CC BY
32
УДК: 616-006-092.9:615.84
экспериментальное обоснование и выбор способа радиочастотной аблации при солитарных опухолях
А.п. Кошель1, Е.п. Эуева2, С.С. Клоков1, н.В. Севастьянова1,
А.К. Мартынюк1, А.С. Толстых1, С.А. Списивцев1, Т.г. разина2,
С.г Крылова2, Е.н. Амосова2, л.А. Ефимова2, К.А. лопатина2,
Е.А. Сафонова2, Т.д. гомбоев2
НИИ гастроэнтерологии им. г.К. Жерлова гОУ ВПО СибгМУ Росздрава, г. Северск1 НИИ фармакологии СО РАМН, г. Томск2 636013, Томская область, г. Северск, а/я 120, e-mail: [email protected]
С целью изучения противоопухолевого и противометастатического действия радиочастотных токов с различным временем экспозиции выполнено экспериментальное исследование на 45 мышах с карциномой легких Льюис. На 10-е сут после перевивки животные были распределены на 3 группы: контроль - животные с опухолями без воздействий (n=15); группа № 1 - одномоментное, однократное воздействие 2 электродами (n=15); группа № 2 - одномоментное, однократное воздействие 4 электродами (n=15). Продолжительность эксперимента составила 21 сут. По результатам эксперимента показано, что воздействие на первичную опухоль радиочастотными токами с использованием 4 электродов одновременно приводит к достоверному (p<0,05) торможению роста первичного опухолевого узла и снижению количества отдаленных метастазов. Полученные данные свидетельствуют о перспективности применения радиочастотной абляции у пациентов с солидными злокачественными новообразованиями.
Ключевые слова: радиочастотная аблация, экспериментальная опухоль.
EXPERIMENTAL VERIFICATION AND CHOICE OF THE METHOD OF RADIO-FREQUENCY ABLATION
OF SOLITARY TUMORS
A.P. Koshel1, E.P. Zueva2, S.S. Klokov1, N.V. Sevastyanova1, A.K. Martynyuk1, A.S. Tolstykh1, S.A. Spisivtsev1, T.G. Razina2, S.G. Krylova2, E.N. Amosova2, L.A. Efimova2, R.A. Lopatin2, E.A. Safonova2, T.D. Gomboev2 G.K. Zherlov Research Institute of Gastroenterology, Seversk1 Pharmacology Research Institute, Tomsk Post office box/120, Seversk-636013, Tomsk region, e-mail: [email protected]
Experimental study on 45 mice with Lewis’s lung carcinoma was carried out to investigate antitumor and antimetastatic activities of radiofrequency currents with different exposition times. On day 10 after inoculation, animals were divided into 3 groups: the control group (n=15): animals with tumors having no any exposure to radiofrequency; group 1 (n=15): single exposure to radiofrequency currents using 2 electrodes, group 2 (n=15): single exposure using 4 electrodes. Duration of the experiment was 21 days. The results of the experiment showed that the exposure of the primary tumor to radiofrequency current using 4 electrodes simultaneously resulted in significant inhibition of primary tumor growth (p<0,05) and in the reduction in the number of distant metastases. The data obtained are indicative of availability of radiofrequency ablation for patients with solid cancers.
Key words: radiofrequency ablation, experimental tumor.
Возможность выполнения оперативных вмешательств у пациентов с первичными и метастатическими опухолями печени до настоящего времени не превышает 10 % [7, 10]. При этом среди причин низкой резектабельности не последнее место занимает необходимость значительного расширения объема операции, особенно при наличии 2 и более очагов, что при сомнительной радикальности вмешательства сопряжено со значительным увеличением степени операционного риска у ослабленных
онкологических больных. Использование же малоинвазивных методов деструкции опухоли (радиочастотная термоаблация) в комплексном лечении данных пациентов позволяет рассчитывать на увеличение пятилетней продолжительности жизни до 35,4 % [3]. В настоящее время методы локальной деструкции получили широкую распространённость, несмотря на сравнительно короткую историю их клинического применения. Область их применения в онкологии - лечение пациентов с опухолевым
поражением печени, почек, лёгких и костей
[14].
