CC BY
132022, том 25, № 1
УДК: 616-006.03+616-006.63 DOI: 10.29039/2070-8092-2022-25-1-27-31
МЕТОД ОНКОФЛУОРИМЕТРИИ КАК ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ В ДИАГНОСТИКЕ ОПУХОЛЕЙ КОЖИ
Олисова О. Ю.1, Притуло О. А.2, Кирилюк Т. И.1
Кафедра кожных и венерических болезней им. В.А. Рахманова ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский
университет им. И.М. Сеченова» Минздрава России (Сеченовский университет), 119991, г. Москва, Россия.
2Кафедра дерматовенерологии и косметологии, Институт «Медицинская академия имени С. И. Георгиевского» ФГАОУ ВО
«Крымский федеральный университет имени В. И. Вернадского», 295051, бульвар Ленина 5/7, Симферополь, Россия
Для корреспонденции: Олисова Ольга Юрьевна, д.м.н., профессор, зав. кафедрой кожных и венерических болезней ГБАОУ ВО
«Первый МГМУ им. Сеченова» Минздрава России (Сеченовский университет), е-mail: Olisovaolga@mail.ru
For correspondence: Olisova Olga Yu., MD, professor, Head of the Department of Skin and Venereal Diseases n.a. V.A. Rakhmanov of
Sechenovsky University, е-mail: Olisovaolga@mail.ru
Information about author:
Olisova O. Yu., http://orcid.org/0000-0003-2482-1754 Pritulo O. A., https://orcid.org/0000-0001-6515-1924 Kirilyuk T. I., https://orcid.org/0000-0002-2720-9942
РЕЗЮМЕ
Среди опухолей кожи особое место занимают злокачественные новообразования: базалиома, плоскоклеточный рак, меланома. Зачастую точно определить злокачественность образования и вид рака на ранних стадиях представляется крайне сложной диагностической задачей. И хотя в арсенале специалистов имеется целый ряд инструментов для диагностики таких опухолей, все они имеют ограниченную чувствительность и специфичность. Нацеленность современной медицины на поиск быстрых, чувствительных, специфичных и неинвазивных вспомогательных методов диагностики стимулирует разработку и внедрение новых аппаратных методик для решения задач подобного рода. Одним из перспективных направлений, который потенциально позволит специалистам идентифицировать доброкачественность или злокачественность процесса на ранних стадиях является метод онкофлуориметрии. Принципиально новый метод, в основе которого лежит способность фотосенсибилизатора (гель для наружного нанесения на основе иттербиевых комплексов порфирина) избирательно накапливаться в злокачественно измененных клетках. Высокоселективное накопление препарата в клетках улавливается аппаратом - флуориметром. Полученные данные отображаются в специально разработанной для исследования программе в цифровом и графическом виде. Целью настоящей работы было изучение эффективности метода онкофлуориметрии у пациентов с базальноклеточным раком кожи. В исследование было включено 32 пациента с диагнозом базалиома, который был гистологически верифицирован. Всем пациентам проводились следующие исследования: визуальный осмотр кожи и новообразований, дерматоскопия, онкофлуориметрия, гистологическое исследование биоптата. В исследовании установлено, что средний возраст пациентов с базалиомой составил 62 года, что совпадает с общемировой статистикой по данной нозологии. А средняя продолжительность существования образования по анамнестическим данным чуть более 2 лет. Проведенное онкофлуориметрическое исследование показало двухкратное преобладание интенсивности флуоресценции в патологически измененных очагах с нанесенным фотосенсибилизатором над участком соседней здоровой ткани с фотосенсибилизатором. Статистические различия достоверны (р<0,05). По результатам полученных данных метод онкофлуориметрии можно считать перспективным диагностическим методам, который может помочь специалистам в дифференциальной диагностике злокачественных новообразований кожи.
Ключевые слова: онкофлуориметрия, флуориметр, базалиома, диагностика.
