涎腺的放射效应
作者：白永瑞
单位：200032 上海医科大学肿瘤医院放射治疗科
关键词：
中华放射肿瘤学杂志990227 放射治疗是头颈部癌最常用的治疗方法之一。由于这个区域的原发肿瘤及其淋巴引流与大涎腺组织紧密相邻，整个或部分涎腺组织经常包括在野内。因此，急性和后期涎腺功能障碍在头颈部癌放射治疗时常见，包括口腔干燥、味觉丧失、龋齿和口腔粘膜溃疡等。这和涎液量的减少、涎液电解质及免疫球蛋白的改变及涎液pH值下降有关。严重影响口腔健康及营养的供给，降低了患者的生存质量。作者综述了涎腺照射效应实验及临床研究进展及其对临床的指导意义。
1 涎腺的组成
人类有3对大唾液腺：腮腺、颌下腺和舌下腺。腮腺为纯浆液性腺，分泌物含淀粉酶多，粘液少；颌下腺为混合腺，浆液腺细胞占80%，粘液腺细胞占5%；舌下腺也为混合腺，粘液腺细胞占60%，浆液腺细胞占30%，其余为导管、血管等间质成分[1]。恒河猴和鼠是研究涎腺照射后形态学和功能变化最常用的实验动物[2]。
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2 涎腺细胞照射后形态学改变
2.1 早期变化
人类涎腺组织照射后早期形态学变化的资料较少，文献报道的主要是鼠或恒河猴涎腺照射后早期形态学改变。形态学变化包括实质细胞质空泡形成、分泌细胞脱颗粒和细胞进行性退化。涎腺细胞是由高分化细胞组成，在一般情况下不合成DNA或不分裂。大多数细胞位于使细胞周期延长的G1期或间期，是非周期、功能上成熟的细胞。从放射生物学观点看，涎腺细胞应该是相当放射抗拒的，应在照射后数周或数月才显示照射损伤。值得注意的是单次低剂量2.5Gy照射后24小时内就可以观察到实质细胞的死亡[3-5]。Stephens等[4，5]以60Co单次剂量2.5～15Gy照射恒河猴涎腺，连续1～72小时取腮腺、颌下腺组织标本进行形态学研究，发现2.5～5Gy剂量照射时，仅有浆液腺细胞的随机性坏死；而7.5～15Gy剂量照射时，整个腺泡结构发生坏死和退化。腺泡细胞的形态变化呈凋亡特征：在6小时的活检标本中，细胞核轮廓变得不规则和成角，染色质形成团块、边聚，浆液腺细胞分离，失去和邻近细胞的接触。随后的标本中细胞核浓染、呈新月形或表现为核固缩、核碎裂及核溶解,数目明显增多。组织切片上可以观察到退化细胞比例和凋亡细胞数随着时间和剂量增加而增多，且浆液腺细胞的损伤比例较粘液腺细胞更为明显。浆液腺细胞坏死的同时伴有中性粒细胞的浸润，但在照射后24小时消退，被浆细胞和淋巴细胞代替。血管和导管的变化和腺泡细胞损伤相比不明显。
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2.2 晚期变化
在灵长类，腮腺和颌下腺用7.5Gy或更高的剂量照射后16～20周，可以显示出腺泡的退化和纤维化形成。照射后40周，萎缩的程度和16～22周后所观察到的相似[3，4]。恒河猴腮腺接受7.5～15Gy的剂量16～22周后萎缩，仅有少量的腺泡保存，常见单个或三二成群的浆液腺细胞，普遍伴有腺叶之间的纤维化和浆细胞浸润，并且40周后未显示有恢复。腺叶之间有致密的胶原间质，一些腺叶仅由导管组成。闰管上皮细胞排列的形状、大小和极性变化非常大，伴闰管扩大[4，5]。最后涎腺组织纤维化、变硬、体积缩小，与周围组织紧密粘连。
3 涎腺细胞死亡机制
涎腺细胞照射后死亡的具体机制，一直是研究的热点。涎腺细胞被认为是照射晚反应效应器，但涎腺组织照射后不久涎液量及其成分的早期变化表明涎腺组织是放射早反应组织[6]，且实质细胞的死亡在单次剂量如2Gy低的电离照射后24小时就可以观察到[3，5]。这些细胞照射后快速死亡的模式定义为间期细胞死亡。恒河猴腮腺照射后离体培养器官显微镜观察显示浆液腺细胞核染色深、核呈多种畸形，包括核固缩、核碎裂和边缘化等凋亡细胞形态改变[7]。核变形数目、剂量效应与腮腺体内照射后24小时所观察到的结果相似，提示受照腮腺浆液腺细胞的凋亡是间期细胞死亡的直接表达[3，7]。Stephens等[5]分析恒河猴腮腺单次剂量2.5～15Gy照射后1～72小时活检标本，发现在低剂量2.5Gy照射后1小时就有浆液腺细胞致死性放射损伤的表达。另一组资料也显示照射腮腺及颌下腺，浆液腺细胞在24小时之内明确表达损伤，细胞损伤数目随照射剂量和时间的延长而增加，但单个浆液腺细胞损伤特征在所有的单次剂量时是一样的[3]。根据这些细胞形态特征，提示涎腺组织浆液腺细胞是由于凋亡而死亡。和腺泡细胞损伤相比，血管和导管的变化较少或不存在，且腺泡细胞的死亡程度和炎症细胞的浸润程度不相关，从而提示浆液腺细胞的死亡是由照射直接引起。所以Stephens及其同事认为和凋亡一样的细胞损伤是照射所致涎腺细胞损伤的主要机制[3]。
