Автореферат и диссертация по медицине (14.00.14) на тему:Флюоресцентная цистоскопия и локальная флюоресцентная спектроскопия у больных поверхностным раком мочевого пузыря

Рак мочевого пузыря (РМП) составляет 70% всех опухолей мочевого тракта и около 4% всех онкологических заболеваний. С 1996г. прирост показателя заболеваемости данной патологией составил 22,57% [Чиссов В.И., 2008]. В 2006 году заболеваемость злокачественными опухолями мочевого пузыря (МП) составила 8,93 человека на 100 тысяч населения. Ежегодно в нашей стране регистрируется 13022 больных с впервые в жизни установленным диагнозом РМП. На момент установления диагноза более чем у 2/3 больных (70-85%) выявляется поверхностный РМП, то есть рак с инвазией не глубже слизистого слоя - Та, Tis, Т1 [Матвеев Б.П., 2001].

Для РМП характерно частое рецидивирование. Процент рецидивов при наблюдении за больными в сроки до 10-15 лет после проведенного лечения составляет 50-95% [Матвеев Б.П., 2001, Русаков И.Г., 2003]. Основным методом лечения поверхностного РМП остается трансуретральная резекция (ТУР) мочевого пузыря. Рецидивирование заболевания после ТУР обусловлено мультицентричностью поражения слизистой мочевого пузыря, наличием не выявленных до операции очагов cr in situ, и возможностью имплантации опухолевых клеток во время ТУР [Кудашев Б.В., 2001].

Таким образом, основной проблемой является мультицентричный рост уротелиальных карцином. Современные методы диагностики (обычная цистоскопия в белом свете, множественные слепые биопсии, цитология мочи) не позволяют выявить все поверхностные плоские опухолевые очаги слизистой мочевого пузыря.

С целью определения адекватной тактики лечения РМП в течение этого заболевания выделяют основные и дополнительные факторы прогноза. Основными факторами прогноза при поверхностном РМП являются степень дифференцировки опухоли, количество опухолей к моменту лечения, размер опухолевого экзофита, Т-категория, время до возникновения рецидива после

ТУР. Опухоли с благоприятным прогнозом - это единичная опухоль Та, высокой степени дифференцировки менее 3 см в диаметре с отсутствием рецидива после ТУР в течение одного года.

К дополнительным факторам прогноза относятся наличие очагов cr in situ, инвазия лимфатических щелей, плоидность ДНК, уровень опухолевых белков (рецептор эпидермального фактора роста, компоненты соединительной ткани, базальной мембраны, десмосомальный гликопротеин, рецептор трансферрина), цитогенетические факторы (р53, c-myc, c-erb, В-2).

На этапе диагностики поверхностного РМП ставятся следующие вопросы: определение глубины инвазии, выявление очагов cr in situ, комплексное определение факторов прогноза. Для решения этих задач в большинстве клиник нашей страны используют рутинную цистоскопию с гистологическим исследованием и ультразвуковое трансректальное (трансвагинальное) исследование, что, как правило, не позволяет выявить сг in situ, а опухолям Та и Т1 не дает достаточно полной количественной и прогностической характеристик, в ряде случаев не позволяет определить истинные границы опухолевого поражения. Неадекватная оценка опухолевого поражения слизистой МП при использовании обычной цистоскопии в белом свете приводит к частым рецидивам после ТУР и продолженному росту опухоли ввиду нерадикально проведенного лечения, что, в свою очередь, ведет к прогрессированию опухолевого процесса.

В последнее десятилетие, как в нашей стране, так и за рубежом широко изучались возможности флуоресцентной диагностики (ФД) и фотодинамической терапии (ФДТ) злокачественных опухолей основных локализаций, в том числе при РМП [Чиссов В.И., 2003, Baert, 1993, Dugan, 1991, Nseyo, 1999]. Однако применение экзогенных фотосенсибилизаторов для самостоятельного флуоресцентного диагностического исследования в онкологии не получило широкого распространения. Это связано с низкой (1.5 - 2) флуоресцентной контрастностью опухоли на фоне неизмененной слизистой после внутривенного введения таких фотосенсибилизаторов, как

Фотофрин, Фотогем, Фотосенс, а также повышенной фоточувствительностью кожи и необходимостью соблюдения ограниченного светового режима от 4 до 6 недель.

