Медицинский эксперт статьи
Новые публикации
Фотодинамическая терапия рака
Последняя редакция: 19.11.2021
Весь контент Web2Health проверяется медицинскими экспертами, чтобы обеспечить максимально возможную точность и соответствие фактам.
У нас есть строгие правила по выбору источников информации и мы ссылаемся только на авторитетные сайты, академические исследовательские институты и, по возможности, доказанные медицинские исследования. Обратите внимание, что цифры в скобках ([1], [2] и т. д.) являются интерактивными ссылками на такие исследования.
Если вы считаете, что какой-либо из наших материалов является неточным, устаревшим или иным образом сомнительным, выберите его и нажмите Ctrl + Enter.
В последние годы при лечении онкологических заболеваний все большее внимание уделяют разработке таких методов, как фотодинамическая терапия рака. Суть метода заключается в избирательном накоплении фотосенсибилизатора после внутривенного или местного введения с последующим облучением опухоли лазерным или нелазерным источником света с длиной волны, соответствующей спектру поглощения сенсибилизатора. В присутствии кислорода, растворенного в тканях, происходит фотохимическая реакция с генерацией синглетного кислорода, который повреждает мембраны и органеллы опухолевых клеток и вызывает их гибель.
Фотодинамическая терапия рака кроме прямого фототоксического воздействия на опухолевые клетки, также нарушает кровоснабжение опухолевой ткани за счет повреждения эндотелия кровеносных сосудов в зоне воздействия света, цитокиновые реакции, обусловленные стимуляцией продукции фактора некроза новообразования, активацией макрофагов, лейкоцитов и лимфоцитов.
Фотодинамическая терапия рака выгодно отличается от традиционных методов лечения избирательностью поражения злокачественных опухолей, возможностью проведения многокурсового лечения, отсутствием токсических реакций, иммунодепрессивного действия, местных и системных осложнений, возможностью проводить лечение в амбулаторных условиях.
[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9], [10], [11], [12], [13], [14]
Как проводится фотодинамическая терапия рака?
Фотодинамической терапия рака проводится с помощью использования сенсибилизаторов, которые наряду с высокой эффективностью имеют и другие характеристики: подходящий спектральный диапазон и высокий коэффициент поглощения сенсибилизатора, флюоресцентные свойства, фотоустойчивость к воздействию излучения, используемого для проведения такого метода лечения, как фотодинамическая терапия рака.
Выбор спектрального диапазона связан с глубиной терапевтического воздействия на новообразование. Наибольшую глубину воздействия могут обеспечить сенсибилизаторы с длиной волны спектрального максимума, превышающей 770 нм. Флюоресцентные свойства сенсибилизатора играют важную роль при выработке тактики лечения, оценке биораспределения препарата, контроле результатов.
Основные требования к фотосенсибилизаторам можно сформулировать следующим образом:
- высокая селективность к раковым клеткам и слабая задержка в нормальных тканях;
- низкая токсичность и легкое выведение из организма;
- слабое накопление в коже;
- устойчивость при хранении и введении в организм;
- хорошая люминесценция для надежной диагностики опухоли;
- высокий квантовый выход триплетного состояния с энергией не менее 94 кДж/моль;
- интенсивный максимум поглощения в области 660 - 900 нм.
Фотосенсибилизаторы первого поколения, относящиеся к классу гематопорфиринов (фотофрин-1, фотофрин-2, фотогем и др.), являются наиболее распространенными препаратами для проведения ФДТ в онкологии. В медицинской практике во всем мире широко используют производные гематопорфирина под названием фотофрин в США и Канаде, фотосан в Германии, НрД в Китае и фотогем в России.
Фотодинамическая терапия рака эффективна с использованием данных препаратов при следующих нозологических формах: обструктивном злокачественном новообразовании пищевода, опухолях мочевого пузыря, ранних стадиях опухоли легкого, эзофагите Барретта. Сообщено об удовлетворительных результатах лечения ранних стадий злокачественных новообразований области головы и шеи, в частности, гортани, ротовой и носовой полости, а также носоглотки. Однако фотофрин имеет и ряд недостатков: малоэффективно преобразование энергии света в цитотоксические продукты; недостаточная избирательность накопления в опухолях; свет с требующейся длиной волны не очень глубоко проникает в ткани (максимум на 1 см); обычно наблюдается кожная фотосенсибилизация, которая может продолжаться несколько недель.
В России был разработан первый отечественный сенсибилизатор фотогем, который в период с 1992 по 1995 г. прошел клиническую проверку и с 1996 г. разрешен для медицинского применения.
Попытки обойти проблемы, проявившиеся при использовании фотофрина, привели к появлению и изучению фотосенсибилизаторов второго-третьего поколений.
Одним из представителей фотосенсибилизаторов второго поколения являются фталоцианины - синтетические порфирины с полосой поглощения в диапазоне 670 - 700 нм. Они могут образовывать хелатные соединения со многими металлами, главным образом с алюминием и цинком, и эти диамагнитные металлы усиливают фототоксичность.
Благодаря очень высокому коэффициенту экстинкции в красном спектре фталоцианины представляются в высшей степени перспективными фотосенсибилизаторами, но значительными недостатками при их использовании являются длительный период кожной фототоксичности (до 6 - 9 мес), необходимость очень строго соблюдать световой режим, наличие определенной токсичности, а также отдаленные осложнения после лечения.
