Комплексное применение метаболической флуоресценции с 5-аминолевулиновой кислотой в хирургическом лечении глиобластомы

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

КОМПЛЕКСНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ МЕТАБОЛИЧЕСКОЙ ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ С 5-АМИНОЛЕВУЛИНОВОЙ КИСЛОТОЙ В ХИРУРГИЧЕСКОМ ЛЕЧЕНИИ ГЛИОБЛАСТОМЫ

Гордейко Татьяна Александровна

Медицинская академия им. С.И. Георгиевского

Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского

студент второго медицинского факультета

АННОТАЦИЯ

Низкодифференцированные опухоли головного мозга представляют определенную сложность для нейрохирургов. Определение границ новообразования для иссечения пораженных тканей являлось невозможной задачей до появления внутримозговой навигации с помощью 5-аминолевулиновой кислоты. Современная нейроонкология обладает инновационными комплексными вариантами ведения вмешательств, которые позволяют удалить глиобластомы, прибегая к применению метаболической флуоресценции, и избежать тяжёлых неврологических осложнений, улучшая качество жизни пациентов.

Ключевые слова: глиобластома, нейроонкология, нейрохирургия, флуоресцентная навигация, комплексная навигация

глиобластома опухоль головной мозг

Опухоли головного мозга являются одними из сложно диагностируемых новообразований. Одним из наиболее часто встречаемых новообразований из клеток головного мозга являются опухоли глиальной ткани. Глиобластома особо неблагоприятна по своему течению. Локализуясь в любой области белого вещества головного мозга, она растет экспансивно - часто врастает в жизненно важные структуры мозга и функциональные зоны, нарушая их целостность и адекватную работоспособность [8].

Современное оборудование - магнитно-резонансная томография или компьютерная томография - на порядок чувствительнее к гетерогенным образования в головном мозге и, прибегнув к использованию контрастных фармакологических веществ или радиологических фармакологических препаратов, позволяет описать степень распространения опухоли и помочь в постановке нейроонкологического диагноза [11].

Обычно применяют хирургическое лечение подобного рода опухолей. Все дело в том, что препараты, используемые в противоопухолевой химиотерапии, не имеют возможности преодоления гематоэнцефалического барьера и не проникают в белое вещество головного мозга для ликвидации злокачественных клеток. Лучевая терапия с помощью препаратов темозоломида применяется, как правило, в послеоперационном периоде для профилактики развития рецидивов после операций на открытом мозге и является завершающим этапом в комплексном лечении опухолей. Поэтому применение оперативных вмешательств предполагают основное и наиболее быстрое и эффективное решение проблемы внутримозговых новообразований [10].

Суть хирургического вмешательства сводится к тому, чтобы ликвидировать наибольший объем пораженных тканей и воздействовать на оставшиеся пораженные участки с помощью лучевой терапии. Как правило, экспансивный рост - врастание в окружающие ткани - приводит к тому, что практически невозможно отделение здоровой ткани от измененной. Внешний вид раннее измененного белого вещества мозга практически не отличается от здорового, поэтому иссекая лишь некротизированные участки растет риск оставить опухолевый участок в пределах здоровой ткани головного мозга. Нельзя обойти вниманием тот факт, что радикальное удаление здоровой ткани мозга может привести к неврологическому дефициту и ухудшению качества жизни пациентов [11].

Флуоресцентная навигация - это инновационный метод диагностики внутримозговых новообразований. Благодаря данной технологии возможно определить точные границы экспансивно растущей опухоли и удалить ее с минимальной травматизацией окружающей здоровой ткани. Оптимальное удаление глиобластомы с минимальным иссечением неизмененного белого вещества позволяет добиться самой высокой эффективности хирургического лечения, неразрывно связанной с благоприятным прогнозом к жизни пациента. В нейроонкологии последних десятилетий активно применяется экспериментальный метод использования флуоресцентной диагностики с помощью 5-аминолевулиновой кислотой (5-АЛК). Это органическое вещество, один из компонентов синтеза порфиринов и хлорофилла, который под действием метаболизма опухолей активирует накопление фотоэлементов, способных флюоресцировать [3].