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放射能够导致分泌颗粒包膜的过氧化损伤，从而使涎液组分如消化酶和金属离子泄入细胞，导致细胞死亡。有结果表明具氧化还原活性的铁离子和铜离子在放射所致涎腺细胞死亡中起重要的催化作用[8]。因此，若放射治疗之前用药物如异丙肾上腺素将分泌颗粒预先排出细胞外(脱粒作用)，这样照射时细胞的损伤就可以减轻。但Peter等[9]报道的一组动物涎腺形态学研究结果显示，照射前用异丙肾上腺素诱导脱粒作用，不能减少照射所致早期腺泡细胞死亡。这就提示腺泡细胞的放射敏感性和分泌颗粒的存在不直接相关[10]。而另一组动物实验显示异丙肾上腺素使用后，对腮腺放射所致功能紊乱具减免作用[11]。一些作者认为异丙肾上腺素对腮腺功能的保护作用可能不是由于药物对腺泡的脱颗粒作用，而可能是药物刺激了腺泡细胞的增殖[9-11]。
腺泡细胞的凋亡是否是由其他机制引起，它的细胞靶或亚细胞机制如何，如DNA的损伤、细胞膜的改变或溶酶体的释放，尚未弄清[4，7]。相对低的剂量照射不分裂浆液腺细胞后凋亡的快速表达提示导致细胞死亡的关键不太可能是DNA损伤[7]。而Radford等[12]认为DNA双链断裂是快速间期死亡(凋亡)的合适刺激。动物实验研究结果揭示涎腺功能照射后的早期变化可能主要是由于膜结构的照射损伤所引起[13，14]。因此涎腺腺泡细胞的致死性损伤主要是由于细胞膜的失调紊乱而不是DNA的直接损伤所致，提示细胞膜为间期死亡的主要靶。而Henriksson等[15]认为调节涎腺组织损害表达的机制至少部分地受肥大细胞及其产物的影响。
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4 涎腺细胞照射后增殖
涎腺细胞有丝分裂活动较少，但能受适当刺激激发而产生分裂，闰管细胞分化成腺泡细胞[4]。临床高剂量照射腮腺组织(40～60Gy，20～30次)，仍可观察到腮腺功能的部分恢复，提示放射后存在着细胞增殖现象。Gustafsson等[16]用光镜和电子显微镜观察鼠腮腺分割照射(6Gy/次或9Gy/次，5次/周)后180天组织结构变化，发现残留的腺泡细胞是正常的形状，包含有分泌颗粒。但腺泡排列不整齐、较正常腺泡大，闰管比正常的大，并有大管腔，提示有细胞再生[13，16]。引起腺泡细胞再生的祖先细胞一定存在于某些导管-腺泡细胞单位，至于这种能力是存在腺泡细胞本身还是闰管储备细胞尚有争议[16]。Peter等[2]利用溴脱氧尿核苷(BrdU)了解X线单次15Gy照射鼠腮腺及颌下腺后不同时间各上皮细胞类型增殖活动，标记指数(label index,LI)首先在闰管中检测到,提示闰管中的祖先细胞可能提供新的细胞给其它结构单位；还发现腮腺中闰管细胞增殖活动较颌下腺中的强，提示腮腺具更高的放射敏感性。
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5 涎腺功能照射后改变
照射后涎液分泌减少导致口腔干燥。人类涎腺放射后涎液电解质浓度的研究提示涎腺的主要损伤发生在腺泡和导管系统。涎腺功能常用的数量化检测方法包括测定涎液流量率、pH值、涎液成分如钾、钠、蛋白质及淀粉酶变化等。近来有一种简便无害的评价涎腺功能方法，即涎腺99mTc清除率测定法。用定量的99mTc闪烁测定法评价涎腺的俘获、分泌、排泄，用以分析照射剂量与涎腺功能变化之间的关系和评价随访中涎腺功能恢复程度[17，18]。
5.1 涎液量的变化
涎腺组织照射后涎液量迅速减少，腮腺与下颌腺涎液流量率都有明显的量效关系，但发生的时间有差别。Nagler等[6]分析单次X线2.5～15Gy照射鼠涎腺涎液变化，发现照射后3天时腮腺流量率明显下降，而此时颌下腺涎液流量率变化不明显，但40天时腮腺和颌下腺的涎液流量率均显著下降。另一组资料大鼠单次剂量15Gy照射后24小时的腮腺刺激涎液流量率较对照组明显下降，而颌下腺的涎液流量率与对照组相仿[19]。这间接地说明腮腺组织较颌下腺组织对放射更为敏感。