В 1994 г. начаты клинические испытания препарата фотосенс-алюминий-сульфофталоцианина, разработанного коллективом авторов во главе с членом-корреспондентом Российской академии наук (РАН) Г. Н. Ворожцовым. Это было первое использование фталоцианинов при таком лечении, как фотодинамическая терапия рака.
Представителями второго поколения сенсибилизаторов также являются хлорины и хлориноподобные сенсибилизаторы. Структурно хлорин представляет собой порфирин, но имеет на одну двойную связь меньше. Это ведет к существенно большему поглощению на длинах волн, смещенных далее в область красного спектра по сравнению с порфиринами, что в определенной степени увеличивает глубину проникновения света в ткани.
Фотодинамическая терапия рака проводится с использованием нескольких хлоринов. К их производным относится новый сенсибилизатор фотолон. Он содержит комплекс тринатриевых солей хлорина Е-6 и его производных с низкомолекулярным медицинским поливинилпирролидоном. Фотолон избирательно накапливается в злокачественных опухолях и при локальном воздействии монохроматического света с длиной волны 666 - 670 нм обеспечивает фотосепсибилизирующий эффект, приводящий к повреждению опухолевой ткани.
Фотолон является также высокоинформативным диагностическим средством при спектрофлюоресцентном исследовании.
Бактериохлорофиллид-серин - сенсибилизатор третьего поколения - один из немногих известных водорастворимых сенсибилизаторов с рабочей длиной волны, превышающей 770 нм. Бактериохлорофиллид-серин обеспечивает достаточно высокий квантовый выход синглетного кислорода и обладает приемлемым квантовым выходом флюоресценции в ближнем инфракрасном диапазоне. С использованием этого вещества на экспериментальных животных было проведено успешное фотодинамическое лечение меланомы и некоторых других новообразований.
Какие осложнения имеет фотодинамическая терапия рака?
Фотодинамическая терапия рака часто осложняется фотодерматозами. Их развитие обусловлено накоплением фотосенсибилизатора (помимо опухоли) в коже, что приводит под воздействием дневного света к возникновению патологической реакции. Поэтому пациентам после ФДТ необходимо соблюдать световой режим (защитные очки, одежда, защищающая открытые участи тела). Длительность светового режима зависит от вида фотосенсибилизатора. При использовании фотосенсибилизатора первого поколения (производные гематопорфирина) этот срок может быть продолжительностью до одного месяца, при использовании фотосенсибилизатора второго поколения фталоцианинов - до шести месяцев, хлоринов - до нескольких дней.
Кроме кожи и слизистых оболочек, сенсибилизатор может накапливаться в органах с высокой метаболической активностью, в частности в почках и печени, с нарушением функциональной способности этих органов. Эта проблема может быть решена путем использования локального (внутритканевого) способа введения сенсибилизатора в опухолевую ткань. Он исключает накопление препарата в органах с высокой метаболической активностью, позволяет увеличить концентрацию фотосенсибилизатора и избавляет пациентов от необходимости соблюдать световой режим. При локальном введении фотосенсибилизатора снижается расход препарата и стоимость лечения.
Перспективы применения
В настоящее время фотодинамическая терапия рака широко используется в онкологической практике. В научной литературе имеются сообщения, когда фотодинамическая терапия рака использовалась при болезни Баррета и других предопухолевых процессах слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта. Согласно проведенным эндоскопическим исследованиям у всех больных с эпителиальной дисплазией слизистой оболочки пищевода и болезнью Барретта после проведения ФДТ не было отмечено каких-либо остаточных изменений на слизистой оболочке и в подлежащих тканях. Полную абляцию опухоли у всех пациентов, получавших ФДТ, наблюдали при ограничении роста опухоли в пределах слизистой оболочки желудка. При этом эффективное лечение поверхностно-расположенных опухолей методом ФДТ позволило оптимизировать лазерную технологию паллиативного лечения обструктивных процессов пищевода, желчевыводящих путей, и колоректальной патологии, а также последующую установку стента данной категории пациентов.
В научной литературе описаны положительные результаты после ФДТ с применением нового фотосенсибилизатора фотодитазина. При опухолях легкого фотодинамическая терапия рака может стать методом выбора при двустороннем поражении бронхиального дерева в тех случаях, когда выполнение хирургической операции на противоположном легком невозможно. Проводят исследования по применению ФДТ при злокачественных новообразованиях кожи, мягких тканей, желудочно-кишечного тракта, метастазах злокачественных новообразований молочной железы и др. Получены обнадеживающие результаты интраоперационного применения ФДТ новообразований брюшной полости.
Поскольку обнаружено усиление апоптоза трансформированных клеток при ФДТ в сочетании с гипертермией, гипергликемией, биотерапией или химиотерапией, представляется оправданным более широкое применение таких комбинированных подходов в клинической онкологии.
Фотодинамическая терапия рака может быть методом выбора при лечении больных с выраженной сопутствующей патологией, функциональной нерезектабельностью опухолей при множественном поражении, неэффективности лечения традиционными методами, при паллиативных вмешательствах.
Усовершенствование лазерной медицинской технологии за счет разработки новых фотосенсибилизаторов и средств транспортировки световых потоков, оптимизация методик позволят улучшить результаты ФДТ опухолей различных локализаций.