼠的骨髓中，Bcl-2 基因表达表现出昼夜节律性，但癌组织中该基因的表达却没有昼夜差异。

正常细胞与肿瘤细胞具有不同的昼夜节律性，这种动态的昼夜变化节律在癌症的放疗和化疗中有很大的应用价值。相关流行病学调查研究发现，在工作中参与轮换班的女性，其乳腺癌的发病率明显高于不参与轮换班的女性［11］。

因此，随着人们对肿瘤组织近日节律性的研究，将近日节律的理论引入肿瘤防治中，形成肿瘤时辰治疗学，越来越多的基础和临床试验证明了时辰治疗的优势，这一新兴的治疗理念逐渐被人们接受。

2 肿瘤时辰化疗

时辰化疗是根据人体24 小时的生物节律，即人体“生物钟”的变化，以时辰药理学的方法、理论、周期节律性为依据并结合患者的药代动力学参数、药效动力学参数，寻找化疗药物疗效最好，但毒性最小的时间规律，并以此制定个体化化疗方案的治疗方法［13］。

2.1 时辰化疗的基础研究 铂类抗肿瘤药物包括顺铂（DDP）和奥沙利铂（L-OHP），是目前肿瘤时辰化疗研究最广泛的药物。研究发现，这类药物时辰给药的基础，可能与体内还原性谷胱甘肽（GSH）分泌的昼夜节律性相关。GSH 是人体内重要的还原剂，其巯基可保护机体内的蛋白质和活性酶被氧化，使其保持活性状态。另外，GSH 的巯基能与铂类抗癌药等外源的嗜电子毒物结合，降低这类药物的细胞毒性，但不影响药物的抗肿瘤活性。机体内GSH 等分泌呈现昼夜节律，高峰一般在下午，高峰期和低谷期相差1～5 倍，因此，目前铂类化疗药物时辰给药的最佳方式是10 ∶00 至22∶00（持续12 小时）的正弦形式给药，高峰在4∶00pm［14］。

5-氟尿嘧啶（5-Fu）是一种抗嘧啶类抗代谢药物，主要作用于细胞的S 期，是时辰化疗领域中研究最多的药物。研究发现，二氢嘧啶脱氢酶（DPD）和胸苷酸合成酶（TS）是肝内5-Fu 的代谢相关酶，这两种酶的活性均表现出昼夜节律性［15］。二氢嘧啶脱氢酶在人类黑暗的早期以及小鼠光照的早期活性最高。无论在健康人或是肿瘤患者体内，DPD 的活性从22 ∶00 到10 ∶00 都提高了近50%［16］，此时，在骨髓、皮肤、小肠及口腔黏膜等正常组织内，处于S 期的细胞较少［17-18］。因此，如果将5-Fu 按正弦曲线自22 ∶00 到10 ∶00 持续12 小时静脉给药，高峰处于4 ∶00，与常规方式相比，这种给药方式更加高效低毒。

紫杉醇（PTX）是20 世纪下叶应用于临床的重要抗癌药物之一，主要作用在G2M 期，通过与肿瘤细胞中组成纺锤体的微管蛋白结合促进微管聚合，防治其解聚的作用，抑制着丝点微管解聚，使细胞染色体的移动和去极化受到阻滞，细胞分裂停留在G2M 期或引起细胞凋亡。PTX 还可通过诱导肿瘤细胞凋亡，抑制肿瘤新生血管生成，促进乏氧细胞再氧合及抑制肿瘤细胞再增殖等机制，产生抗癌及放疗增敏作用。Tampellini 等［19］在研究紫杉醇时间毒理学的动物实验中发现，在小鼠的休息期（灯亮期）给药，可显著降低药物毒性，提高耐受性，该实验提示PTX 应在夜间休息时给药更加合理。多西他赛是一种紫杉醇同类化合物，在相关的时辰药理学研究中发现，在7HALO（相当于凌晨4 点）荷瘤小鼠给药，抗肿瘤效果达到最佳，荷瘤小鼠的生存率也最高。

培美曲塞是一种多靶点叶酸拮抗剂，参与了多种酶的代谢过程［20］，冯莹莹等［21］研究发现，在荷瘤裸鼠的移植瘤中给予培美曲塞，利用时辰给药的方法，采用RT-PCR 方法检测肺腺癌A549 细胞株裸鼠移植瘤组织中TP mRNA 相对表达量，研究发现08 ∶00 治疗组的疗效较好。

2.2 时辰化疗的临床研究 鼻咽癌在中国的发病率高，在头颈部肿瘤中发病率为首位，是我国两广地区常见的恶性肿瘤之一［22-23］。目前局部晚期鼻咽癌公认的治疗模式是以放射治疗为主的综合治疗。郭灵等［24］对30 例鼻咽癌患者进行了多个疗程的时辰化疗，结果显示，时辰化疗相比常规化疗，治疗效果明确，而且不增加药物毒性反应，其呕吐反应明显减少。

刘德传等［25］将86 例鼻咽癌随机分为时辰化疗组和常规化疗组，时辰化疗组中骨髓抑制、腹泻、口腔黏膜炎、恶心、呕吐等不良反应均有不同程度的减轻，且治疗有效率也有不同程度的提高。