Все известные в настоящее время методы локальной деструкции можно разделить на химические и физические. К первым относят алкоголизацию очагов, введение в опухоль гипертонического раствора или цитостатиков, ко вторым - различные методики холодовой и тепловой деструкции [18]. На практике чаще применяется методы теплового разрушения опухолевых тканей, из них радиочастотная термоаблация (РЧА) является одним из наиболее перспективных [2, 12,]. Его можно использовать как в самостоятельном виде, так и в комбинации с другими деструктивными, лекарственными и традиционными хирургическими методами лечения опухолевых поражений печени [6, 8, 9]. В хирургии печени РЧА впервые была применена J. Р. McGahan et а1. d 1990 г. [16]. Основное ее назначение - чрескожная, лапароскопическая или «открытая» термодеструкция опухолей. В России клиническое использование технологии РЧА только начинается, и пока не существует единого взгляда на возможности данной методики [5].
Цель исследования - изучение противоопухолевого и противометастатического действия радиочастотных токов с различным временем экспозиции в эксперименте на мышах с карциномой легких Льюис.
Материал и методы
Эксперименты выполнены на половозрелых животных: 45 мышах-самках линии С57ВL/6 массой 19-21 г, конвенциональных, 1 категории, полученных из отдела экспериментального биомоделирования НИИ фармакологии СО РАМН (г. Томск). Содержание животных осуществлялось в соответствии с правилами, принятыми Европейской Конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и иных научных целей [11]. Экспериментальные исследования проведены в соответствии с правилами лабораторной практики (GLP), приказом МЗ РФ № 267 от 19.06.03. «Об утверждении правил лабораторной практики», Федеральном законом «О лекарственных средствах» (статья 36), «Руководством по экспериментальному (доклиническому) изучению
новых фармакологических веществ» (Москва, 2005).
В качестве экспериментальной модели взята карцинома легких Льюис [15], которая перевивается на 12-14-е сут роста, средняя продолжительность жизни животных - 24 дня. После выдерживания животных в карантине в течение 10 дней с целью адаптации к условиям вивария мыши взвешены и равномерно распределены на группы. Карцинома легких перевита подкожно по 5-6*106 клеток в 0,1 мл физиологического раствора [4]. На 10-е сут после перевивки животных равномерно распределили на следующие группы:
Контроль - животные с опухолями без воздействий (п=15).
Группа № 1 - одномоментное, однократное воздействие 2 электродами на 10-е сут развития опухоли (п=15).
Группа № 2 - одномоментное, однократное воздействие 4 электродами на 10-е сут развития опухоли (п=15).
Продолжительность эксперимента составила 21 сут. Для радиочастотной термоаблации использовали опытный образец деструктора онкологического (ДО-01). Аппарат состоит из генератора (мощность 80 Вт, частота колебаний 440 кГц) и дополнительных опций (контроль импеданса и температуры), а также перисталь-тирующего насоса, подающего охлаждающую жидкость (стерильный физиологический раствор) и набора охлаждаемых электродов длиной 15 см с рабочей частью 1 см. Контроль температуры в зоне воздействия осуществляли с помощью термодатчика. Время работы определялось автоматически по достижении заданного импеданса - 350 Ом.
После обработки операционного поля рабочие электроды вводили в опухоль, на всю длину его рабочей части, отступая от края опухоли 3-5 мм. В группе № 1 воздействие радиочастотными токами проводилось однократно с помощью 2 электродов (рис. 1). В группе № 2 однократное воздействие на опухоль осуществляли с помощью 4 электродов одновременно (рис. 2). Воздействие проводилось мощностью 2 Вт при сопротивлении 350 Ом. В ходе манипуляции контролировалась температура тканей, которая составляла 80-100°С. Эффективность
Рис. 1. Схема расположения электродов по отношению к опухоли в группе экспериментальных животных № 1
Рис. 2. Схема расположения электродов по отношению к опухоли в группе экспериментальных животных № 2
лечебных воздействий оценивали на 21-е сут опыта, измеряя массу новообразования и подсчитывая процент торможения роста опухоли (ТРО) по формуле
ТРО =
А-
А
-■100%,
где А - средняя масса опухоли в контрольной группе; В - средняя масса опухоли в опытной группе.
Для определения интенсивности процесса метастазирования использовано несколько показателей: количество метастазов в легких (для каждого животного в группе и среднее значение); площадь метастатического поражения, которую рассчитывают по формуле пх2, определяя при этом диаметр метастазов.
