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恶性肿瘤内乏氧状况的检测方法
1955
年，
Thomlinson
和
Gray
发
现恶性肿瘤内存在乏氧细胞；
1979
年，
Brown
等证实了肿瘤乏氧有急慢性之分。经过多年的研究，
临床有许多证据表明，肿瘤乏氧细胞的存在不仅能使肿瘤对放化疗的
抗拒性增强，而
且使肿瘤更具侵袭性，容易发生远处转移。尽管人们
采取了许多克服肿瘤乏氧的措施，企
图提高肿瘤治疗疗效，但临床结
果均不令人满意，其原因可能有以下三方面：①临床已应
用的措施无
法有效的克服肿瘤乏氧；②影响肿瘤治疗疗效的因素有很多，而乏氧
细胞存在仅仅是影响因素之一，并且与肿瘤增殖等因素相比，它可能
是次
要因素；③由于过去缺乏检测肿瘤乏氧的可靠方法，而没有能选
择到获益的病人。近年来
，随着影像学、免疫学、分子生物学和计算
机等技术的发展，人们能够比较可靠地检测恶
性肿瘤的乏氧状况。目
前，已建立的检测方法有肿瘤血管分析、肿瘤代谢程度测定、肿瘤
细
胞的
DNA
损伤、乏氧相关蛋白
(hypoxic
stress
pro
teins)
分析、放疗
效应评定、血氧合血红蛋白饱和度测定
、放射性
/
荧光染色标记测定、
肿瘤内
氧压力测定等方法，而其中应用临床较广泛的具体方法有以下
四种：①氧电极直接测定肿
瘤内氧的压力；②组织形态分析；③
DNA
带断裂分析；④乏氧
标志物的测定［
1
］
。本文就上述几种
方法作一简
要的综述。
1
氧电极测定
氧电极测定
(oxygen ele
ctrodes)
是近年来临床应用最广泛
的方法之一，是唯一
能直接测定肿瘤乏氧的方法，其测定结果能直观
1
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地反映肿瘤的含氧情况。极谱氧电极是最早应用的技术，而后出现了
极谱氧微电极技术，它现在被认为是测定肿瘤乏氧状况的“金标准”
。
利用此法测定肿瘤乏氧状况的参数有：①实测的肿瘤氧分压的平均值
或中位数，一般认定＜
10
mmHg
为乏氧；②肿瘤乏氧比例
(hypoxic
fraction)
，即实测的肿瘤氧分压的数据内，氧分压值＜
2
mmHg
或＜
5
mmHg
或＜
10 mmHg
所占的百分数［
2
］
；
③肿瘤乏氧容积
(hypoxic
subvolume,HS
V),
即肿瘤的容积乘肿瘤乏氧比例［
3
］
。
目前，已有许多临床资料表明，用氧电极测定肿瘤乏氧的方
法比
较可靠，其测定结果与肿瘤治疗效应相吻合。但是，也存在不少
局限性，主要有下列几方
面：①由于肿瘤内氧分布存在明显异质性，
故需多道多点测定，工作量较大。
Wang
等［
4
］报告用
Eppendorf
氧
微电极测定宫颈
癌含氧情况时，
宜用
5
个测试道，
每道测
20
～
30
个点。
②由于氧电极本身技术的局限，在测定时对信号反应率低
和电极穿过
基质和纤维组织时对电极末梢产生压力，故测定数据有误差，其结果
较实际情况偏高［
5
］
。③测定时不能区分氧电极是插入肿瘤活组织抑
或坏死区，并且不能区别是否为急性或慢
性乏氧。④由于测定时需要
把氧电极插入肿瘤内，故有可能增加肿瘤转移的机会。
2
组织形态分析
组织形态分析
(histomorphometric ana
lysis)
是最早应用于
临床的方法。由于肿瘤的含氧状况主
要依赖于肿瘤的血供情况，故通
过分析肿瘤组织内毛细血管间距、血管密度、肿瘤坏死程
度和周围正
常组织内的血管与肿瘤相距最近的距离等指标，间接估测肿瘤的乏氧
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状况，应用此方法检测
肿瘤乏氧相对较可靠。许多资料表明，一些肿
瘤
(
如宫颈癌和鼻咽癌
)
的血管分布情况与共治疗结果有
明显相关性
［
6
，
7
］
。而且与其他方法相比，结果也较一致，
Lung
等［
8
］对宫颈<
/p>
癌分别用氧微电极测定和对肿瘤坏死区和血管密度检测，比较后发现
两者结果相吻合。
但是，应用此方法检测肿瘤乏氧也存在一些不利点，除分析
时需要较大的
肿瘤组织块和专门的工作人员外，主要缺点是：由于此
方法是利用肿瘤的供血情况间接反
映肿瘤含氧量，所以在供应肿瘤血
管内的血液携氧不足时，并不能真实反映肿瘤的含氧情
况。肿瘤血管
内的血液携氧不足可能是动静脉吻合支形成或血管内血液停流，也可
能是血液内非氧合血红蛋白含量高。对于后者，可利用冷分光光度测
定
法
(cryospectrophotometry)
测定肿瘤
微循环内血红蛋白的氧负荷，
结合肿瘤内血管的分析，更可靠地反映肿瘤乏氧情况［
2
］
。
3
乏氧标志物测定
乏氧标志物测定
(hypoxia
markers)
是利用还原硝基有选择
性结合乏氧细胞的能力
而形成的一种从细胞水平测定肿瘤乏
氧的技
< br>术，其原理是：肿瘤乏氧细胞还原能力强，当具有电子亲合力的硝基
咪唑主动扩散
透过细胞脂膜，在细胞内硝基还原酶作用下，硝基被还
原，还原产物与大分子物质不可逆
结合，滞留在组织内。而正常含氧
细胞亲电子硝基咪唑还原产物立即被氧化，从而用硝基
咪唑类化合物
在肿瘤内的代谢程度来反映肿瘤的乏氧。
目前，测定硝基咪唑类化合物代谢程度的方法有两种：①用
3