Автореферат и диссертация по медицине (14.00.46) на тему:Возможности лазерной корреляционной спектроскопии сыворотки крови в диагностике опухолей головы и шеи

На правах рукописи

Г- Г5 ОД

Мигманова _л г

О /л- I

Каринэ Лорнсовна

Возможности лазерной корреляционной спектроскопии сыворотки крови в диагностике опухолей головы и

шеи

14.00.46 -Клиническая лабораторная диагностика 14.00.04-Болезни уха, горла и носа

Автореферат на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Саню - Петербург 2002.

Работа выполнена на кафедре оториноларингологии и на базе Центральной Клинико- Диагностической лаборатории Санкт -

Петербургского Государственного Медицинского Университета им. акад. И.ППавлова.

Научные руководители:

доктор медицинских наук, профессор В.Л. Эмануэль доктор медицинских наук, профессор М.С. Плужников

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, доктор медицинских наук,

профессор В.С. Гуревич профессор Ю.К. Янов

Ведущее учреждение: Российская медицинская академия последипломного образования, г. Москва

Защита состоится « ¿/¿гЛ 2002 г. в ^ часов на заседании Диссертационного Совета Д 215.002.08 в Военно-медицинской академии в зале заседаний Ученого Совета по адресу: 194044, Санкт - Петербург, ул. Лебедева, 6 .

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке Военно - медицинской академии.

Автореферат разослан « 2002г

Ученый секретарь Диссертационного Совета доктор медицинских наук,

профессор В.Л.Пастушенков

V -УГ, О

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В крупных городах развитых стран в последние годы отмечается значительный рост онкологических заболеваний головы и шеи. (Солдатов И.Б. 1997; Rose B.R. и др. 2000).

В структуре общей онкологической заболеваемости

частота опухолей головы и шеи неодинакова и составляет от 5% до 30% (Трапезников H.H. и др. 1981 ; Пальчун В.Т. и др. 1997).

Несмотря на развитие и совершенствование хирургических, лучевых, лекарственных, иммунологических методов лечения, снизить летальность от злокачественных опухолей головы и шеи не удается. Главной причиной недостаточной эффективности лечебных мероприятий является неудовлетворительное состояние диагностики, несовершенство существующих методов лабораторных исследований. В настоящее время пристальное внимание привлекают методы, основанные на изучении образцов крови и ее компонентов, которые могут указывать на наличие опухолевого процесса в организме.

Одним из таких методов лабораторного анализа, который позволяет оперативно получить информацию о состоянии гомеостаза организма, является лазерная корреляционная спектроскопия (JIKC).

В основе метода ЖС лежат изменения спектральных характеристик, получаемых при прохождении лазерного луча через биологическую жидкость. ЖС позволяет дифференцировать патологический процесс от нормы; может быть использована в скрининге здоровых людей для выявления доклинических форм заболеваний, в том числе и злокачественных (Биленко A.A. 1998).

Изучение литературы, посвященной этой проблеме, показало, что целый ряд вопросов, связанных с диагностикой опухолей головы и шеи, а также мониторным наблюдением за больными после лечения, остается нерешенным.

В частности, нет четких представлений о том, какие метаболические сдвиги происходят в организме пациентов с доброкачественными опухолями, на ранних стадиях онкологического процесса; какие изменения специфичны для проведенного лечения, а также при рецидиве опухоли.

Цель исследования.

Целью настоящего исследования является совершенствование клинико-лабора горной диагностики опухолей головы и шеи, основанной на выявлении изменений сыворотки крови при помощи лазерной корреляционной спектроскопии.

Задачи исследования.

1. Исследование состава сыворотки крови методом ЛКС группы клинически здоровых людей (доноры).

2. Оценка применимости метода ЛКС в диагностике доброкачественных опухолей головы и шеи.

3. Изучение ЛК-спектров сыворотки крови больных на различных стадиях рака головы и шеи, а также во время лечения и после него.

4. Исследование информативности ЛКС при рецидивах рака головы и шеи.

5. Определение диагностических критериев метода ЛКС сыворотки крови (чувствительность,' специфичность, точность).

Научная новизна.

Впервые изучены ЛК-спектры сыворотки крови у пациентов со злокачественными и доброкачественными опухолями головы и шеи

Впервые определена возможность применения ЛКС в диагностике опухолей данной локализации, а также проведено сравнение результатов ЛКС с результатами других методик.

Предложены диагностические критерии метода ЛКС сыворотки крови при рецидивах опухолей головы и шеи.

Практическая значимость результатов работы.

Предложен доступный для широкого применения метод оценки изменения состава сыворотки крови, позволяющий дифференцировать онкологический процесс от доброкачественного и нормы. Выделены пороговые значения ЛК-спектров сыворотки крови для больных с доброкачественными и злокачественными опухолями головы и шеи.

По данным ЛК-спектров сыворотки крови у больных после лечения выявлены признаки, характерные для рецидива опухоли. Установлено, что с помощью метода ЛКС имеется реальная возможность улучшения контроля проведенной терапии.