Частоту метастазирования опухоли вычисляли в процентах по отношению числа животных с метастазами к общему количеству мышей в группе. Индекс ингибирования метастазирова-
ния (ИИМ), который позволяет оценить степень метастатического поражения, рассчитывали по формуле [1]
_ (Лкх В к ) - (Ах В)
ИИМ =
х 100 %,
где Ак и А - частота метастазирования в лёгкие у мышей контрольной и опытной групп; Вк и В - среднее число метастазов в лёгких в контрольной и опытной группах.
В случае значительного поражения легочной ткани, когда регистрировалось большое количество метастатических узлов, оценивали степень метастатического поражения по шкале, предложенной D. Tarin, J.E. Price (1979) и позволяющей дифференцировать тяжесть поражения в зависимости от количества метастазов и их размеров. Выделяли низкую (LCP - low colonization potential: 1 степень - <10 узлов и 2 степень -от 10 до 30) и высокую (HCP - high colonization potential: 3 степень - >30 узлов, отсутствуют сливные узлы; 4 - <100, есть сливные и 5 - >100 узлов) степень поражения легких. По окончании экспериментов мышей умерщвляли, соблюдая «Правила проведения работ с использованием экспериментальных животных», утвержденные Министерством здравоохранения РФ.
Результаты и обсуждение
У мышей контрольной группы (без воздействий) объём опухоли закономерно повышался на протяжении всего эксперимента. В основной группе № 1 обнаружена тенденция к уменьшению массы опухолевого узла в 1,5 раза по сравнению с контролем. Процент торможения роста опухоли составил 33 %. Частота метаста-зирования, количество и площадь метастазов в данной группе достоверно не отличались от таковых в контроле, при этом 37,5 % мышей имели более высокую - 3 степень поражения, тогда как в контроле этот показатель составил 8,3 % (табл. 1, 2).
В группе № 2 применение деструктора вызвало достоверное торможение опухолевого роста (65 %), а масса опухоли уменьшилась в 2,9 раза. Кроме того, в данной группе отмечалось снижение количества метастазов в легкие - в 1,6 раза по сравнению с аналогичными значениями в контроле, в 2,6 раза уменьшилась площадь
экспериментальное обоснование и выбор способа радиочастотной аблации ... --------------------------------------------------------------------------- 45
Таблица 1
влияние режимов рчА на развитие карциномы легких льюис (х ± m)
Группы сравнения Масса опухоли, г Торможение роста опухоли, % Частота метастази-рования, % Кол-во метастазов на 1 мышь Площадь метастазов на 1 мышь, мм2 ИИМ, %
Контроль 2,36 ± 0,35 - 100 22,58 ± 3,55 17,99 ± 5,46 -
РЧА, режим № 1 1,57 ± 0,25 33 100 24,38 ± 2,96 21,61 ± 7,74 -8
РЧА, режим № 2 0,82 ± 0,13* 65 100 14,00 ± 2,62** 7,02 ± 1,99 38
Примечание: * - различия статистически значимы по сравнению с группой контроля (р<0,01); ** - различия статистически значимы по сравнению с группой контроля (р<0,05).
Таблица 2
влияние режимов рчА на тяжесть метастатического поражения легких у экспериментальных животных
Группа сравнения Степень поражения легких метастазами, %
Нет метастазов LCP НСР
1 2 3 4 5
Контроль - 16,7 75 8,3 - -
РЧА, режим № 1 - 25 37,5* 37,5* - -
РЧА, режим № 2 - 33,3 66,7 - - -
Примечание: * - различия статистически значимы по сравнению с группой контроля (р<0,05).
тенденцию к уменьшению. При этом наиболее существенно он уменьшился в группе № 2, в которой отмечались лишь некротические участки на месте расположения опухоли. Несмотря на то, что на 21-е сут после трансплантации опухоли её объём в обеих экспериментальных группах вновь стал увеличиваться, он всё ещё статистически значимо отличался от группы контроля (рис. 3).
Заключение. Таким образом, в эксперименте на мышах-самках линии С57В1/6 с карциномой лёгких Льюис показано, что воздействие на первичную опухоль радиочастотными токами с использованием 4 электродов одновременно приводит к достоверному торможению роста первичного опухолевого узла и снижению количества отдаленных метастазов. Полученные данные позволяют говорить о перспективности применения РЧА у пациентов с первичными и метастатическими опухолями печени как в плане лечения опухоли, так и в плане предупре-
метастазов. Все животные имели 1-ю и 2-ю степень метастатического поражения, индекс ингибирования метастазирования составил 38 % (табл. 1, 2).