ONCOFLUORIMETRY AS AN ADDITIONAL TOOL IN THE DIAGNOSIS OF SKIN
TUMORS
Olisova O. Yu.1, Pritulo O. A.2, Kirilyuk T. I.1
1Sechenov University, Moscow, Russia
institution «Medical Academy named after S.I. Georgievsky» of Vernadsky CFU, Simferopol, Russia
SUMMARY
Among skin tumors, a special place is occupied by malignant neoplasms: basal cell carcinoma, squamous cell carcinoma, melanoma. Often, it is an extremely difficult diagnostic task to accurately determine the malignancy of the formation and the type of cancer in the early stages. And although in the arsenal of specialists there are a number of tools for diagnosing such tumors, they all have limited sensitivity and specificity. The focus of modern medicine on the search for fast, sensitive, specific and non-invasive additional diagnostic methods stimulates the development and implementation of new methods for solving problems of this kind. One of the promising areas that will potentially allow specialists to identify the benign or malignant process in the early stages is the method of oncofluorimetry. A fundamentally new method based on the ability of a photosensitizer (gel for external application based on ytterbium porphyrin complexes) to selectively accumulate in malignant cells. Highly selective accumulation of molecules in cells is captured by an apparatus - a fluorometer. The obtained data are displayed in a specially designed program for research in digital and graphic form. The aim of this work was to
study the effectiveness of oncofluorimetry in patients with basal cell carcinoma. The study included 32 patients with a diagnosis of basal cell carcinoma, which was histologically verified. All patients underwent the following examinations: visual examination of the skin and neoplasms, dermatoscopy, oncofluorimetry, histological examination of tissues. The study found that the average age of patients with basal cell carcinoma was 62 years, which coincides with the global statistics for this nosology. And the average duration of the existence of education according to anamnestic data is slightly more than 2 years. The conducted oncofluorimetric study showed a twofold predominance of fluorescence intensity in pathologically altered foci with an applied photosensitizer over an area of adjacent healthy tissue with a photosensitizer. Statistical differences are significant (p <0.05). Based on the results of the data obtained, the oncofluorimetry method can be considered a promising diagnostic method that can help specialists in the differential diagnosis of malignant skin neoplasms.
Key words: oncofluorimetry, fluorimeter, basal cell carcinoma, diagnostics.
Злокачественные опухоли кожи уже многие годы занимают ведущее место по числу выявленных случаев. По данным ВОЗ за 2020 год было выявлено 1.20 миллиона случаев рака кожи [1]. В настоящий момент общепринятым считается, что порядка 30-50% злокачественных опухолей поддаются профилактике путем исключения факторов риска и правильной с научной точки зрения стратегией объема и порядка проведения профилактических мероприятий.
Базальноклеточный рак кожи или базалиома является одной из наиболее распространенных опухолей человека, составляя до 75% всех эпителиальных злокачественных новообразований кожи [2]. Базалиома - опухоль с местно деструктивным медленным распространением, метаста-зирование - относительно редкое явление [3]. Как правило, это заболевание встречается у лиц старше 50 лет. Постоянный рост числа случаев базалиомы связан как со старением населения, так и с улучшением функционирования диагностической направленности в медицинских организациях, высокой онкологической настороженностью врачей.
Ведущую роль в снижении смертности от онкологических заболеваний отводят выявлению рака на ранних стадиях и предоставлению пациентам соответствующего лечения. Однако, проблема дифференциальной диагностики образований на ранних стадиях остается сложной задачей для специалиста. Классический визуальный осмотр образований обязательно должен дополняться проведением дермаскопии элементов, особенно, при подозрении на потенциальную злокачественность процесса.
Дерматоскопия - наиболее распространенный неинвазивный метод исследования пигментных и непигментных образований кожи. Дерматоскопия значительно повышает вероятность выявления злокачественного образования по сравнению с осмотром невооруженным глазом и позволяет обнаружить его уже на ранней стадии, что, несомненно, положительно влияет на прогноз для пациента [4]. Широкое практическое использование метода объясняется достаточной точностью, скоростью, простотой в использовании и доступностью ме-
тода. Метод дает возможность повысить чувствительность и специфичность при диагностике ме-ланомы, базалиомы, плоскоклеточного рака кожи, но его эффективность так же зависит от опыта и квалификации врача. Опубликованы данные, подтверждающие, что чувствительность метода выше у дерматолога, имеющего опыт проведения дерматоскопии более 5 лет (92%), чем у неопытного клинициста (69%), специфичность метода в руках опытного дерматолога (99%) выше, чем у дерматолога без опыта (94%) [5]. В ряде случаев даже специалисты, имеющие большой опыт сталкиваются со сложностями в проведении дифференциальной диагностики между атипичными (диспластическими) невусами и меланомой in situ. Безусловно, дополнительные методы неин-вазивной диагностики оказывают существенную помощь специалисту, например, конфокальная лазерная сканирующая микроскопию (CLSM), оптическая когерентная томография (ОКТ), сиа-скопия. Однако, эти методы имеют ограниченную чувствительность и специфичность, относительную дороговизну, сложности проведения и интерпретации результатов [6; 7].