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涎液流量率的减少和照射剂量的大小密切相关。临床资料显示腮腺和颌下腺或舌下腺刺激涎液流量率在常规分割总剂量≤50Gy时较剂量≥68Gy明显增加[20]。而Olmos等[18]报道的资料表明对于单个腺体(腮腺或颌下腺)，常规分割总剂量25Gy或更少的剂量，所有腺体都保持有分泌功能；25～45Gy有一半保留有分泌功能；而剂量超过45Gy时，几乎是不可逆损害。但另一组资料提示就早期涎液流量率减少来说，连续加速超分割(CHART)产生最大效应的剂量应在15～40Gy之间[21]。Franzen等[22]报道的临床试验资料示腮腺常规分割剂量低于52Gy时，在放射治疗后18个月都保留一些功能，但强调长期照射效应存在较大的个体差异性。
同时，涎液流量率的减少和受照涎腺体积大小密切相关。腺体部分照射的涎液流量率高于腺体全部受照之时[16]。临床资料显示头颈部癌照射时，若全部腮腺包括在野区内，常规分割照射1周后，腮腺刺激涎液流量率下降50%。因此对早期涎液流量率变化来说，中等剂量的减少不会产生明显的减免作用，而尽可能减少腮腺受照射的容积会带来真正的好处[21]。
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5.2 淀粉酶的变化
高血清淀粉酶似乎是人类涎腺急性放射损伤最敏感的生化指标[23]。高血清淀粉酶产生的机理可能是照射后涎腺浆液腺细胞的破裂或细胞膜通透性的改变导致细胞内淀粉酶的释放，同时伴血管通透性改变[24]。测定头颈部癌放射治疗患者的血清淀粉酶浓度，显示第1次照射后就有血清高淀粉酶水平出现，并且只在最初的几次出现，然后快速消退。有些患者在放射治疗的最初3天有腮腺区的肿胀和疼痛，时程和亚临床高血清淀粉酶的时程相关[24]。
临床研究提示，如果腮腺在野区外，其它涎腺组织照射仅有轻度的淀粉酶升高。这就能解释大多数的淀粉酶活性是在腮腺。受照射腮腺组织越多，血清淀粉酶峰值越高[24]。腮腺照射的首次剂量导致储存的消化酶从细胞内快速释放，这就产生血清高淀粉酶的峰值。由于循环代谢和淀粉酶储存量在开始释放后减少，以及腮腺腺泡细胞消化酶的合成减少，血清淀粉酶水平快速恢复到正常水平[24]。高峰值出现时间是照射后的2～4天，持续2～3天。Dubray等[23]将资料通过数学模型预测剂量大于4Gy而小于10Gy时，血清淀粉酶值达最高水平。浆液腺细胞数的减少，意味涎液中淀粉酶分泌率将减少。Franzen等[13]研究结果显示鼠腮腺分割照射(40～45Gy，5次)后180天时，虽然单位组织淀粉酶含量减少，但残留腺泡细胞淀粉酶的相对含量未改变。
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血清淀粉酶峰值大小及出现时间与放射治疗剂量给予的快慢密切相关。连续加速超分割(CHART)组的血清淀粉酶高峰在24小时后，而常规分割(CF)组在48小时。而且CHART组的高峰值明显大于CF组[24]。这种区别可能反映CHART方案剂量被更快的给予。
5.3 涎液钠、钾及蛋白质的变化
腮腺和颌下腺或舌下腺照射后涎液中的钠、钾浓度均会发生改变。涎液经管道系统排泄时，管道系统会吸收其中的钠离子和氯离子，并向涎液中排入钾离子。涎腺组织照射后，腺泡细胞丢失较多致涎液分泌量减少，而管道系统上皮细胞相对放射抗拒，故吸收功能完全，所以导致涎液中的钠浓度明显降低。Nagler等[19]分析大鼠涎腺组织单次剂量15Gy照射后24小时的钠、钾离子浓度，结果显示腮腺涎液中的钠浓度较对照组明显降低，而颌下腺的钠、钾浓度照射组与对照组比较无明显差别。但Valdez等[20]报道的临床研究结果显示，腮腺和颌下腺或舌下腺照射后钠和氯化物的含量随分泌量下降而升高，从而支持这样一个假设：涎腺导管系统在照射后同样发生放射损伤，不能充分吸收涎液中的电解质。
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腮腺涎液中含多种和牙齿正常结构、味觉功能和其它口腔结构维持有关的蛋白质。涎液层析法提示涎液中蛋白质的变化是因为放射作用于蛋白质的合成而不是蛋白质本身。Nagler等[19]报道的动物实验结果显示腮腺和颌下腺或舌下腺照射后涎液中的蛋白质含量与对照组相比无明显差异，而临床结果表明常规分割照射1周(腮腺包括在野区)，蛋白质分泌量下降60%[19]。
6 涎腺功能的保护
