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目的:探讨三氧化二砷(ATO)对人眼脉络膜黑色素瘤细胞系OCM-1细胞的作用及其在人眼脉络膜黑色素瘤(CM)治疗中的可行性。
方法:1.细胞水平的研究：以人眼CM细胞系OCM-1细胞为体外模型，采用噻唑蓝比色法测定OCM-1细胞的生长状况；采用流式细胞技术检测细胞坏死和凋亡的比率并分析细胞周期的变化；使用Hoechst33342染色，荧光倒置显微镜及透射电镜观察细胞形态及超微结构的变化；采用酶标检测技术观察谷胱甘肽过氧化物酶的活性；在激光扫描共聚焦显微镜下观察细胞线粒体膜电位(MMP)的变化。
2.裸鼠水平的研究：建立裸鼠皮下异位CM移植瘤模型并随机分组，采用不同浓度(0.05mmol/L、0.5mmol/L和2.5mmol/L)ATO液0.2ml瘤体内局部注射治疗，连续14d后计算移植瘤的体积、肿瘤重量及抑瘤率；取肿瘤及肝肾组织进行组织病理学检查及电镜观察；TUNEL检测肿瘤组织中的凋亡细胞。
3.兔眼内安全性的研究：新西兰大白兔28只，随机分为7组。玻璃体腔注射不同浓度(16.7μmol/L、83.5μmol/L、167μmol/L、312.5μmol/L、625μmol/L、937.5μmol/L及1250μmol/L)的ATO液(右眼)或生理盐水(左眼)100μl。术后使用间接检眼镜、闪光视网膜电流图(ERG)及视网膜组织病理学检查评价ATO在兔眼内的毒性反应及安全性。
4.兔眼内药物动力学研究：青紫蓝兔24只，随机分为12组。玻璃体腔注射100μl312.5μmol/L的ATO液(6.18μg)，用药后不同时间点采集兔外周血标本及眼组织标本(房水，玻璃体，视网膜及脉络膜)，采用氢化物发生原子吸收光谱法测定眼组织ATO的含量。使用3p87软件拟合药物动力学参数。
结果:1.ATO在一定浓度范围内可以抑制OCM-1细胞的生长(P＜0.05)，且与时间和浓度有关。24hr内ATO对OCM-1细胞的半数抑制浓度(IC50)为16.8μmol/L。同一浓度ATO所致的细胞坏死率较细胞凋亡率高，随ATO浓度的增加细胞坏死率和细胞凋亡率逐渐增高，且G0/G1期细胞比例也逐渐上升。Hoechst33342染色及电镜下可见OCM-1细胞出现坏死和凋亡等形态改变。谷胱甘肽过氧化物酶的活性降低(P＜0.05)；细胞线粒体膜电位下降，且与作用时间和ATO浓度有关(P＜0.05)。
2.不同浓度的ATO均可以使肿瘤体积缩小、肿瘤重量减轻，与对照组比较有显著性差异(P＜0.05)；抑瘤率随ATO浓度的升高而增加。电镜结果显示治疗组肿瘤细胞发生明显的坏死和凋亡形态改变。肝肾组织未见明显病理性改变。治疗组TUNEL阳性反应增强，凋亡细胞数随ATO浓度的增加而逐渐增加(P＜0.05)。
3.实验中所有浓度的ATO对兔眼前节、晶状体及眼压均无明显毒副反应(P＞0.05)；而对玻璃体和视网膜的毒性作用在高浓度和低浓度ATO之间有显著性差异(P＜0.05)。312.5μmol/L(6.18μg)浓度以下组ERG各波的波幅值无明显差异(P＞0.05)；视网膜也未见明显病理性改变。而高于625μmol/L(12.4μg)浓度组各波幅值随ATO浓度的增加而逐渐降低，与用药前相比较有显著性差异(P＜0.05)；视网膜出现神经节细胞丢失，神经纤维层及内核层轻度水肿伴部分细胞空泡变性等改变，而且随着ATO浓度的增加视网膜各层结构的病理改变愈明显。
4.玻璃体腔注射没有毒性的最大浓度312.5μmol/L(6.18μg)ATO后，在正常兔眼各组织中的分布不符合药物动力学房室模型。玻璃体内的ATO含量随时间逐渐下降，半衰期T1/2为55.11hr。而视网膜和脉络膜中ATO的含量在24hr达高峰浓度(Cmax)，实测值分别为27.43μg/g和22.71μg/g，随后逐渐下降。玻璃体、视网膜和脉络膜组织中药时曲线下面积AUC(0～360)分别为0.47(ng/g)·hr、2.67(ng/g)·hr和1.72(ng/g)·hr。结论体外实验及在体实验均证实ATO能够抑制脉络膜黑色素瘤细胞OCM-1的生长。其作用的主要机制可能是直接导致细胞坏死和诱导细胞凋亡。玻璃体腔注射低于6.18μg的ATO是安全的，6.18μgATO对兔眼是没有毒性的最大安全剂量。玻璃体腔注射6.18μgATO能扩散到视网膜及脉络膜组织，单次玻璃体腔注射在视网膜及脉络膜组织中能达到有效浓度，ATO主要经过视网膜及脉络膜消除。ATO有望成为治疗CM的一种新药。