Перспективным аппаратным неинвазивным методом исследования может стать онкофлуори-метрия. Это двухэтапное исследование, которое можно использовать в качестве дополнительного инструмента для дифференциальной диагностики в сомнительных случаях. Первый этап исследования предполагает нанесение специфического геля на кожу пациента. Основу геля составляют иттербиевые комплексы порфирина (ИКП), показывающие хорошую тропность к клеткам опухолевой ткани [8]. Качественное отличие данных комплексов заключается так же в отсутствии фототоксического влияния на ткани, что является их значимым преимуществом перед фотосенсибилизаторами, используемыми при фотодинамической терапии. Активным компонентом геля является 2,4-диметоксигематопорфирина IX, соединение, которое облучается светом ближнего ИК-диапазона [9]. Именно в ближнем ИК-диапазоне собственная люминесценция тканей минимальна [10]. Патологически измененные ткани показывают почти в три раза большую интенсивность лю-
2022, том 25, № 1
минесценции, чем здоровые участки. Оптимальное высчитанное время экспозиции геля на коже составляет от 30 до 40 минут. Изучение особенностей люминесценции показывает, что практически отсутствует тушение люминесценции, поэтому образование синглетного кислорода сведено к минимуму, на практике это дает возможность не повреждать клетки и ткани, которые накопили препарат [11]. Малая фототоксичность - однозначное преимущество данного препарата при его использовании как диагностического маркера, обладающего люминесцентными свойствами.
Цель данной работы - изучение эффективности использования метода онкофлуоримерии в практической деятельности специалиста как вспомогательной неинвазивной методики для диагностики злокачественных изменений кожи.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
В исследование включено 32 пациента с диагнозом: базальноклеточный рак кожи. Все пациенты имели поверхностную форму базалио-мы кожи. Средний возраст пациентов составил 62,0±9,8 года. К возрастной категории 40-60 лет относилось 37,5%, к категории 61-80 лет - 62,5 % пациентов. Из них 20 - женщины, 12 - мужчины. Исследование проводилось на базе клиники кожных и венерических болезней им. В.А. Рахманова ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова». Все пациенты, включенные в исследование, подписывали информированное согласие, проводился тщательный сбор анамнестических данных, визуальный осмотр кожных покровов, проводилась прицельная дерматоскопия подозрительных образований, а затем был выполнен метод исследования - онкофлуориметрия.
Метод онкофлуориметрии предполагает использование специального прибора - онкофлу-ориметра, измеряющего интенсивность флуоресценции клетками в ближнем инфракрасном диапазоне. Для диагностики меланоцитарных образований кожной локализации был использован гель «Флюороскан» (№ РОСС RU.0001.510608.): который наносился на видимо неизмененную и измененную кожу, где предполагалась локализация патологического процесса. После экспозиции геля на коже параметры образований анализировались на аппарате - онкофлуориметре (разработка Фрязинского филиала Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН).
Предварительно выделялось три участка кожных покровов: видимо измененный (локализация потенциально злокачественного процесса) с гелем, без видимых изменений с гелем, участок здоровой ткани без изменений и без геля. Время экспозиции геля на коже пациента составило 30
минут. Затем выполнялся аппаратный замер интенсивности флюоресценции трех обозначенных зон. После исследования смыв геля проводился физиологическим раствором.
При наличии дерматоскопических критериев базалиомы образование иссекалось в пределах видимо здоровых тканей. Далее материал отправлялся на гистологическое исследование.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Все пациенты в исследовании имели гистологически верифицированную базалиому кожи. По результатам собранного анамнеза было установлено, что средняя длительность существования образования на коже пациента 2,1±1,1 года. У двух пациентов наблюдался рецидив базалиомы. Один пациент в исследовании имел 3 базалиомы с локализацией в верхней части туловища. Преимущественное расположение злокачественного процесса - следующие анатомические зоны: у 25 пациентов образование располагалось на лице или волосистой части головы/ушных раковинах/ шее, у 6 - туловище, 1 пациент в исследовании был с базалиомой на верхней конечности.
При проведении прицельной дерматоскопии у всех пациентов были выявлены те или иные критерии базалиомы кожи: гомогенные участки белого, красного цвета, эрозии и изъязвления, короткие тонкие телеангиэктазии, древовидно ветвящиеся сосуды, серо-голубые зоны, полиморфные сосуды в виде неровных линий, точек и шпилек.
После 30-минутной экспозиции геля на коже в выделенных зонах проводилось измерение интенсивности флуоресценции в ближнем инфракрасном диапазоне (спектральный диапазон измерений 900-1100 нм).
В ходе исследования установлена хорошая переносимость геля. Нежелательных явлений при нанесении геля на кожу отмечено не было.