涎腺放射保护至今未能充分解决。在涎腺中腮腺体积最大，故临床上涎腺保护的重点是腮腺。最简单实用的方法是在充分包括肿瘤范围的条件下，尽可能地利用射野挡铅技术，减少腮腺的照射剂量，但仍然未达到满意的程度。随着放射治疗技术如适形立体照射的应用，可以更好地减少涎腺组织受照容积及剂量，从而最大程度地保留功能完整的腺泡细胞。利用适形放射治疗机Peacock治疗头颈部恶性肿瘤如鼻咽癌、软腭癌等，可使80%的腮腺剂量<30Gy,明显减少了腮腺组织的放射损伤[25]。Hazuka等[26]利用三维治疗计划的非同中心、非共面射野治疗头颈部癌患者，适应症为肿瘤是单侧，未超过中线，且对侧上颈淋巴结累及危险度低，可不行预防照射，可使对侧腮腺平均受量为3.9Gy，保护了腮腺功能。
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对于涎腺组织的分割效应有不同的报道。Leslie等[27]比较CF组60～66Gy与CHART组照射后9个月～9年腮腺功能变化，结果显示CHART组引起较少的腮腺功能损伤。而对早期涎腺功能的影响，CHART组与CF组无显著差别。Price等[28]用3个组剂量(50Gy，20次，4周；55Gy，25次，5周；54Gy，36次，12天)照射恒河猴腮腺及颌下腺，16周后显微镜下发现所有的腺体有严重的萎缩和纤维化，定量分析3个剂量组腮腺浆液腺泡数，结果说明CF组和CHART组放射后涎腺组织学改变无显著差异，因此认为CHART方案并不能较CF减少涎腺组织后期反应损伤。
根据细胞损伤的不同机理使用不同的药物在放射治疗中对涎腺予以保护的措施正处研究阶段。有学者认为，照射后腺泡细胞膜早期变化和基质成分如钾、钠等离子的早期变化是涎腺腺泡细胞间期死亡的主要原因[13]。故可利用内源性谷胱甘肽(GSH)消除因照射产生的自由基，从而对细胞的自身稳定起维持作用。Arima等[29]研究外源性GSH对鼠腮腺放射损伤的预防作用，结果显示外源性GSH组坏死指数(necrosis index,NI)明显下降，且剂量<30Gy时，GSH组总体淀粉酶活性下降及蛋白质含量下降幅度较对照组明显减少，但当剂量>60Gy时，即使再加大GSH剂量，也不能逆转淀粉酶活性和蛋白质的下降，它说明60Gy引起的损害显然超过了GSH的放射保护作用。根据涎腺腺泡细胞在照射前通过脱粒作用可减免照射损伤的机制，Zimmerman等[30]分析患者在放射治疗中和放射治疗后口服毛果芸香碱的结果，发现能够预防或减轻涎腺高剂量照射后的口干症状，且认为用药超过放射治疗后3个月无意义。毛果芸香碱临床使用浓度在体外试验中不会对肿瘤细胞起保护作用。在Valdez等[31]的双盲对照临床研究结果亦显示放射治疗开始后口服毛果芸香碱3个月，无论是主观症状还是客观的涎腺刺激涎液量，均较对照组有明显改善。但如果全部涎腺组织接受高剂量照射，毛果芸香碱显得无作用，这就提示它的保护作用来自于野区外未受照组织，而不是脱粒作用。Mertz等[32]报道的动物实验研究结果显示鼠腮腺放射后用异丙肾上腺素治疗，能引起腺泡细胞肥大，也支持了以上观点[32]。Mcdonald等[33]根据WR-2721对涎腺放射保护的体内依据，进行了初步的临床实验，结果显示照射后6个月时涎腺功能明显恢复，18个月时刺激腮腺涎液已经恢复到基线的54%。部分病人有恶心、呕吐及血压下降，但在100mg/m2剂量水平下无明显毒性作用[33，34]。其它涎腺放射保护性药物如肾上腺素能药物环胞嘧啶及对抗金属离子氧化还原作用的Zn-DFO尚在动物实验研究阶段[35，36]。
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7 结语与展望：
从引用的文献来看，涎腺组织显然对放射相当敏感。从形态学研究和涎腺功能研究结果可以得出：不同类型的涎腺组织似乎具有不同的放射敏感性：浆液腺细胞>粘液腺细胞>导管细胞，其原因尚未清楚。从资料分析可以认为腺泡细胞的死亡，尤其是浆液腺细胞的死亡，是细胞发生凋亡所致。但它发生的靶机制尚存在着许多争议，有待进一步研究确定。同时涎腺组织照射损伤后的增殖在文献中也受到重视，多数认为闰管细胞是涎腺其它上皮结构组分的祖先细胞，但增殖在减免晚期反应中的作用需进一步分析。从以上基本原理出发，许多意在头颈部癌患者放射治疗中尽可能保护涎腺功能的措施还在临床实验研究阶段，最终目的是减少头颈部患者涎腺功能的损害程度，减轻痛苦，提高患者的生存质量。
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(收稿：1998-04-27 修回：1998-12-15), 百拇医药