В настоящее время наибольшие перспективы в выявлении поверхностных опухолей МП связаны с применением 5-аминолевулиновой кислоты (5-АЛК). 5-АЛК является эндогенным соединением, одним из промежуточных продуктов синтеза гема. Ее избыточное введение в организм (или в ткани отдельных органов) приводит к ингибированию последнего этапа синтеза гема и накоплению его предшественника - эндогенного протопорфирина IX (ПГПХ) [Penq, 1997]. При внутрипузырном введении экзогенной 5-АЛК в клетках переходноклеточного РМП синтезируется в 10 раз большее количество ШИХ, чем в нормальной слизистой МП [Datta et al.,

1998]. Поскольку ШИХ интенсивно флуоресцирует в красной области спектра, результатом его накопления в опухолевых клетках является возможность выявления очагов РМП по флуоресценции 5-АЛК-индуцированного ПГПХ. Данный феномен составляет основу метода 5-АЛК индуцированной фотодинамической диагностики (ФДД) РМП [Stepp et al.,

1999].

Как показали зарубежные клинические исследования, чувствительность метода ФДД достигает более 90%, что намного превышает максимальную чувствительность рутинной цистоскопии (до 50%) [Zaak et al., 2001]. Однако высокая чувствительность метода сопровождается существенно более низкой специфичностью (50-65%), что снижает его диагностическую точность.

Для повышения точности и специфичности метода ФДД разрабатываются различные подходы. Так, было исследовано сочетание 5-АЛК индуцированных флуоресцентных и аутофлуоресцентных изображений очагов РМП [Frimberger et al., 2001]. Для контроля 5-АЛК индуцированной флуоресценции был использован спектрально-флуоресцентный анализ биоптатов ex vivo [Кудашев , 2001].

В России для целей ФДД в ГНЦ РФ «НИОПИК» по оригинальной технологии была синтезирована стандартная субстанция 5-АЛК и на ее основе совместно с МНИОИ им. П.А. Герцена разработан лекарственный препарат «Аласенс».

Цель исследования

Повышение эффективности диагностики поверхностного рака мочевого пузыря с препаратом аласенс на различных этапах хирургического и комплексного лечения больных поверхностным РМП.

Задачи исследования

1. Разработать метод комплексного флуоресцентного исследования слизистой мочевого пузыря с использованием препарата аласенс, включающий цистоскопию в белом свете, флуоресцентную цистоскопию и локальную флуоресцентную спектроскопию (ЛФС), с целью диагностики поверхностного РМП и его рецидивов на этапах хирургического и комплексного лечения.

2. Исследовать методом ЛФС лазер-индуцированную аутофлуоресценцию нормальной слизистой оболочки и очагов РМП и оценить возможности аутофлуоресцентной диагностики (АФД) поверхностного РМП.

3. Изучить методом ЛФС распределение 5-АЛК-индуцированного ПГПХ после внутрипузырного введения препарата аласенс и определить величины пороговых значений спектрально-флуоресцентных диагностических параметров, характеризующих нормальную слизистую, очаги воспаления и очаги поверхностного РМП, с учетом локальной интенсивности аутофлуоресценции.

4. Оценить эффективность разработанного метода комплексного флуоресцентного исследования слизистой мочевого пузыря, включающего цистоскопию в белом свете, флуоресцентную цистоскопию и ЛФС, в первичной и уточняющей диагностике поверхностного РМП с определением его специфичности и чувствительности.

5. Разработать показания к проведению комплексной флуоресцентной цистоскопии с ЛФС у больных поверхностным РМП.

Научная новизна исследования

1. Впервые проведено исследование лазер-индуцированной аутофлуоресценции очагов поверхностного РМП при возбуждении в синей (442 нм) и зеленой (532 нм) областях спектра, показавшее резкое падение интенсивности аутофлуоресценции в опухолевом очаге, что вносит существенный вклад в раскрытие механизмов аутофлуоресцентной диагностики РМП и может быть использовано в развитии метода фотодинамической диагностики.

2. Впервые для ФДД с препаратом аласенс очагов поверхностного РМП применен метод ЛФС, позволяющий объективизировать данные флуоресцентного цистоскопического исследования.

3. Впервые для ФДД с препаратом аласенс очагов поверхностного РМП был использован алгоритм расчета спектрально-флуоресцентных диагностических параметров, учитывающий как локальную интенсивность аутофлуоресценции слизистой оболочки МП, так и интенсивность 5-АЛК-индуцированного ППIX.

4. Впервые изучена корреляция результатов ЛФС с данными морфологического исследования. Определены пороговые значения спектрально-флуоресцентных диагностических параметров, характеризующих нормальную слизистую, очаги воспаления и очаги поверхностного РМП после внутрипузырного введения аласенса.