Положения, выносимые на защиту.

1 .Уточненный комплекс отличий ЛК-спектров сыворотки крови у клинически здоровых лиц и больных с опухолями головы и шеи. 2.Возможности ЖС в динамическом наблюдении за больными со злокачественными опухолями во время и после лечения. 3.Обоснование целесообразности применения ЛКС сыворотки крови в диагностике рецидивов злокачественных опухолей.

4. Чувствительность, специфичность и точность как диагностические критерии метода ЛКС при опухолях головы и шеи.

Апробация работы.

Результаты работы представлены и обсуждены на 46 конференции молодых ученых оториноларингологов и логопатологов (28.01.99, Санкт-Петербург).

Основные положения доложены на 7, 8, 9 региональных конференциях молодых ученых «Вопросы прикладной анатомии и хирургии» (Санкт-Петербург, 20.03.99, 18.04.00, 25.04.01, кафедра оперативной хирургии и топографической анатомии СПбГМУ), на Санкт-Петербургском обществе патофизиологов и врачей лаборантов (22.02.00).

Материалы работы представлены на Международной конференции «Лазерные и информационные технологии в медицине 21 века» (Санкт-Петербург, 22.06.01), на двух зарубежных конгрессах - 5-ом Балтийском конгрессе «Laboratory Medicine» (Вильнюс, 4-6 мая,2001), а также в Чехии на 14 - ом Европейском Конгрессе по клинической химии и лабораторной медицине «EvroMedLab - 2001» (Прага, 03.05.01). В завершенном виде диссертация апробирована на совместном заседании кафедр клинической лабораторной диагностики и оториноларингологии СПбГМУ им. акад. И.П.Павлова (21.03.02).

Публикации: по теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, 2 из них за рубежом; оформлено одно рационализаторское предложение.

Структура и объем диссертации: работа изложена на ^/^страницах, состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методики исследования, результатов собственного исследования и их обсуждения, выводов, научно-практических рекомендаций и списка литературы, который содержит 74 отечественных и 66 зарубежных источников.

Работа иллюстрирована 23 таблицами и 16 рисунками.

Материалы и методы исследования.

За период с 1997 по 2001 гг в клинике оториноларингологии СПбГМУ им.акад.И.П.Павлова методом ЛКС обследованы 231 человек, которым выполнены 417 спектрограмм.

Из общего числа больных- 71 человек имел злокачественные опухоли, 60 пациентов - доброкачественные. В качестве контрольной группы взята кровь 100 доноров станции переливания крови ГНЦ пульмонологии.

Среди больных со злокачественными опухолями превалировали пациенты, страдающие раком гортани и глотки - 71%. Доброкачественные опухоли в большинстве случаев локализовались в гортани - полипы, фибромы, папилломы (60%). Во всех случаях диагноз заболевания верифицирован: гистологически -122, цитологически - 9.

Подавляющее большинство больных со злокачественными опухолями составляли мужчины старше' 50 лет.

К моменту обращения за лечебной помощью I стадию заболевания имели 15 человек (22%), II -18 (25%), III -16 (23%) и у 22 (30%) больных диагностирована IV стадия. Что касается

лечения, то 70% больных раком гортани, слюнных и щитовидных желез подвергались хирургическому вмешательству, в то время как при лечении рака глотки в основном использовалась лучевая терапия с последующей операцией Крайля.

Все больные с доброкачественными опухолями головы и шеи подвергались оперативному лечению.

Методика исследования.

Материалом исследования служила сыворотка крови больных и доноров, которая подвергалась лазерной корреляционной спектроскопии, проводимой на базе Центральной клинико-диагностической

лаборатории СПбГМУ им.акад.И.П.Павлова.

Для исследования сыворотки крови нами использовался лазерный корреляционный спектрометр, разработанный в Санкт - Петербургском Институте Ядерной Физики.

Результатом исследования является гистограмма, где по оси абсцисс откладывается диаметр частиц в нанометрах (от 0 до 5000 нм), а по оси ординат - процентный вклад их в рассеяние света, (рис.1).

Я Я н

о _

СЗ (в

У н 1) я

3 °

§<и Я

Я х к о о о я р.

ж

н я 1> ш я о а,

Я

1

f>K

; i щ

0-10

11--30

31-70

71150

свыше 150

диаметр частиц в нанометрах

Рис. 1. JIK-спектрограмма сыворотки крови клинически здоровых лиц.

Весь диапазон спектра гистограммы сыворотки крови, по данным Носкина В.А. и др. ( 1985), Омельченко B.C. и др ( 1987) делится на 5 светорассеивающих фракций, (табл. 1).

Таблица 1.

Размеры и качественный состав светорассеивающих частиц сыворотки крови.