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关键词：
中华放射肿瘤学杂志990227 放射治疗是头颈部癌最常用的治疗方法之一。由于这个区域的原发肿瘤及其淋巴引流与大涎腺组织紧密相邻，整个或部分涎腺组织经常包括在野内。因此，急性和后期涎腺功能障碍在头颈部癌放射治疗时常见，包括口腔干燥、味觉丧失、龋齿和口腔粘膜溃疡等。这和涎液量的减少、涎液电解质及免疫球蛋白的改变及涎液pH值下降有关。严重影响口腔健康及营养的供给，降低了患者的生存质量。作者综述了涎腺照射效应实验及临床研究进展及其对临床的指导意义。
1 涎腺的组成
人类有3对大唾液腺：腮腺、颌下腺和舌下腺。腮腺为纯浆液性腺，分泌物含淀粉酶多，粘液少；颌下腺为混合腺，浆液腺细胞占80%，粘液腺细胞占5%；舌下腺也为混合腺，粘液腺细胞占60%，浆液腺细胞占30%，其余为导管、血管等间质成分[1]。恒河猴和鼠是研究涎腺照射后形态学和功能变化最常用的实验动物[2]。
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2 涎腺细胞照射后形态学改变
2.1 早期变化
人类涎腺组织照射后早期形态学变化的资料较少，文献报道的主要是鼠或恒河猴涎腺照射后早期形态学改变。形态学变化包括实质细胞质空泡形成、分泌细胞脱颗粒和细胞进行性退化。涎腺细胞是由高分化细胞组成，在一般情况下不合成DNA或不分裂。大多数细胞位于使细胞周期延长的G1期或间期，是非周期、功能上成熟的细胞。从放射生物学观点看，涎腺细胞应该是相当放射抗拒的，应在照射后数周或数月才显示照射损伤。值得注意的是单次低剂量2.5Gy照射后24小时内就可以观察到实质细胞的死亡[3-5]。Stephens等[4，5]以60Co单次剂量2.5～15Gy照射恒河猴涎腺，连续1～72小时取腮腺、颌下腺组织标本进行形态学研究，发现2.5～5Gy剂量照射时，仅有浆液腺细胞的随机性坏死；而7.5～15Gy剂量照射时，整个腺泡结构发生坏死和退化。腺泡细胞的形态变化呈凋亡特征：在6小时的活检标本中，细胞核轮廓变得不规则和成角，染色质形成团块、边聚，浆液腺细胞分离，失去和邻近细胞的接触。随后的标本中细胞核浓染、呈新月形或表现为核固缩、核碎裂及核溶解,数目明显增多。组织切片上可以观察到退化细胞比例和凋亡细胞数随着时间和剂量增加而增多，且浆液腺细胞的损伤比例较粘液腺细胞更为明显。浆液腺细胞坏死的同时伴有中性粒细胞的浸润，但在照射后24小时消退，被浆细胞和淋巴细胞代替。血管和导管的变化和腺泡细胞损伤相比不明显。
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2.2 晚期变化
在灵长类，腮腺和颌下腺用7.5Gy或更高的剂量照射后16～20周，可以显示出腺泡的退化和纤维化形成。照射后40周，萎缩的程度和16～22周后所观察到的相似[3，4]。恒河猴腮腺接受7.5～15Gy的剂量16～22周后萎缩，仅有少量的腺泡保存，常见单个或三二成群的浆液腺细胞，普遍伴有腺叶之间的纤维化和浆细胞浸润，并且40周后未显示有恢复。腺叶之间有致密的胶原间质，一些腺叶仅由导管组成。闰管上皮细胞排列的形状、大小和极性变化非常大，伴闰管扩大[4，5]。最后涎腺组织纤维化、变硬、体积缩小，与周围组织紧密粘连。
3 涎腺细胞死亡机制
涎腺细胞照射后死亡的具体机制，一直是研究的热点。涎腺细胞被认为是照射晚反应效应器，但涎腺组织照射后不久涎液量及其成分的早期变化表明涎腺组织是放射早反应组织[6]，且实质细胞的死亡在单次剂量如2Gy低的电离照射后24小时就可以观察到[3，5]。这些细胞照射后快速死亡的模式定义为间期细胞死亡。恒河猴腮腺照射后离体培养器官显微镜观察显示浆液腺细胞核染色深、核呈多种畸形，包括核固缩、核碎裂和边缘化等凋亡细胞形态改变[7]。核变形数目、剂量效应与腮腺体内照射后24小时所观察到的结果相似，提示受照腮腺浆液腺细胞的凋亡是间期细胞死亡的直接表达[3，7]。Stephens等[5]分析恒河猴腮腺单次剂量2.5～15Gy照射后1～72小时活检标本，发现在低剂量2.5Gy照射后1小时就有浆液腺细胞致死性放射损伤的表达。另一组资料也显示照射腮腺及颌下腺，浆液腺细胞在24小时之内明确表达损伤，细胞损伤数目随照射剂量和时间的延长而增加，但单个浆液腺细胞损伤特征在所有的单次剂量时是一样的[3]。根据这些细胞形态特征，提示涎腺组织浆液腺细胞是由于凋亡而死亡。和腺泡细胞损伤相比，血管和导管的变化较少或不存在，且腺泡细胞的死亡程度和炎症细胞的浸润程度不相关，从而提示浆液腺细胞的死亡是由照射直接引起。所以Stephens及其同事认为和凋亡一样的细胞损伤是照射所致涎腺细胞损伤的主要机制[3]。