При исследовании видимо измененных участков средние показатели флуюресценции составили 7,46±0,68 мВ. Анализ зон с гелем, но без видимой патологии показал среднее значение флуоресценции 3,9±0,87 мВ. Контрольный участок без геля и без патологического процесса демонстрировал средний показатель люминесценции на уровне 0,67±0,19 мВ (Таблица 1). В исследовании установлена в среднем двухкратная разница между участками с патологическими изменениями и зонами без распространения злокачественного процесса. Данные статистические различия являются достоверными р<0,05.
ОБСУЖДЕНИЕ
Базальноклеточный рак кожи - одно из наиболее часто встречаемых злокачественных заболеваний кожи. Однако, в ряде случаев не сразу удается
Интенсивность флуоресценции
7Г46
3,9
0,67
Пэтол.изм. с галем Зрор.ктка с гал&л Ктфпл» (здоровая
кошайеа гели)
■ Интенсивность флуоресценции
правильно поставить диагноз. Как и при других видах рака кожи (или других локализаций) потеря времени при выставлении диагноза оттягивает процедуру удаления образования и ухудшает прогноз для пациента. Хотя данный тип рака характеризуется относительно редким метастазирова-нием, особенности типичной локализации и мест-нодеструирующего роста образования диктуют необходимость его раннего выявления. Не всегда специалисту удается обнаружить дерматоскопиче-ские критерии образования или у неопытных специалистов возникают сложности с интерпретацией наблюдаемой визуально и дерматоскопически картиной. Помочь в решении диагностической задачи в перспективе может метод онкофлуориметрии благодаря высокой селективности поглощения ит-тербиевых комплексов порфирина злокачественно трансформированными клетками. Что особенно важно в сложных случаях на ранних стадиях болезни, когда видимые или четкие критерии, которые бы позволили выставить диагноз отсутствуют или являются сомнительными.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Метод онкофлуориметрии показывает высокую селективность в отношении злокачественно измененных участков кожи и показательную контрастность с сравнении с неизмененными соседними зонами кожи. Этот неинвазивный способ диагностики злокачественных новообразований может стать новым вспомогательным инструментом для специалистов при диагностике злокачественных новообразований кожи. Данный метод не является окончательным способом постановки диагноза -базалиома кожи, а является лишь дополнительным методом, позволяющим определить наличие злокачественно трансформированных клеток благодаря большей интенсивности флуоресценции в сравнении со здоровой кожей, данные участки в дальнейшем требуется иссечь для гистологической верификации диагноза, который предварительно выставляется по анамнестическим данным, объективному осмотру, дер-матоскопическому исследованию, онкофлуориме-трическому исследованию.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Conflict of interest. The authors have no conflict of interests to declare.
ЛИТЕРАТУРА
1. Всемирная организация здравоохранения [Электронный ресурс]. -Режим доступа: https:// www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/ cancer. - 03.03.2021.
2. Rogers H. W., Weinstock M. A., Feldman S. R., Coldiron B. M. Incidence Estimate of Nonmelanoma Skin Cancer (Keratinocyte Carcinomas) in the US Population, 2012. JAMA Dermatol. 2015;151:1081. doi: 10.1001/jamadermatol.2015.1187.
3. Marzuka A. G., Book S. E. Basal cell carcinoma: pathogenesis, epidemiology, clinical features, diagnosis, histopathology, and management. Yale J Biol Med. 2015;88(2):167-179.
4. Wolner Z. J., Yelamos O., Liopyris K., Rogers T., Marchetti M. A., Marghoob A. A. Enhancing Skin Cancer Diagnosis with Dermoscopy. Dermatol Clin. 2017 Oct;35(4):417-437. doi:10.1016/j. det.2017.06.003.
5. Piccolo D., Ferrari A., Peris K., Diadone R., Ruggeri B., Chimenti S. Dermoscopic diagnosis by a trained clinician vs. a clinician with minimal dermoscopy training vs. computer-aided diagnosis of 341 pigmented skin lesions: a comparative study. Br J Dermatol. 2002 Sep;147(3):481-6.
6. Shu X., Beckmann L., Zhang H. Visible-light optical coherence tomography: a review. J Biomed Opt. 2017;22(12):1-14. doi:10.1117/1. JB0.22.12.121707
7. Sattler E., Kästle R., Welzel J. Optical coherence tomography in dermatology. J Biomed Opt. 2013 Jun;18(6):061224.8. Delaney Y. M., Oyinloye A., Benjamin L. Nd: YAG vitreolysis and pars plana vitrectomy: surgical treatment for vitreous floaters. Eye. 2002;16(1):21-26. doi:10.1038/sj.eye.6700026
8. Zhang T., Chan C. F., Lan R., Li H., Mak N. K., Wong W. K, Wong K. L. Porphyrin-based ytterbium complexes targeting anionic phospholipid membranes as selective biomarkers for cancer cell imaging. Chem Commun (Camb). 2013 Aug 21;49(65):7252-4. doi: 10.1039/c3cc43469a.