Фракция Диаметр частиц, нм Состав

1 0-10 альбумины

2 11-30 глобулины (а, Р, у), иммуноглобулины

3 31-70 липопротеины высокой плотности, н из ко мол екулярные циркул ирующие иммунные комплексы( ЦИК) рибонуклеопротеиновые частицы, дезоксирибонуклеопротеиновые частицы

4 70-150 среднемолскулярные ЦИК

5 свыше 150 высокомолекулярные ЦИК

В результате работы нами исследована сыворотка 231 человека, в том числе 100 доноров. При динамическом наблюдении повторно исследована сыворотка только больных: 1) с доброкачественными опухолями - после лечения обследованы 45 человек; 2) со злокачественными опухолями - сразу после лечения обследован 71 пациент, через 6 месяцев -обследована сыворотка крови 59 больных, так как 12 больных IV

стадии заболевания умерли. Спустя год произведено исследование сыворотки крови 41 больного (умерло 18 пациентов). Через 2 года вновь обследовано то же количество больных (41 ). Среди них было 33 пациента с I и II стадиями злокачественных опухолей и 8 больных с III стадией. При этом, следует отметить, что у 10 больных со II стадией и у 8 с III стадией были выявлены рецидивы опухоли.

Всего нами обработано на ЛК-спектрометре 417 образцов сыворотки крови.

Результаты собственного исследования.

Нами исследована в качестве контрольной группы сыворотка крови 100 клинически здоровых лиц - доноров Станции переливания крови ГНЦ пульмонологии. В их числе - 58 женщин и 42 мужчины, в возрасте от 21 до 61 года. Средний возраст-44,17±1,54.

Рассчитаны средние значения процентного вклада частиц сыворотки крови в светорассеяние для каждой из фракций у клинически здоровых лиц. (табл.2).

Таблица 2.

Данные ЛК-исследования сыворотки крови у клинически здоровых лиц (контроль)

Фракция Клинически здоровые лица (М±ш )

1 15,43±1,61

2 27,96±2,62

3 20,41±1.82

4 25,98±3,20

5 10,24±2,00

Сравнительный анализ ЛК-спектрограмм клинически здоровых лиц по полу, возрасту, группам крови с резус-фактором не выявил статистически достоверных отличий. В дальнейшем, результаты исследования сыворотки клинически здоровых лиц нами будут рассматриваться как контрольные и все полученные данные будут сравниваться с ними.

Доброкачественные опухоли головы и шеи, неспецифические шейные лимфадениты.

Данную группу пациентов составили 60 человек, в возрасте от 13 до 68 лет. Средний возраст больных -39,45±4,46 лет. Подавляющее большинство представляли мужчины -45 (75%), женщин было 15(25%).

Сыворотка крови всех больных с доброкачественными опухолями была исследована при помощи лазерной корреляционной спектроскопии. Вычислены средние значения ЛК-спектров по фракциям для группы доброкачественных заболеваний в целом, а также для каждой отдельной нозологической формы (кисты шеи, папилломатоз, фибромы, полипы гортани, хронические гипертрофические ларингиты). Статистически достоверных отличий между ЛК-спектрами сыворотки больных с доброкачественными опухолями гортани, шейным лимфаденитом, кистами шеи, остеомой наружного слухового прохода не получено.

При сравнении ЛК-данных клинически здоровых лиц (контрольная группа ) и группы пациентов с доброкачественными процессами, получены достоверные отличия но 2, 3, 4 фракциям (табл.3).

Таблица 3.

ЛК-данные исследования сыворотки крови клинически здоровых лиц и больных с доброкачественными заболеваниями головы и шеи.

Знаком * отмечены значения, которые достоверно(р<0,01) отличаются от контрольных.

Фракция Клинически здоровые лица (доноры) Больные с доброкачественными заболеваниями головы и шеи

1 15,43±1,61 16,76±2,21

2 27,98±2,62 38,74±4,58*

3 20,41 ±1,82 17,02±2,74*

4 25,98±3,20 15,91±3,93*

5 10.20±2,00 11,59±2.89

ЛК-спектры сыворотки крови пациентов с

доброкачественными заболеваниями головы и шеи существенно отличаются от ЛК- спектров клинически здоровых лиц, а именно происходит увеличение процентного вклада в рассеяние света различных глобулинов (2-ая фракция) при одновременном снижении

вклада липопротеинов высокой плотности и циркулирующих иммунных комплексов.

Через полгода после лечения ЛК-спектры сыворотки крови больных с доброкачественными опухолями не отличались от ЛК-спектров лиц контрольной группы.

Злокачественные опухоли головы и шеи.

Сыворотка крови всех больных со злокачественными опухолями головы и шеи подвергалась ЛК- исследованию до начала лечения, после лечения и в процессе динамического наблюдения ( каждые 6 месяцев).

Первая стадия.

Группу больных со злокачественными опухолями головы и шеи Г стадии - составили 15 человек, из них рак гортани диагностирован у 11 и у четверых выявлен рак щитовидной железы. Средний возраст больных - 45 лет.