Объём опухоли у животных в обеих основных группах на 7-е сут имел выраженную
4000 ------------------------------------------------
3500
3000
| 2500
>. 2000 О
| 1500 1000 500 0
—4- - группа контроля —•—деструкция, №1 —д—деструкция, №2
Рис. 3. Динамика роста объема перевиваемой опухоли в сравниваемых группах экспериментальных животных
сутки после перевивки опухоли
ждения отдаленного метастазирования. Вместе с тем небольшое количество наблюдений требует проведения дальнейших экспериментальных и клинических исследований.
ЛИТЕРАТУРА
1. Архипов С.А., Юнкер В.М. Изменение интенсивности метастазирования в легкие перевиваемых опухолей мышей в зависимости от величины перевивочной дозы опухолевых клеток // Исследование по индукции и метастазированию опухолей у экспериментальных животных. Новосибирск, 1984. С. 14-32.
2. Вишневский В.А., Федоров А.В., Ионкин ДА. и др. Осложнения радиочастотной термоаблации злокачественных новообразований печени // Хирургия. 2010 . № 2. С. 18-29.
3. Набережнев Д.И. Радиочастотная термоаблация в комбинированном лечении пациентов с метастазами колоректального рака в печень (экспериментально-клиническое исследование): Автореф. дис. ... канд. мед. наук. Воронеж, 2009. 24 с.
4. Софьина З.П. и др. Экспериментальная оценка противоопухолевых препаратов в СССР и США. М.: Медицина, 1980. 296 с.
5. Федоров В.Д., Вишневский В.А., Кубышкин В.А. и др. Использование аппарата радиочастотной аблации при резекции печени // Хирургия. 2004. № 5. С. 21-25.
6. Beaugrand M., N'Kontchou G., Seror O. et al. Local/regional and systemic treatments of hepatocellular carcinoma // Semin. Liver Dis. 2005. Vol. 25 (2). P. 201-211.
7. BilchikA.J., Wood T.F., Attegra D.P. Radiofrequency ablation of unresectable hepatic malignancies: lessons learned. // Oncologist.
2001. Vol. 6 (1). P. 24-33.
8. Bloomston M., Binitie O., Fraiji E. et at. Transcatheter arterial chemoembolisation with or without radiofrequency ablation in the management of patients with advanced hepatic malignancy // Am. Surg. 2002. Vol. 68. P. 827-831.
9. Buscarini L., Buscarini E., Di Stasi M. et al. Percutaneous radiofrequency thermal ablation combined with transcatheter arterial embolization in the treatment of large hepatocellular carcinoma // Ultraschall. Med. 1999. Vol. 20 (2). P. 47-53.
10. Curley SA., Izzo F., Delrio P. et al. Radiofrequency ablation of unresectable primary and metastatic hepatic malignancies: results in 123 patients // Ann. Surg. 1999. Vol. 230 (1). P. 1-8.
11. European Convention for the Protection of Vertebrate Animals used for Experimental and other scientific purposes. Strasburg: Council of Europe, 1986. 51 p.
12. Hellmann K. Antimetastatic drags: from laboratory to clinic // Clin. Exp. Metastas. 1984. Vol. 2 (1). P. 1-4.
13. Iannitti DA. Hepatic radiofrequency ablation // Arch. Surg.
2002. Vol. 137. P. 422-426.
14. Lee M.E., Curley SA., Tanabe K.K. Radiofrequence ablation for cancer. Springer-Verlag New York, Inc, 2004. 307 p.
15. Mayo J.G. Biological characterization of the subcutaneously implanted Lewis lung tumor // Cancer Chemother. Rep. 1972. Vol. 3 (1). P. 325-330.
16. McGahan J.P., BrockJ.M., TeslukH. et al. Hepatic ablation with use of radio-frequency electrocautery in the animal model // J. Vasc. Interv. Radiol. 1992 Vol. 3 (2). P. 291-297.
17. McGahan J.P., Browning P.D., Brock JM., Tesluk H. Hepatic ablation using radiofrequency electrocautery // Invest Radiol. 1990. Vol. 25. P. 267-270.
18. Steeves RA. Hypertermia in cancer therapy: where are we today and where are we going? // Bull. NY Acad. Med. 1992. Vol. 68. P. 341-350.
Поступила 23.05.10