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放射能够导致分泌颗粒包膜的过氧化损伤，从而使涎液组分如消化酶和金属离子泄入细胞，导致细胞死亡。有结果表明具氧化还原活性的铁离子和铜离子在放射所致涎腺细胞死亡中起重要的催化作用[8]。因此，若放射治疗之前用药物如异丙肾上腺素将分泌颗粒预先排出细胞外(脱粒作用)，这样照射时细胞的损伤就可以减轻。但Peter等[9]报道的一组动物涎腺形态学研究结果显示，照射前用异丙肾上腺素诱导脱粒作用，不能减少照射所致早期腺泡细胞死亡。这就提示腺泡细胞的放射敏感性和分泌颗粒的存在不直接相关[10]。而另一组动物实验显示异丙肾上腺素使用后，对腮腺放射所致功能紊乱具减免作用[11]。一些作者认为异丙肾上腺素对腮腺功能的保护作用可能不是由于药物对腺泡的脱颗粒作用，而可能是药物刺激了腺泡细胞的增殖[9-11]。
腺泡细胞的凋亡是否是由其他机制引起，它的细胞靶或亚细胞机制如何，如DNA的损伤、细胞膜的改变或溶酶体的释放，尚未弄清[4，7]。相对低的剂量照射不分裂浆液腺细胞后凋亡的快速表达提示导致细胞死亡的关键不太可能是DNA损伤[7]。而Radford等[12]认为DNA双链断裂是快速间期死亡(凋亡)的合适刺激。动物实验研究结果揭示涎腺功能照射后的早期变化可能主要是由于膜结构的照射损伤所引起[13，14]。因此涎腺腺泡细胞的致死性损伤主要是由于细胞膜的失调紊乱而不是DNA的直接损伤所致，提示细胞膜为间期死亡的主要靶。而Henriksson等[15]认为调节涎腺组织损害表达的机制至少部分地受肥大细胞及其产物的影响。
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4 涎腺细胞照射后增殖
涎腺细胞有丝分裂活动较少，但能受适当刺激激发而产生分裂，闰管细胞分化成腺泡细胞[4]。临床高剂量照射腮腺组织(40～60Gy，20～30次)，仍可观察到腮腺功能的部分恢复，提示放射后存在着细胞增殖现象。Gustafsson等[16]用光镜和电子显微镜观察鼠腮腺分割照射(6Gy/次或9Gy/次，5次/周)后180天组织结构变化，发现残留的腺泡细胞是正常的形状，包含有分泌颗粒。但腺泡排列不整齐、较正常腺泡大，闰管比正常的大，并有大管腔，提示有细胞再生[13，16]。引起腺泡细胞再生的祖先细胞一定存在于某些导管-腺泡细胞单位，至于这种能力是存在腺泡细胞本身还是闰管储备细胞尚有争议[16]。Peter等[2]利用溴脱氧尿核苷(BrdU)了解X线单次15Gy照射鼠腮腺及颌下腺后不同时间各上皮细胞类型增殖活动，标记指数(label index,LI)首先在闰管中检测到,提示闰管中的祖先细胞可能提供新的细胞给其它结构单位；还发现腮腺中闰管细胞增殖活动较颌下腺中的强，提示腮腺具更高的放射敏感性。
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5 涎腺功能照射后改变
照射后涎液分泌减少导致口腔干燥。人类涎腺放射后涎液电解质浓度的研究提示涎腺的主要损伤发生在腺泡和导管系统。涎腺功能常用的数量化检测方法包括测定涎液流量率、pH值、涎液成分如钾、钠、蛋白质及淀粉酶变化等。近来有一种简便无害的评价涎腺功能方法，即涎腺99mTc清除率测定法。用定量的99mTc闪烁测定法评价涎腺的俘获、分泌、排泄，用以分析照射剂量与涎腺功能变化之间的关系和评价随访中涎腺功能恢复程度[17，18]。
5.1 涎液量的变化
涎腺组织照射后涎液量迅速减少，腮腺与下颌腺涎液流量率都有明显的量效关系，但发生的时间有差别。Nagler等[6]分析单次X线2.5～15Gy照射鼠涎腺涎液变化，发现照射后3天时腮腺流量率明显下降，而此时颌下腺涎液流量率变化不明显，但40天时腮腺和颌下腺的涎液流量率均显著下降。另一组资料大鼠单次剂量15Gy照射后24小时的腮腺刺激涎液流量率较对照组明显下降，而颌下腺的涎液流量率与对照组相仿[19]。这间接地说明腮腺组织较颌下腺组织对放射更为敏感。