Статистически достоверные отличия (р<0,01) ЛК-спектрограмм пациентов с I стадией рака и клинически здоровых лиц получены по третьей и четвертой фракциям, а именно зарегистрировано снижение процентного вклада в рассеяние света их частиц. Данные изменения свидетельствуют о сниженном иммунитете и об активизации процессов катаболизма.

Вторая стадия.

К моменту обращения за лечебной помощью II стадию заболевания имели 18 больных. Преобладающее большинство

составили мужчины- 15 (95%). Средний возраст больных - 60 лет. Среди 18 больных- 14 мужчин страдали раком гортани, у двух-( мужчина и женщина ) был диагностирован рак глотки; еще у двух пациенток были выявлены рак наружного слухового прохода и базалиома кожи лица.

Нами изучен процентный вклад в рассеяние лазерного света частиц сыворотки крови пациентов со II стадией рака. Проведен сравнительный анализ средних значений по всем пяти

фракциям ЛК-спектров онкологических больных и клинически здоровых лиц.

Статистически достоверные отличия (р<0,01) между ЛК -спектрами больных со II стадией рака и клинически здоровыми лицами получены по второй и четвертой фракциям.

Следует отметить, что если при I стадии рака мы имели только, снижение процентного вклада циркулирующих иммунных комплексов, то при II стадии заболевания, помимо вышеуказанных изменений, зарегистрировано увеличение содержания глобулинов

( вторая фракция). Данные изменения свидетельствуют о нарастающих явлениях опухолевой интоксикации и снижении иммунного ответа организма.

Третья стадия.

онкологического Средний возраст и глотки был

диагностирован у 12 ( 6 и 6, соответственно - 70% ), рак подчелюстной слюнной железы -у двух больных (15%), еще у двух - малигнизированная киста шеи и меланома кожи лица (15%).

Статистически достоверные отличия (р<0,01) ЛК - спектров между группами клинически здоровых лиц и пациентов с III стадией рака получены по третьей фракции. Это

объясняется снижением процентного вклада в светорассеяние частиц, диаметр которых от 31 до 70 нм.

Указанные изменения связаны с более выраженным нарушением процессов липолиза и липогенеза, возникающих в результате гипоксии и присоединившегося воспаления.

Нами обследовано 16 больных с III стадией заболевания. Подавляющее большинство - мужчины, больных - 56 лет. Среди 16 пациентов рак гортани

Четвертая стадия.

Наиболее часто в практической деятельности нам приходилось заниматься больными со злокачественными опухолями головы и шеи IV стадии ( 22 из 71 больного). Это были больные в возрасте от 38 лет до 71 года. Мужчин было 19. Рак гортани был диагностирован у 13 обследуемых (60,4%), рак глотки-у 4(18%), злокачественные опухоли подчелюстных слюнных желез-у 3(13%), меланома кожи лица и малигнизированная киста шеи у двух больных (8,6% ).

Статистически достоверные отличия (р<0,01) между контрольной группой и группой больных с IV стадией рака получены по первой, третьей, а также четвертой фракциям. При этом зарегистрировано увеличение содержания низкомолекулярных белков (первая фракция) и снижение количества липопротеинов высокой

плотности, а также циркулирующих иммунных комплексов (третья и четвертая фракции ).

Увеличение процентного вклада в рассеяние света

низкомолекулярных частиц ( первая фракция ) происходит в результате нротеолиза. Снижение показателей третьей и четвертой фракций свидетельствует о нарушениии синтеза липидов.

Изменение лииидного состава приводит к нарушению липид-белковых взаимодействий клеточных мембран, вследствие чего нарушается реакция антиген-антитело. Вышеуказанные изменения свидетельствуют о глубоких нарушениях гуморального иммунитета.

Данные сравнительного анализа средних значений ЛК-спектров сыворотки крови больных злокачественными опухолями головы

и шеи по стадиям.

Нами произведен сравнительный анализ средних значений ЛК-спектров онкологических больных по стадиям (табл. 4).

Данные ЛК-исследования сыворотки больных по стадиям заболевания.

Таблица 4. крови онкологических

Знаком * отмечены значения, которые достоверно ( р<0, 01) отличны

Фракция 1 стадия II стадия III стадия IV стадия

1 12,5516.67* 17,08±4.32 17,81+7,05 23,35+4.39*

2 40,44± 15,81 42,33±7,7 35,37±8,68 34±6,09

3 11,7715,85 15,41 ±6,40 13,8713,01 12,0813,43

4 14+10,5 14,58±6,47 20,31±8,88 17,3417,21

5 21,22±17,71 11,33±5,03 13,81±5,35 12,8715,01

Как видно из таблицы, прослеживается увеличение низкомолекулярных белков ( первая фракция ) на всех четырех стадиях заболевания. Данные изменения связаны с прогрессированием опухолевого процесса.

Указанные различия отображены графически на рис.2.

150 150 Диаметр частиц (нм)

Рис. 2. JIK- спектрограммы сыворотки крови у больных с I, II, III, IV стадиями рака головы и шеи.

При анализе рисунка 2 , прослеживается прямая взаимосвязь: с увеличением низкомолекулярных белков первой фракции нарастает стадия заболевания.