5. Разработан метод комплексного флуоресцентного исследования слизистой мочевого пузыря, включающий цистоскопию в белом свете, флуоресцентную цистоскопию с in vivo ЛФС, в первичной и уточняющей диагностике поверхностного РМП, а также ранних рецидивов поверхностного РМП. Разработаны показания к применению данного метода диагностики у больных поверхностным РМП.

Практическая значимость работы

Разработанный метод комплексного флуоресцентного исследования слизистой МП, включающий цистоскопию в белом свете, флуоресцентную цистоскопию с ЛФС после внутрипузырного введения отечественного препарата аласенс, позволил увеличить эффективность первичной и уточняющей диагностики поверхностного РМП, а также ранних рецидивов поверхностного РМП на различных этапах хирургического и комплексного лечения.

Выявлена корреляция результатов ЛФС с данными морфологического исследования. Определены пороговые значения спектрально-флуоресцентных диагностических параметров, характеризующих нормальную слизистую мочевого пузыря, очаги воспаления слизистой и очаги поверхностного РМП.

Проведенные исследования показали, что количественная оценка флуоресценции, по разработанному алгоритму с учетом локальной интенсивности аутофлуоресценции уротелия, повышает специфичность ФДД поверхностного РМП с препаратом аласенс.

Мониторинг величины спектрально-флуоресцентного диагностического параметра в очагах визуальной 5-АЛК-индуцированной флуоресценции объективизирует данные флуоресцентной цистоскопии и повышает эффективность флуоресцентного диагностического исследования, что позволяет минимизировать число ложно-положительных результатов и уменьшить количество необходимых биопсий.

Положения, выносимые на защиту

1. Применение метода ЛФС в очагах визуальной флуоресценции ПГПХ после внутрипузырного введения препарата аласенс у больных поверхностным РМП позволило объективизировать результаты флуоресцентной цистоскопии и получить количественную оценку флуоресценции слизистой оболочки МП.

2. Разработанный метод комплексного флуоресцентного исследования слизистой мочевого пузыря, включающий цистоскопию в белом свете, флуоресцентную цистоскопию с in vivo локальной флуоресцентной спектроскопией после внутрипузырного введения отечественного препарата аласенс, позволил повысить специфичность флуоресцентной цистоскопии в первичной и уточняющей диагностике поверхностного РМП, а также его ранних рецидивов.

3. Выявленные в результате исследования резкие различия в интенсивности лазер-индуцированной ауто флуоресценции между нормальной слизистой оболочкой МП и очагами поверхностного РМП (р<0,001) позволили получить дополнительную диагностическую информацию при количественной оценке локальной интенсивности флуоресценции слизистой оболочки МП при ФДД с препаратом аласенс.

4. Изучение корреляции данных ЛФС с данными морфологического исследования биоптатов выявило уровни пороговых значений спектрально-флуоресцентных диагностических параметров, характерных для флуоресценции in vivo неизмененной слизистой оболочки МП, очагов воспаления и очагов поверхностного РМП после внутрипузырного введения препарата аласенс, что позволило повысить эффективность дифференциальной диагностики опухолевых и неопухолевых изменений слизистой оболочки МП.

Реализация результатов исследования

По теме предлагаемого научного исследования опубликовано: 10 научных работ (3 из них - в журналах рекомендуемых ВАК РФ).

Результаты диссертационной работы включены в программу преподавания онкоурологии на кафедре онкологии ФППО им И.М.Сеченова, внедрены в клиническую практику отделения урологии клинического госпиталя ГУВД г. Москвы.

Апробация работы

Основные материалы диссертации представлены на Российских и международных конференциях: 5-м Всероссийском съезде онкологов (Высокие технологии в онкологии) (Казань, 2000); Международной научной конференции «Современные методы фото динамической (флуоресцентной) диагностики и фотодинамической терапии» (Обнинск, 2001); на съезде онкологов (Минск, 2004), на 11 Международном Конгрессе Ассоциации фото динамической терапии (Шанхай, 2007), на международной конференции по применению лазеров (ICONO/LAT 2007 , Минск, 2007), на международной конференции «Биофотоника 2007» (Нижний Новгород, 2007), на международном конгрессе по онкохирургии — устный и постерный доклад (Краснодар, 2008), на конференции по флуоресцентной диагностике и фото динамической терапии (Москва, 2008).

Объем диссертации

Диссертация изложена на 114 страницах машинописного текста. Список литературы содержит 80 научных источников, из них 16 -российский авторов и 64 — иностранных. Диссертация иллюстрирована 10 таблицами, 23 рисунками.