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涎液流量率的减少和照射剂量的大小密切相关。临床资料显示腮腺和颌下腺或舌下腺刺激涎液流量率在常规分割总剂量≤50Gy时较剂量≥68Gy明显增加[20]。而Olmos等[18]报道的资料表明对于单个腺体(腮腺或颌下腺)，常规分割总剂量25Gy或更少的剂量，所有腺体都保持有分泌功能；25～45Gy有一半保留有分泌功能；而剂量超过45Gy时，几乎是不可逆损害。但另一组资料提示就早期涎液流量率减少来说，连续加速超分割(CHART)产生最大效应的剂量应在15～40Gy之间[21]。Franzen等[22]报道的临床试验资料示腮腺常规分割剂量低于52Gy时，在放射治疗后18个月都保留一些功能，但强调长期照射效应存在较大的个体差异性。
同时，涎液流量率的减少和受照涎腺体积大小密切相关。腺体部分照射的涎液流量率高于腺体全部受照之时[16]。临床资料显示头颈部癌照射时，若全部腮腺包括在野区内，常规分割照射1周后，腮腺刺激涎液流量率下降50%。因此对早期涎液流量率变化来说，中等剂量的减少不会产生明显的减免作用，而尽可能减少腮腺受照射的容积会带来真正的好处[21]。
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5.2 淀粉酶的变化
高血清淀粉酶似乎是人类涎腺急性放射损伤最敏感的生化指标[23]。高血清淀粉酶产生的机理可能是照射后涎腺浆液腺细胞的破裂或细胞膜通透性的改变导致细胞内淀粉酶的释放，同时伴血管通透性改变[24]。测定头颈部癌放射治疗患者的血清淀粉酶浓度，显示第1次照射后就有血清高淀粉酶水平出现，并且只在最初的几次出现，然后快速消退。有些患者在放射治疗的最初3天有腮腺区的肿胀和疼痛，时程和亚临床高血清淀粉酶的时程相关[24]。
临床研究提示，如果腮腺在野区外，其它涎腺组织照射仅有轻度的淀粉酶升高。这就能解释大多数的淀粉酶活性是在腮腺。受照射腮腺组织越多，血清淀粉酶峰值越高[24]。腮腺照射的首次剂量导致储存的消化酶从细胞内快速释放，这就产生血清高淀粉酶的峰值。由于循环代谢和淀粉酶储存量在开始释放后减少，以及腮腺腺泡细胞消化酶的合成减少，血清淀粉酶水平快速恢复到正常水平[24]。高峰值出现时间是照射后的2～4天，持续2～3天。Dubray等[23]将资料通过数学模型预测剂量大于4Gy而小于10Gy时，血清淀粉酶值达最高水平。浆液腺细胞数的减少，意味涎液中淀粉酶分泌率将减少。Franzen等[13]研究结果显示鼠腮腺分割照射(40～45Gy，5次)后180天时，虽然单位组织淀粉酶含量减少，但残留腺泡细胞淀粉酶的相对含量未改变。
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血清淀粉酶峰值大小及出现时间与放射治疗剂量给予的快慢密切相关。连续加速超分割(CHART)组的血清淀粉酶高峰在24小时后，而常规分割(CF)组在48小时。而且CHART组的高峰值明显大于CF组[24]。这种区别可能反映CHART方案剂量被更快的给予。
5.3 涎液钠、钾及蛋白质的变化
腮腺和颌下腺或舌下腺照射后涎液中的钠、钾浓度均会发生改变。涎液经管道系统排泄时，管道系统会吸收其中的钠离子和氯离子，并向涎液中排入钾离子。涎腺组织照射后，腺泡细胞丢失较多致涎液分泌量减少，而管道系统上皮细胞相对放射抗拒，故吸收功能完全，所以导致涎液中的钠浓度明显降低。Nagler等[19]分析大鼠涎腺组织单次剂量15Gy照射后24小时的钠、钾离子浓度，结果显示腮腺涎液中的钠浓度较对照组明显降低，而颌下腺的钠、钾浓度照射组与对照组比较无明显差别。但Valdez等[20]报道的临床研究结果显示，腮腺和颌下腺或舌下腺照射后钠和氯化物的含量随分泌量下降而升高，从而支持这样一个假设：涎腺导管系统在照射后同样发生放射损伤，不能充分吸收涎液中的电解质。
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腮腺涎液中含多种和牙齿正常结构、味觉功能和其它口腔结构维持有关的蛋白质。涎液层析法提示涎液中蛋白质的变化是因为放射作用于蛋白质的合成而不是蛋白质本身。Nagler等[19]报道的动物实验结果显示腮腺和颌下腺或舌下腺照射后涎液中的蛋白质含量与对照组相比无明显差异，而临床结果表明常规分割照射1周(腮腺包括在野区)，蛋白质分泌量下降60%[19]。
6 涎腺功能的保护