Приведенные данные показывают, что лазерная корреляционная спектроскопия сыворотки крови позволяет четко отличить онкологический процесс от нормы, а также дифференцировать различные стадии . заболевания.

Результаты исследований сыворотки крови больных со злокачественными опухолями головы и шеи в процессе

наблюдения.

Спустя месяц после проведенного хирургического лечения сыворотка крови всех больных со злокачественными опухолями головы и шеи (71 человек) вновь подвергнута JIK-исследованию. При этом выяснилось, что статистически достоверные отличия ЛК-спектров до и после лечения получены только при I и II стадиях заболевания.

Отсутствие достоверных отличий ЛК-спектров сыворотки крови больных III и, IV стадий до и после лечения, по-видимому, можно объяснить необратимыми метаболическими изменениями, которые ранее произошли в организме больного.

При динамическом наблюдении, спустя 6 месяцев, нами обследованы только 59 человек, так как 12 больных с IV стадией рака умерли. Меньше половины больных (21 из 59) после хирургического лечения не подвергались лучевой и химиотерапии, ввиду сопутствующей сердечно-сосудистой патологии. С помощью лазерной корреляционной спектроскопии нами исследована сыворотка крови всех 59 больных. При сравнительном анализе средних значений ЛК-спектров больных до и спустя 6 месяцев после лечения отмечено следующее: статистически достоверно отличались вторая и четвертая фракции. Выявлено уменьшение процентного вклада в светорассеяние частиц второй фракции и увеличение частиц четвертой - фракции. Данное явление можно объяснить начинающейся нормализацией белкового состава сыворотки крови выздоравливающих больных.

После проведенного хирургического лечения 38 больных получали телегамматерапию на зоны регионарного метастазирования.

У превалирующего большинства больных (95,6.%) были отмечены местные лучевые реакции со стороны слизистой оболочки глотки и гортани, а также кожных покровов. Изменения кожи проявлялись в виде эритемы, сухого и влажного дерматитов.

При сравнительном анализе средних значений Ж-спектрограмм сыворотки крови онкологических больных до

лечения и сразу после лучевой терапии зарегистрированы следующие закономерности : статистически достоверно в этих группах отличались вторая и четвертая фракции, а именно происходило увеличение процентного вклада частиц четвертой фракции в рассеяние света и уменьшение процентного содержания частиц второй фракции.

Исследование наших больных спустя год после проведенного лечения показало, что только 41 больной из 59 жив; 18 умерло от прогрессирования опухолевого процесса. Это были больные с III и IV стадиями заболевания (8 и 10 соответственно). Все больные (41 человек) подверглись всестороннему обследованию, включая ЛКС сыворотки крови. Выяснилось, что 33 больных с I и II стадиями заболевания не имели признаков рецидивов и метастазов опухоли, у 8 пациентов с III стадией рака выявлены местные рецидивы. Цифровые значения ЛК-спектров больных I стадией до и после лечения достоверно отличались по третьей и четвертой

фракциям. Что касается Ж-спектров больных со II стадией заболевания, то после лечения достоверные отличия отмечены по второй и четвертой фракциям.

Проведенное нами исследование спустя два года показало:

1) больные с I и II стадиями заболевания в количестве 23 человек не имели рецидивов и метастазов опухоли;

2) у 10 больных со И стадией появились местные рецидивы опухоли;

3) умерло 8 больных с III стадией заболевания.

Таким образом, спустя 2 . года после лечения ЛК-исследованию подверглась сыворотка крови 33 больных.

При сравнительном анализе цифровых значений ЛК-спектрограмм больных I и II стадий заболевания до и спустя 2 года после лечения выявлены достоверные отличия по первым четырем фракциям.

При сравнении средних значений ЛК-спектров сыворотки крови клинически здоровых лиц и больных с I и II стадиями заболевания спустя 2 года после лечения, статистически достоверных отличий не получено. Это доказывает эффективность проведенного лечения на ранних стадиях онкологического заболевания.

Данные ЛК-исследования сыворотки крови больных с рецидивами опухоли.

Из общего числа больных ( 71 ), подвергшихся хирургическому и комбинированному лечению, рецидивы опухоли в области первичного очага возникли через один год у 8 пациентов с III стадией заболевания. К концу второго года наблюдения рецидивы опухоли выявлены у 10 больных. При этом следует отметить, что ранее у этих больных была диагностирована II стадия заболевания.

Таким образом, нами произведено ЛК - исследование сыворотки крови 18 больных с рецидивами злокачественной опухоли, в возрасте от 46 до 72 лет. Большинство пациентов были мужчины (13 человек). У 15 больных выявлен рецидив рака гортани, у 3 - рака глотки. Гистологическое исследование при биопсии выявило картину шгоскоклегочного ороговсвающего рзка.