Принцип диагностики заключается в свечении участков опухоли на фоне интактной здоровой ткани мозга. Для выполнения флуоресцентной навигации используют специальный фармакологический препарат гидрохлорид 5-аминолевулиновой кислоты [5]. Перед операцией пациенту предлагают выпить концентрированный раствор, который накапливается только в клетках с патологическим метаболизмом и атипичными митозами. Как правило, через 4 часа возникает пик концентрации вещества в крови, который фиксируется с помощью забора периферической крови. Вещество не взаимодействует с другими препаратами и не оказывает токсического воздействия на здоровую ткань. После достижения пика концентрации не составляет сложности с помощью специальных устройств определить площадь новообразования в открытом мозге изолированно или с применением дополнительных методов диагностики, и нейрохирурги могут приступить к его удалению. Сочетанное применение различных методик позволяет учесть физиологические, анатомические или метаболические особенности оперируемого пациента, учесть существующую индивидуальную анатомическую и зонарную изменчивость головного мозга персонально для каждого больного и избежать дополнительных осложнений в ходе операции и в послеоперационном периоде, реабилитации и в поздних сроках по завершению комплексного лечения [9].

Наиболее щадящим методом является использование препарата, содержащего 5-АЛК, с нейрофизиологической навигацией. Суть данного метода сводится к тому, чтобы одновременно контролировать не только свечение границ глиобластомных опухолей, но и сохранить в наибольшем объеме функционально активные зоны мозга. Предварительное индивидуальное проецирование карты поверхностной площади коры больших полушарий мозга с определением функциональных зон (моторных или сенсорных) позволяет обойти участки мозга, отвечающие за жизненно важные функции [3]. Дополнительным преимуществом такого применения флуоресцентной навигации считается потенциальная возможность оценки погрешностей в ходе операции индивидуально для каждого пациента.

В ходе данной операции по достижению пика концентрации 5-АЛК в крови под наблюдением свечения с помощью модуля для флуоресцентной диагностики выполняют нейроэндоскопическое удаление опухоли с проведением фотодинамической диагностики. Введение эндоскопических трубок позволяет удалять злокачественные новообразования в глубине вещества головного мозга без совершения дополнительной травматизации и разрыва связей в коре больших полушарий. Кроме того, возможно проведение резекции опухоли даже в самых отдаленных участках и ликвидировать метастатические очаги на значительном расстоянии от первичного очага. В ходе операции нейрохирурги наблюдают за границами свечения опухолевых клеток через операционный эндомикроскоп с приставками для определения специфического свечения продукта метаболизма - протопорфирина IX - в ярко-красном свете. Иссечение некротизированных или кальцифицированных тканей выполняется без дополнительной проверки жизненной важности участка ввиду утраты его жизнеспособности и физиологической функции. Сомнительные участки, которые имеют свечение в виде разветвления и врастания в окружающую ткань или флуоресценция с феноменом выцветания требует дополнительного исследования во избежание дополнительной травматизации участков, которые потенциально можно сохранить. По окончанию оперативного вмешательства, согласно результатам исследований, практически отсутствуют рецидивы и неврологические осложнения, и реабилитация проходит быстрее, чем при радикальной ликвидации мозговой ткани. Потенциальное совершенствование данной методики позволит улучшить перспективу сохранения мозговых функций в послеоперационном периоде.

Для того, чтобы иссечь пораженный участок с минимальным удалением здоровой ткани, в нейрохирургии используется метод раздражения функциональных зон. Алгоритм данного метода заключается в том, чтобы в ходе операции на открытом мозге под контролем хирургического флуоресцентного микроскопа с модулем флуоресцентной фотодиагностики ассистент, либо второй специалист, согласно карте мозга, выполнял дополнительное воздействие на участки мозга с целью провокации моторного либо сенсорного действия у пациента [4].

Раздражение определенных участков коры приводит к периферическому ответу со стороны соответствующих мышц лица, конечностей либо изменений в эмоциональном восприятии, сенсорных ощущениях оперируемого больного. Раздражение можно проводить как при отключенном сознании пациента (ответ фиксируется с помощью электроэнцефалографии или объективно оценивается движение пальцев, сокращение мышц у лежащего на столе пациента) так и в его сознательном состоянии (проводится субъективная оценка пациента на раздражители: говорит, что чувствует мышечные сокращения, ощущает незнакомые запахи, перед глазами возникают фотопсии). В том случае, если свечение накладывается на участок мозга, отвечающий за важную функцию, нейрохирургу необходимо произвести ювелирное микроскопичное иссечение либо принять срочное решение о радикальном удалении функционального центра. Как видно, такое использование флуоресцентной навигации имеет некоторые недостатки, которые невозможно устранить с помощью существующего экзогенного оборудования. Поэтому вмешательство с раздражением используется редко и требует совершенствования в будущем [10].

Более частным случаем использования операции с комплексным применением флуоресценции и раздражением функциональных зон является вмешательство с «пробуждением» [1]. Такая методика применяется в том случае, когда глиобластома находится в непосредственной близости к речевым внутримозговым центрам и ее удаление требует дополнительного осмотра и осторожности.