9. Румянцева В. Д., Щелкунова А. Е., Горшкова А. С., Алексеев Ю. В., Шилов И. П., Иванов А. В., Давыдов Е. В., Миронов А. Ф. Иттербиевые комплексы порфиринов и их применение в медицине. Тонкие химические технологии. 2017;12(2):72-80. doi: 10.32362/2410-6593-2017-12-2-72-80
10. Hu J. Y., Ning Y., Meng Y. S., Zhang J., Wu Z. Y., Gao S., Zhang J. L. Highly near-IR emissive ytterbium(iii) complexes with unprecedented quantum yields. Chem Sci. 2017 Apr 1;8(4):2702-2709. doi: 10.1039/c6sc05021b.
2022, TOM 25, № 1
11. Alekseev Y V., Rumyantseva V. D., Gorshkova A. S., Shchelkunova A. E., Shilov I. P., Ivanov A. V. Luminescent diagnostics of skin defects in the near-infrared range. J Biomed Opt. 2017 Sep;22(9):1-7. doi: 10.1117/1.JBO.22.9.098001.
REFERENCES
1. World Health Organization [Electronic resource]. - Access mode: https://www.who.int/ru/ news-room/fact-sheets/detail/cancer. - 03.03.2021.
2. Rogers H. W., Weinstock M. A., Feldman S. R., Coldiron B. M. Incidence Estimate of Nonmelanoma Skin Cancer (Keratinocyte Carcinomas) in the US Population, 2012. JAMA Dermatol. 2015;151:1081. doi: 10.1001/jamadermatol.2015.1187.
3. Marzuka A. G., Book S. E. Basal cell carcinoma: pathogenesis, epidemiology, clinical features, diagnosis, histopathology, and management. Yale J Biol Med. 2015;88(2):167-179.
4. Wolner Z. J., Yélamos O., Liopyris K., Rogers T., Marchetti M. A., Marghoob A. A. Enhancing Skin Cancer Diagnosis with Dermoscopy. Dermatol Clin. 2017 Oct;35(4):417-437. doi:10.1016/j. det.2017.06.003.
5. Piccolo D., Ferrari A., Peris K., Diadone R., Ruggeri B., Chimenti S. Dermoscopic diagnosis by a trained clinician vs. a clinician with minimal dermoscopy training vs. computer-aided diagnosis of 341 pigmented skin lesions: a comparative study. Br J Dermatol. 2002 Sep;147(3):481-6.
6. Shu X., Beckmann L., Zhang H. Visible-light optical coherence tomography: a review. J
Biomed Opt. 2017;22(12):1-14. doi:10.1117/1. JBO.22.12.121707
7. Sattler E., Kästle R., Welzel J. Optical coherence tomography in dermatology. J Biomed Opt. 2013 Jun;18(6):061224.8. Delaney Y. M., Oyinloye A., Benjamin L. Nd: YAG vitreolysis and pars plana vitrectomy: surgical treatment for vitreous floaters. Eye. 2002;16(1):21-26. doi:10.1038/sj.eye.6700026
8. Zhang T., Chan C. F., Lan R., Li H., Mak N. K., Wong W. K, Wong K. L. Porphyrin-based ytterbium complexes targeting anionic phospholipid membranes as selective biomarkers for cancer cell imaging. Chem Commun (Camb). 2013 Aug 21;49(65):7252-4. doi: 10.1039/c3cc43469a.
9. Rumyantseva V. D., Shchelkunova A. E., Gorshkova A. S., Alekseev Yu. V., Shilov I. P., Ivano A. V., Davydov E. V., Mironov A. F. Ytterbium porphyrins complexes and their application in medicine. Fine Chemical Technologies. 2017;12(2):72-80. (In Russ.). 10. Hu J. Y., Ning Y., Meng Y. S., Zhang J., Wu Z. Y., Gao S., Zhang J. L. Highly near-IR emissive ytterbium(iii) complexes with unprecedented quantum yields. Chem Sci. 2017 Apr 1;8(4):2702-2709. doi: 10.1039/c6sc05021b.
11. Alekseev Y. V., Rumyantseva V. D., Gorshkova A. S., Shchelkunova A. E., Shilov I. P., Ivanov AV. Luminescent diagnostics of skin defects in the near-infrared range. J Biomed Opt. 2017 Sep;22(9):1-7. doi: 10.1117/1.JBO.22.9.098001.