Нами проведена сравнительная оценка результатов ЛК-исследования сыворотки крови больных 1 и II стадий заболевания без рецидива с результатами Ж - исследования сыворотки пациентов с рецидивами опухоли. Статистически достоверные отличия получены по первым четырем фракциям (табл. 5)

Таблица 5.

Сравнительная оценка результатов ЛК- исследования сыворотки

Фракция Без рецидива С рецидивом

I. 14,515,66 21.6114.29

2. .. 26,4119,28 36,5517,94

3. 17,9115,33 11,3814.24

4. 28,25110.57 1918,54

5. 12,83110,95 1113,96

Как видно из таблицы 5, при наличии рецидива злокачественной опухоли головы и шеи достоверно увеличивается процентный вклад в рассеяние света частиц первой и второй фракций, в то время как количество частиц третьей и четвертой фракций резко падает.

Изложенное выше позволяет использовать метод лазерной корреляционной спектроскопии сыворотки крови для динамического наблюдения.

Обсуждение результатов.

В последнее десятилетие в современной медицинской литературе обсуждается значение различных спектроскопических методов для диагностики опухолевых заболеваний.

Ряд акторов полагает, что такие методы, как флюоресцентная и магнитнорезонансная спектроскопия в скором будущем найдут свое широкое применение для мониторинга больных злокачественными

опухолями головы и шеи, оценки эффективности проведенного лечения, а также для своевременного выявления рецидивов (Chow J.M. и др. (1990); Ingrams D. R. и др. (1997), Maldonado X. и др. (1998). При этом, наибольший интерес представляет именно динамика спектроскопических исследований, а не их единичное значение.

Диагностическая значимость многих спектроскопических методов, которая определяется чувствительностью и специфичностью, различна. Существенным пробелом в ЛК-исследованиях является отсутствие пороговых значений для каждой из пяти фракций, а также диагностических критериев метода - чувствительности, специфичности и точности.

Нами изучены пороговые значения фракций и соответствующие им диагностические критерии.

Первая фракция.

Первая фракция Ж- спектра сыворотки крови содержит

низкомолекулярные белки диаметром от 0 до 10 нм. Содержание частиц первой фракции у онкологических больных достоверно выше (р< 0,01), чем у клинически здоровых лиц. Эта тенденция прослеживается на всех стадиях заболевания: по мере прогрессирования опухолевого процесса вклад в светорассеяние низкомолекулярных частиц достоверно увеличивается.

Данные изменения связаны, очевидно, с дистрофическими процессами в организме больного злокачественной опухолью: происходит распад основных молекулярных компонентов клетки -ядерного хроматина, распад нуклеиновых кислот, белков, липидов, углеводов.

Процентный вклад в рассеяние света частиц первой фракции может быть рассмотрен как изолированный диагностический критерий. Нами определены пороговые значения этой фракции. Значения верхней границы нормы для первой фракции составило 17% (при этом чувствительность равна 76%, специфичность - 60%, точность -65%)-рис.З.

процентный вклад в рассеяние света первой фракции (пороговые значения )

Рис. 3. Зависимость диагностических критериев от порогового значения первой фракции.

Максимальная информативность первой фракции как диагностического критерия доказана при диагностике рецидивов опухолей головы и шеи. Анализируя JlK-спектры больных, у которых выявлен рецидив опухоли, мы пришли к выводу, что первая фракция у них достоверно выше по сравнению с ЛК-спектрами больных без рецидива. Пороговое значение первой фракции для рецидивов составило 19%, при этом чувствительность - 90%, точность - 76%, специфичность -71,5%.

Вторая фракция.

Вторая фракция ЛК-спекгра сыворотки крови содержит среднемолекулярные частицы с диаметром от 11 до 30 нм. Содержание частиц второй фракции в сыворотке крови достоверно выше (р< 0,01) у больных с опухолевыми заболеваниями, чем у клинически здоровых лиц.

Повышение процентного вклада в рассеяние света частиц второй фракции у больных со злокачественными опухолями свидетельствует об усилении в организме процессов распада, ускорении синтеза глобулярных белков, в том числе и

иммуноглобулинов, которые являются противораковыми антителами. Это также подтверждается исследованиями С. R Pearson C.R. и др. (1978), Lynn Т.С. и др. (1983, 1984).

Пороговые значения второй фракции выбраны , исходя из наибольшей точности и чувствительности диагностического метода. При верхней границе нормы, равной 30 %, чувствительность составляет 76%, специфичность - 63%, точность - 66% .

По нашим данным, значения второй фракции наиболее информативны при диагностике рецидивов. По сравнению с ЛК-спектрами пациентов без рецидивов, у больных с рецидивами вторая фракция достоверно повышена. Максимальные диагностические критерии ( точность - 75%, чувствительность - 85%, специфичность -60%) достигнуты при пороговом значении второй фракции, равном 33%.

Третья фракция.

Для третьей фракции ЛК-спектрограммы сыворотки крови характерны частицы диаметром от 31 до 70нм.

Процентный вклад в рассеяние света частиц третьей фракции в группе нелеченных онкологических больных достоверно ниже (р<0,01),чем у пациентов с доброкачественными опухолями и клинически здоровых лиц.