В ходе операции, помимо маркирования пораженных участков и удаления собственно некротизированной ткани, врач, приступающий к иссечению сомнительных участков или участков с жизненно важной функциональной ролью, выполняет идентификацию речевых центров. Составление индивидуальной проекции на карту речевых центров проводят в ходе беседы с пациентами. Ввиду того, что для проверки речи пациента, необходимо его сознательное состояние, анестезиолог добивается пробуждения оперируемого. После этого выполняется проверки речи: хирург может беседовать с больным либо попросить его декламировать стихи. В ходе иссечения становится ясным, не произошло ли радикальное повреждение речевого центра. Такой метод является имеет определенные ограничения, в сравнении с применением раздражения, однако предполагает более щадящее восстановление и устранение осложнений. Даже при минимальном удалении участков мозга, отвечающих за речь и ее восприятие, частичное сохранение синапсов позволяет компенсировать осложнения в послеоперационном периоде и восстановить речеобразование. Поэтому удаление в пределах флуоресцирующих пораженных участков с сохранением здоровой ткани является адекватным решением при возникших в процессе операции проблемах.

Наиболее инновационным методом считается использование флуоресцентной навигации в комплексе с трехмерной ультразвуковой диагностикой. Компьютерная модуляция позволяет узнать не только границы опухоли, но и ее форму и объем. Ультразвуковая трехмерная диагностика открывает для нейроонкологов возможность оценки объема поражения вещества головного мозга в течение роста опухоли. Такая оценка позволит предварительно спрогнозировать уровень жизни для пациента, определить наиболее вероятные осложнения и оценить объем неврологического дефицита при радикальном удалении новообразования с частичной или полной резекцией вещества головного мозга при наличии в них функциональных зон [12].

Суть данной комплексной навигации заключается в одновременном наблюдении накопления метаболитов введенной 5-АЛК в глиобластоме с помощью эхоэнцефалографии. На мониторе в разных режимах имеется возможность оценить объем опухоли с просчетом ее размеров. Такой нюанс позволяет предварительно определить масштаб непосредственно резекции пораженных участков, возможных осложнений в ходе операции и после нее, а также включить или исключить дополнительные моменты в течении операции (например, выбрать другой операционный доступ или запросить помощь других специалистов).

Зарубежные исследователи предложили новый экспериментальный способ использования флуоресцентной навигации с помощью 5-АЛК. Для определения объема и границ глиомы используют одновременное введение в организм двух веществ: гидрохлорида 5-АЛК и флуоресцеина [2]. Такой метод не получил распространения и широкого применения ввиду отсутствия правовых норм в применении используемых во время навигации препаратов.

В опытах на крысах с двойным флуоресцирующим контрастированием было показано, что флуоресцеин дополнительно создает свечение в опухолевых клетках, что в сумме с 5-АЛК флуоресценцией дает свечение без синдрома выцветания, что предполагает ощутимое снижение числа ошибок в ходе операции, следовательно, исключает погрешности в процессе удаления новообразования и снижает процент возможных осложнений в послеоперационном периоде. Кроме того, окрашивание флуоресцином мозговых сосудов позволяет дополнительно обойти потенциальное повреждение стенок артерий и избежать кровотечения.

В том случае, если эффективность данного комплексного фармакологического метода будет выше токсичности или синтезируют потенциально низкотоксичное комплексное вещество на базе заявленных флуоресцина и 5-АЛК возможен прогресс в нейрохирургии, который позволит использовать принципиально новые методы в удалении злокачественных интракраниальных новообразований и исключить возможные ошибки, допущенные из-за погрешностей в определении свечения при синдроме выцветания флуоресценции.

В послеоперационном периоде за всеми пациентами, перенесшими удаление глиобластомы, необходимо тщательное наблюдение с фиксацией положительной или отрицательной динамики. Такие пациенты тяжело реабилитируются и требуют психологической поддержки со стороны родственников и лечащих врачей [12].

Если сравнивать послеоперационный период пациентов, перенесших операцию с флуоресцентной навигацией, или классическое удаление опухоли в пределах видимого поражения, следует обращать внимание на то, что пациенты, оперируемые в комплексе с флуоресцентной навигацией, реже страдают от послеоперационных осложнений [6]. Это подтверждается более быстрой реабилитацией таких пациентов и быстрым их возвратом к повседневной жизни без затруднений в социальном или функциональном плане [9].

Кроме этого, сохранение максимального объема функционально важных участков вещества головного мозга или сенсорных зон в сером веществе полушарий даже при их частичном поражении позволяет ограничить возможные осложнения в ходе операции. Следовательно, прогноз жизни благоприятен как для восстановления статуса работоспособности, так и для реабилитации и условий проживания в бытовом аспекте [7].