涎腺放射保护至今未能充分解决。在涎腺中腮腺体积最大，故临床上涎腺保护的重点是腮腺。最简单实用的方法是在充分包括肿瘤范围的条件下，尽可能地利用射野挡铅技术，减少腮腺的照射剂量，但仍然未达到满意的程度。随着放射治疗技术如适形立体照射的应用，可以更好地减少涎腺组织受照容积及剂量，从而最大程度地保留功能完整的腺泡细胞。利用适形放射治疗机Peacock治疗头颈部恶性肿瘤如鼻咽癌、软腭癌等，可使80%的腮腺剂量<30Gy,明显减少了腮腺组织的放射损伤[25]。Hazuka等[26]利用三维治疗计划的非同中心、非共面射野治疗头颈部癌患者，适应症为肿瘤是单侧，未超过中线，且对侧上颈淋巴结累及危险度低，可不行预防照射，可使对侧腮腺平均受量为3.9Gy，保护了腮腺功能。
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对于涎腺组织的分割效应有不同的报道。Leslie等[27]比较CF组60～66Gy与CHART组照射后9个月～9年腮腺功能变化，结果显示CHART组引起较少的腮腺功能损伤。而对早期涎腺功能的影响，CHART组与CF组无显著差别。Price等[28]用3个组剂量(50Gy，20次，4周；55Gy，25次，5周；54Gy，36次，12天)照射恒河猴腮腺及颌下腺，16周后显微镜下发现所有的腺体有严重的萎缩和纤维化，定量分析3个剂量组腮腺浆液腺泡数，结果说明CF组和CHART组放射后涎腺组织学改变无显著差异，因此认为CHART方案并不能较CF减少涎腺组织后期反应损伤。
根据细胞损伤的不同机理使用不同的药物在放射治疗中对涎腺予以保护的措施正处研究阶段。有学者认为，照射后腺泡细胞膜早期变化和基质成分如钾、钠等离子的早期变化是涎腺腺泡细胞间期死亡的主要原因[13]。故可利用内源性谷胱甘肽(GSH)消除因照射产生的自由基，从而对细胞的自身稳定起维持作用。Arima等[29]研究外源性GSH对鼠腮腺放射损伤的预防作用，结果显示外源性GSH组坏死指数(necrosis index,NI)明显下降，且剂量<30Gy时，GSH组总体淀粉酶活性下降及蛋白质含量下降幅度较对照组明显减少，但当剂量>60Gy时，即使再加大GSH剂量，也不能逆转淀粉酶活性和蛋白质的下降，它说明60Gy引起的损害显然超过了GSH的放射保护作用。根据涎腺腺泡细胞在照射前通过脱粒作用可减免照射损伤的机制，Zimmerman等[30]分析患者在放射治疗中和放射治疗后口服毛果芸香碱的结果，发现能够预防或减轻涎腺高剂量照射后的口干症状，且认为用药超过放射治疗后3个月无意义。毛果芸香碱临床使用浓度在体外试验中不会对肿瘤细胞起保护作用。在Valdez等[31]的双盲对照临床研究结果亦显示放射治疗开始后口服毛果芸香碱3个月，无论是主观症状还是客观的涎腺刺激涎液量，均较对照组有明显改善。但如果全部涎腺组织接受高剂量照射，毛果芸香碱显得无作用，这就提示它的保护作用来自于野区外未受照组织，而不是脱粒作用。Mertz等[32]报道的动物实验研究结果显示鼠腮腺放射后用异丙肾上腺素治疗，能引起腺泡细胞肥大，也支持了以上观点[32]。Mcdonald等[33]根据WR-2721对涎腺放射保护的体内依据，进行了初步的临床实验，结果显示照射后6个月时涎腺功能明显恢复，18个月时刺激腮腺涎液已经恢复到基线的54%。部分病人有恶心、呕吐及血压下降，但在100mg/m2剂量水平下无明显毒性作用[33，34]。其它涎腺放射保护性药物如肾上腺素能药物环胞嘧啶及对抗金属离子氧化还原作用的Zn-DFO尚在动物实验研究阶段[35，36]。
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7 结语与展望：
从引用的文献来看，涎腺组织显然对放射相当敏感。从形态学研究和涎腺功能研究结果可以得出：不同类型的涎腺组织似乎具有不同的放射敏感性：浆液腺细胞>粘液腺细胞>导管细胞，其原因尚未清楚。从资料分析可以认为腺泡细胞的死亡，尤其是浆液腺细胞的死亡，是细胞发生凋亡所致。但它发生的靶机制尚存在着许多争议，有待进一步研究确定。同时涎腺组织照射损伤后的增殖在文献中也受到重视，多数认为闰管细胞是涎腺其它上皮结构组分的祖先细胞，但增殖在减免晚期反应中的作用需进一步分析。从以上基本原理出发，许多意在头颈部癌患者放射治疗中尽可能保护涎腺功能的措施还在临床实验研究阶段，最终目的是减少头颈部患者涎腺功能的损害程度，减轻痛苦，提高患者的生存质量。
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(收稿：1998-04-27 修回：1998-12-15), 百拇医药