Данная тенденция - достоверное снижение процентного вклада в светорассеяние частиц третьей фракции прослеживается и у больных с рецидивами злокачественных опухолей головы и шеи.

Вероятно, снижение процентного содержания частиц третьей фракции в сыворотке крови связано с нарушением процессов липолиза и липогенеза, которые возникают как следствие хронической гипоксии и присоединившегося воспаления как у онкологических больных, так и у больных с доброкачественными оиухолями. Причиной уменьшения доли этих частиц сыворотки у больных со злокачественными и доброкачественными опухолями может быть и активация процессов перекисного окисления липидов ( ПОЛ ). В результате ПОЛ происходит разрушение яипид-белковых клеточных связей, накапливается множество токсических продуктов.

Нами анализированы значения третьей фракции как

изолированного диагностического критерия. Максимальная точность диагностики (70%) достигнута при значении нижней границы нормы третьей фракции, равной 18%. В этом случае чувствительность и специфичность имеют также относительно высокие значения - 71% и 69% соответственно.

Следует отметить, что при сравнительном анализе цифровых значений ЛК-спектров больных со злокачественными и

доброкачественными опухолями головы и шеи достоверные отличия ( р<0,01 ) получены только по третьей фракции. В

дифференциальной диагностике злокачественных и доброкачественных опухолей пороговое значение третьей фракции составило 14%, при этом точность - 68%, специфичность - 65%, чувствительность - 72%. В сыворотке крови больных со злокачественными опухолями процентный вклад в рассеяние света данной фракции достоверно ниже 14 %.

В настоящей работе мы проанализировали значение третьей фракции . для диагностики рецидивов злокачественных опухолей головы и шеи. Оказалось, что процентное содержание частиц этой фракции сыворотки крови у больных с рецидивами достоверно ниже, чем у пациентов, не имеющих рецидива. Пороговое значение % вклада данной фракции ' для рецидива выбрано, исходя из наивысшей точности исследования ( 69%) и равно 13%. При этом чувствительность составила 90%, специфичность - 55%.

Четвертая фракция.

Четвертая фракция JIK- спектра сыворотки крови содержит высокомолекулярные частицы с диаметром от 70 до 150 нм. К этой фракции сыворотки крови относятся циркулирующие иммунные комплексы средних размеров. Содержание частиц четвертой фракции достоверно выше у клинически здоровых лиц ( р < 0,01 ), чем у больных со злокачественными и доброкачественными опухолями головы и шеи.

Аналогичную тенденцию - уменьшение процентного вклада в светорассеяние высокомолекулярных частиц - иммунных комплексов у больных со злокачественными опухолями описывают в своих работах Мерлич К.И., ( 1993 ) и Биленко A.A., (1998).

Снижение процентного содержания в сыворотке крови высокомолекулярных частиц свидетельствует о нарушении иммунитета, а также об усилении деструктивных процессов в организме онкологического больного.

Нами рассмотрена четвертая фракция Ж - спектрограммы как изолированный диагностический критерий.

Пороговое значение (граница нормы ) четвертой фракции выбрана, исходя из наибольшей чувствительности и точности диагностического метода. Нижняя граница нормы процентного содержания частиц четвертой фракции равна 19%, при этом чувствительность составила 78%, а специфичность и точность, в свою очередь, 64% и 68% соответственно.

Нами выявлена наибольшая информативность. четвертой фракции JIK - спектрограммы сыворотки крови при рецидивах злокачественных опухолей головы и шеи. По сравнению с Ж-спектрами больных

без рецидивов, у пациентов с рецидивами четвертая фракция достоверно (р < 0,01) снижена. Максимальные диагностические критерии ( чувствительность- 75%, точность - 65%, специфичность - 55%) получены при пороговом значении четвертой фракции, равном 17%.

Выводы.

1. Метод лазерной корреляционной спектроскопии сыворотки крови выявляет изменения, происходящие в организме больных со злокачественными и доброкачественными опухолями головы и шеи. Установлены статистически достоверные отличия между группами больных со злокачественными и доброкачественными опухолями головы и шеи и клиническими здоровыми лицами.

2. ЛК-спеюрограммы сыворотки крови клинически здоровых лиц представляют собой относительно равномерный вклад в рассеяние света частиц всех размеров.

3. В диагностике первичных опухолей головы и шеи наиболее информативными являются первые четыре фракции ЛК-спектра сыворотки крови: достоверно увеличивается процентный вклад в рассеяние света частиц первой и второй фракций, а содержание частиц третьей и четвертой фракций достоверно уменьшается. В этом случае чувствительность метода равна 78%, специфичность -6]%, точность -68%.

4. Анализ динамики ЛК - спектров сыворотки крови онкологических больных показал, что с увеличением стадии онкологического заболевания достоверно увеличивается процентный вклад в светорассеяние низкомолекулярных белков первой фракции.