Подводя итоги, необходимо отметить следующие особенности оперативных вмешательств с использованием флуоресценции с помощью 5-АЛК:

1. метаболическая флуоресценция позволяет ограничить опухоль наиболее точно ввиду особенностей механизма действия препарата. Свечение 5-АЛК в клетках глиобластомы не только отражает крайние границы образования, но и дает возможность отследить рост опухоли in vivo, фиксируя количество новых атипичных патологических митозов;

2. классическое оперативное вмешательство по ликвидации внутримозговой опухоли, предполагающее удаление измененной ткани (подвергшейся некрозу, распаду, кровоизлиянию или петрификации) не дает гарантии удаления опухоли в полном объеме и повышает риск рецидива глиобластомного онкогенеза;

3. риск осложнений снижается при удалении пораженных тканей мозга с использованием комплексных навигационных флуоресцентных методик ввиду определения объема удаляемой ткани, ее границ и возможности «пробуждения» функционально активных зон, предопределяющих благоприятный прогноз жизни пациента;

4. флуоресцентная навигация позволяет совершить индивидуальный подход к каждому пациенту: осуществить персональную оценку глубины и объема пораженной ткани, учесть погрешности в ходе операции и предположить потенциальные послеоперационные осложнения;

5. Распространение использования методов метаболической флуоресценции во время операции по удалению внутримозговых глиобластом позволит вывести нейроонкологическую хирургию на более безопасный уровень без страха за нарушения функций коры больших полушарий, нарушения связей в головном мозге и «выключения» сенсорных зон.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Della Puppa, A., O. Rustemi, G. Gioffrи, I. Troncon and G. Lombardi, 2014. Predictive value of intraoperative 5-aminolevulinic acid-induced fluorescence for detecting bone invasion in meningioma surgery. Neurosurg, 120(4): 240-845.

2.Eyьpoglu, I.Y., N. Hore, Z. Fan, R. Buslei and A. Merkel, 2015. Intraoperative vascular DIVA surgery reveals angiogenic hotspots in tumor zones of malignant gliomas. Scientific Reports, 22: 381-391.

3.Panciani, P.P., M. Fontanella, B. Schatlo, D. Garbossa and A. Agnoletti, 2012. Fluorescence and image guided resection in high grade glioma. Clinical Neurology and Neurosurgery, 114: 37-41.

4.Pastor, J., L. Vega-Zelaya, P. Pulido, O. Garnйs-Camarena and A. Abreu, 2013. Role of intraoperative neurophysiological monitoring during fluorescence-guided resection surgery. Acta Neurochirurgica, 12: 13-22.

5.Stummer, W., A. Novotny, H. Stepp, C. Goetz and K. Bise, 2000. Fluorescence-guided resection of glioblastoma multi-forme by using 5-aminolevulinic acid-induced porphyrins: a prospective study in 52 consecutive patients. Neurosurg, 93: 1003-1013.

6.Widhalm, G., G. Minchev, A. Woehrer, M. Preusser and B. Kiesel, 2012. Strong 5- aminolevulinic acid-induced fluorescence is a novel intraoperative marker for representative tissue samples in stereotactic brain tumor biopsies. Neurosurgical Review, 3: 383-391.

7.Аксис И.А Результаты применения системы нейронавигации в интракраниальной нейрохирургии // Нейрохирургия. -- 2003. -- №3. -- С. 16-19.

8.Бывальцев В.А., Степанов И.А., Яруллина А.И., Белых Е.Г Молекулярные аспекты ангиогенеза в глиобластомах // Вопросы онкологии. -- 2017. -- №63. -- С. 19-27.

9.Голанов А.В. Глиобластомы больших полушарий головного мозга: результаты комбинированного лечения и факторы влияющие на прогноз: автореф. дис. д-ра мед. наук наук: 14.00.28. -- Спб, 1997.

10.Горяйнов С.А. Нейронавигация и флуоресцентная диагностика в хирургии глиом головного мозга.: дис. канд. мед. наук: 14.00.28. -- М., 2014. -- 152 с.

11.Жуков В.Ю. Планирование хирургического доступа при удалении внутримозговых опухолей больших полушарий с использованием функциональной МРТ, навигационных систем, и электрофизиологического мониторинга: автореф. дис. канд. мед. наук: 14.00.28. -- М., 2010. -- 24 с.

12.Коновалов А. Н. Современные технологии и клинические исследования в нейрохирургии. -- М.(Антидор): 2012. -- 368 с.

Размещено на Allbest.ru