выводы

1. Разработан комплексный метод флуоресцентного исследования слизистой мочевого пузыря у больных поверхностным раком мочевого пузыря с использованием препарата аласенс, включающий цистоскопию в белом свете, флуоресцентную цистоскопию и локальную флуоресцентную спектроскопию.

2. Выявлены резкие различия в интенсивности лазер-индуцированной аутофлуоресценции между участками нормальной слизистой оболочки и участками поверхностного рака мочевого пузыря (р<0,001). При возбуждении в синей и зеленой областях спектра в 82 % случаев очагов переходноклеточного рака мочевого пузыря имеет место резкое (от 5 до 20 раз) падение интенсивности аутофлуоресценции в спектральном диапазоне 450-800 нм.

3. Через 2 часа после внутрипузырного введения раствора аласенса при флуоресцентной цистоскопии в очагах воспаления, дисплазии и очагов рака регистрируется 5-АЛК-индуцированная флуоресценция протопорфирина IX различной степени интенсивности. Величина индуцированного флуоресцентного контраста между очагами воспаления, рака и нормальной слизистой оболочкой мочевого пузыря значительно варьирует, что отражает очаговый характер распределения индуцированной флуоресценции протопорфирина IX.

4. Пороговые значения величины спектрально-флуоресцентного диагностического параметра Df для нормальной слизистой оболочки (Df („0рМа) <0,4 ±0,1 при использовании длины волны лазерного излучения 442нм и Df(HOpMa) <1.3 ± 0,4 при использовании длины волны лазерного излучения 532нм), для очагов воспаления и начальной дисплазии (Df < 2 при 442 нм и Df <2,5 при 532нм), для очагов тяжелой дисплазии и рака (D^nax(Monw) >3.5 при 442нм и Одпатология) >4 при 532нм) (р <0,01).

5. Применение в ходе флуоресцентной цистоскопии малоинвазивного метода ЛФС позволяет получить количественную оценку лазер-индуцированной флуоресценции слизистой оболочки мочевого пузыря и, таким образом, объективизировать данные флуоресцентного исследовании. Количественная оценка флуоресценции по разработанному алгоритму с учетом локальной интенсивности лазер-индуцированной аутофлуоресценции слизистой оболочки мочевого пузыря повышает специфичность флуоресцентной диагностики поверхностного РМП с препаратом аласенс с 70 до 85% (р < 0,05).

6. Показаниями к проведению комплексного метода флуоресцентного исследования с использованием препарата аласенс и локальной флуоресцентной спектроскопии у больных поверхностным раком мочевого пузыря являются выявление небольших по размерам, стелящихся образований слизистой оболочки мочевого пузыря; дифференциальная диагностика между воспалительными, диспластическими изменениями слизистой оболочки и поверхностным раком мочевого пузыря; определение площади опухолевого поражения слизистой оболочки мочевого пузыря и мониторинг за состоянием слизистой оболочки у больных с умеренным и высоким риском развития рецидива опухоли после проведенного хирургического и комплексного лечения.

7. Разработанный комплексный метод флуоресцентного исследования слизистой оболочки мочевого пузыря и мониторинг спектрально-флуоресцентных параметров в очагах визуальной флуоресценции позволяет минимизировать число ложно-положительных результатов флуоресценции и выполнять прицельную биопсию измененных участков слизистой оболочки с высокими значениями величины спектрально-флуоресцентного диагностического параметра (Df).

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Выявленная корреляция результатов локальной флуоресцентной спектроскопии с данными морфологического исследования позволяет проводить адресную (прицельную) биопсию участков измененной слизистой мочевого пузыря, четко определить предполагаемый объем резецируемых тканей.

2. Хорошая переносимость внутрипузырно вводимого препарата аласенс, минимальное число осложнений после исследования позволяет использовать разработанный комплексный метод флуоресцентного исследования у больных с сопутствующими воспалительными изменениями слизистой оболочки мочевого пузыря.

3. Наиболее адекватной и эффективной для диагностики является внутрипузырная экспозиция препарата аласенс 2 часа, при этом рекомендуется соблюдение определенного питьевого режима до введения и после введения препарата, изменение положения тела для равномерного распределения препарата по всей поверхности слизистой оболочки мочевого пузыря.

4. В целях предупреждения обострения урогенитальных инфекций после проведения флуоресцентного исследования необходим тщательный сбор анамнеза на наличие острого или хронического цистита, простатита, уретрита. При наличии данной патологии в анамнезе показано тщательное дообследование больных с определением флоры в моче и слизистой оболочке мочеполовой системы, с последующим выявлением чувствительности к антибактериальной терапии.