刘从明等［26］采用亚叶酸钙、替加氟联合奥沙利铂时辰治疗晚期胃癌40 例，时辰化疗组不良反应低，有效率均优于对照组。周均田等［27］将38 例非小细胞肺癌患者采用长春瑞滨联合顺铂（NP 方案）进行时辰化疗，给药时间为0 ∶00～4 ∶00，研究发现时辰组有效率明显高于常规治疗组；同时食欲下降、恶心、呕吐、脱发和肝损害等副作用明显低于常规治疗组。

研究发现不同肿瘤细胞生物节律各不相同，不同肿瘤的DNA 合成时相不同，例如头颈部癌为10 时、卵巢癌为11～15 时、乳腺癌的时相为13～15 时、宫颈癌为12 时［7］。因此，依据不同肿瘤的生物节律选择正常组织耐受性最好而肿瘤细胞最敏感的时间进行药物治疗，不仅降低正常细胞受损率，而且使肿瘤细胞的杀伤率达到最高，从而达到高效低毒的治疗效果［27］。

3 肿瘤时辰放疗

3.1 时辰放疗的基础研究 放射生物学研究发现，用放射线照射不同时相的细胞群，处于M 期的细胞对放射线最敏感，处于S 后期的细胞对放射线最抗拒，G1期的早期是相对放射抗拒的，G1 期的晚期和G2 期是相对敏感的［28］。不论是正常组织细胞还是肿瘤细胞的增殖周期均具有一定的时辰节律。研究发现在骨髓、肠道、口腔黏膜及皮肤等正常组织中，24 小时内处于S 期的细胞比例是不同的，变化可达到或是超过50%，日间的平均值相对较高，子夜至凌晨的平均值相对较低［19，29］。对于肿瘤细胞的增殖周是时相节律研究显示，各种肿瘤细胞S 期高峰时相是不同的，卵巢癌是11 ∶00，乳腺癌在是13 ∶00～15 ∶00，宫颈癌和头颈部肿瘤分别是在12 ∶00 和10 ∶00［18］。

动物研究提示［30］，光照后的裸鼠人鼻咽癌细胞，合成DNA 的S 期的高峰出现在光照后11.5 小时，G1期高峰在（11.35±2.80）h，G2/M 期在（23.35±1.79）h。另一项研究发现［31，32］，用4Gy 的X 线在不同时间点照射小鼠结直肠癌，在凌晨3 点照射时，肿瘤细胞对射线最敏感，并且急性毒副反应不明显。

3.2 时辰放疗的临床研究 李光明等［33］纳入65 例初治鼻咽癌患者，随机分为常规放疗组和时辰放疗组，常规放疗组治疗时间是在上午8∶00～10∶00 进行，时辰放疗组治疗是在20 ∶00～22 ∶00 进行。时辰放疗组的鼻咽部及颈部的肿瘤完全消退率均比常规放疗组高（P＜0.05）。时辰治疗组的副作用比常规治疗组低。时辰放疗可提高鼻咽癌的疗效，降低放疗的副作用。别俊等［34］纳入60 例局部晚期非小细胞肺癌患者，两组均采用相同放疗方法和剂量。时辰放疗组时间设在20 ∶00～22 ∶00，对照组时间定在8 ∶00～10 ∶00。结果显示时辰放疗组有效率为77.4%，对照组有效率为51.7%，差异有统计学意义。

4 肿瘤时辰靶向治疗

包括人类在内的大多数哺乳动物的行为活动和生理功能都受到昼夜节律的调控［35］，近年来，随着分子生物学的发展，对于哺乳动物昼夜节律的分子机制、信号通路的深入研究发现，多种细胞毒性抗肿瘤药物具有时辰药理效应［14-15，20-22］，然而抗肿瘤小分子靶向药物的时辰药理学研究目前相对较少。

刘亮［36］通过对非小细胞肺癌移植瘤模型裸鼠时辰给药，研究发现荷瘤裸鼠口服吉非替尼后，移植瘤表现出显著的时辰节律性。其中，4 ∶00 和8 ∶00 是肿瘤抑制效果最佳的时间，而16 ∶00 和20 ∶00 的肿瘤抑制效果最差，其余时间的抑瘤效果居中。林萍萍等［37］研究发现，厄洛替尼按时辰给药对肺癌裸鼠模型的抑瘤作用具有时辰节律性，08 ∶00 给药组效果最佳，其作用机制可能与EGFR/MAPK/P21Waf1 信号转导通路有关。

5 展望

近年来，肿瘤治疗提倡个体化治疗和综合治疗。作为一项新兴学科，时辰治疗以生物个体节律作为研究基础，为临床中找到高效低毒的给药方案提供了一个新的方向，肿瘤的临床治疗也越来越重视时辰治疗。时辰治疗主要的目的是改善肿瘤患者的耐受性，提高抗肿瘤治疗的效果，降低治疗带来的副反应。总之，时辰治疗学不仅综合利用个体化技术，而且在充分考虑患者个体差异的基础上实现较高水平的个体化治疗。