5. В дифференциальной диагностике злокачественных и доброкачественных опухолей головы и шеи информативной является третья фракция ЛК-спектра сыворотки крови. У больных со злокачественными опухолями процентное содержание частиц третьей фракции достоверно -ниже 14%. При пороговом значении третьей фракции, равном 14%, чувствительность диагностического метода равна 72%, специфичность - 65%, точность - 68%.

6. Наиболее информативна лазерная корреляционная спектроскопия в диагностике рецидивов злокачественных опухолей головы и шеи. Характерными признаками рецидивов являются : достоверное увеличение процентного вклада в светорассеяние частиц первой фрикции при снижении процентного содержания частиц третьей фракции.

При этом чувствительность ЛКС составила 90%, точность - 76%, специфичность - 71,5%.

7. Предложенный метод ЛКС для диагностики опухолей головы и шеи достаточно прост, эффективен и может быть с успехом применен в практическом здравоохранении.

Практические рекомендации.

1. Метод лазерной корреляционной спектроскопии сыворотки крови целесообразно использовать при обследовании больных с доброкачественными и 'злокачественными опухолями головы и шеи. Значения третьей фракции Ж -спектра сыворотки крови ниже 14 % являются показателем злокачественной опухоли.

2. У больных со злокачественными опухолями головы и шеи рекомендуется использовать лазерную корреляционную спектроскопию сыворотки крови до лечения и каждые 6 месяцев после лечения.

3. С целью оценки радикальности проведенного лечения и своевременного выявления рецидива опухоли рекомендуется наряду с клиническим обследованием применение ЖС сыворотки крови. Цифровые значения первой и второй фракций выше 19% и 33% соответственно , а также третьей и четвертой фракций ниже 13% и 17% соответственно свидетельствуют о высокой вероятности рецидива.

Публикации по теме работы.

1.Мигманова К. Л. Применение метода лазерной корреляционной спектроскопии сыворотки в диагностике опухолей головы и шеи // Новости оториноларингологии и логопатологии. - 1999. - № 1. - С.125 -127.

2.Мигманова К.Л. Предварительная оценка субфракционного состава сыворотки крови при доброкачественных и злокачественных опухолях головы и шеи по данным лазерной корреляционной спектроскопии // Вопросы прикладной анатомии и хирургии. Материалы VII межвузовской конференции СНО и молодых ученых. -СПб., 1999.-С. 39-40.

3.Мигманова К.Л. , Петров Н.Л. Диагностические возможности лазерной корреляционной спектроскопии сыворотки крови при опухолях головы и шеи // Вопросы прикладной анатомии и хирургии. Материалы VIII региональной конференции СНО и молодых ученых. - СПб., 2000. - С. 91 - 92.

4. Мигманова K.JI. , Петров H.JI. Способ диагностики опухолей головы и шеи // Рационализаторское предложение № 1294 от 30 марта 2000 г. - СПбГМУ им. акад. И.П.Павлова.

5. Мигманова К.Л. Новый метод диагностики опухолей головы и шеи // Новости оториноларингологии и логопатологии. Сборник трудов, посвященный 100 - летию кафедры оториноларигологии СПбГМУ им. акад. И.П.Павлова - 2000. - № 3. - С. 168- 172.

6. Мигманова К.Л. Лазерная корреляционная спектроскопия в диагностике рецидивов опухолей головы и шеи // Вопросы прикладной анатомии и хирургии. Материалы IX региональной конференции молодых ученых. - СПб., 2001. - С. 53 - 54.

7. Плужников М.С., Мигманова К.Л. О чувствительности и специфичности метода лазерной корреляционной спектроскопии в диагностике опухолей головы и шеи // Лазерные и информационные технологии в медицине XXI века . Материалы Международной Конференции и Научно - практической конференции Северо -Западного региона Российской Федерации. - СПб., 2001..-С.495 - 497.

8. Emanuel V.L., Plouzhnikov M.S., Migmanova K.L., Khorovskaya L.A., Petrov N.L. Laser correlation spectroscopy of blood serum as an approach to laboratory monitoring of head and neck tumors // 5 th Baltic Congress of Laboratory Medicine. - Vilnius, Lithuania, May 4-6, 2000.-p. 28.

9. Plouzhnikov M.S., Migmanova K.L., Petrov N.L., Alexandrov A.N. Blood scrum laser correlative spectroscopy in diagnosis of head and neck tumors // EuromedLab 2001 -14 th European Congress of Clinical Chemistry and Laboratory Medicine, 5 th Czech National Congress of Clinical Biochemistry .-Prague, Czech Republic, May 26 -31, 2001. - s. 178. ( PO - FO 77 ).

Лицензия ЛР№ 040815 от 22.05.97

Подписано в печать с оригинал - макета 24. #4'.2002. Объем 1 усл. п. л. Гарнитура тайме. Бумага офсетная. Печать ризогр. Тираж 120 эта. Заказ ?36 Отпечатано в отделе оперативной полиграфии НИИХ СПбГМУ. (СПб., Университетский пр., 2).