Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Поздние лучевые повреждения мягких тканей и методы их лечения (обзор литературы) 11
1.1 Введение 11
1.2 Этиология. Радиофизический и радиобиологический эффект ионизирующего излучения 12
1.3 Особенности патогенеза местных лучевых повреждений 15
1.4 Клиническая картина поздних лучевых повреждений кожи и подкожно-жировой клетчатки. 20
1.5 Дифференциальная диагностика радиоиндуцированного фиброза 22
1.6 Лечение лучевых повреждений мягких тканей 23
1.6.1 Медикаментозное лечение 23
1.6.2 Гипербарическая оксигенация 24
1.6.3 Методы хирургического лечения 25
1.6.4 Аутотрансфер жировой ткани 27
1.7 Заключение 31
Глава 2 Материал и методы исследования 33
2.1 Клиническая оценка аутотрансфера жировой ткани у больных раком молочной железы после лучевой терапии и хирургического лечения 34
2.2 Этапы проведения аутотрансфера жировой ткани 38
2.3 Морфологическая оценка тканей до и после процедуры аутотрансфера жировой ткани у больных раком молочной железы после лучевой терапии и хирургического лечения 42
2.4 Оценка транскутанного кислорода в зоне радиоиндуцированного фиброза у больных раком молочной железы 43
2.5 Оценка безопасности и риск возможных осложнений аутотрансфера жировой ткани 46
2.6 Методы статистического анализа 47
Глава 3 Результаты малоинвазивного метода лечения поздних лучевых повреждений мягких тканей грудной стенки у больных раком молочной железы 49
3.1 Результаты влияния аутотрансфера жировой ткани на клинические особенности поздних лучевых повреждений у больных раком молочной железы после хирургического этапа лечения 49
3.1.1 Влияние аутотрансфера жировой ткани нa болевой синдром у пациентов с поздними лучевыми повреждениями мягких тканей грудной стенки 49
3.1.2 Влияние аутотрансфера жировой ткани на лимфедему верхней конечности и молочной железы на стороне с поздними лучевыми повреждениями мягких тканей. 50
3.1.3 Влияние аутотрансфера жировой ткани на чувствительность на стороне с поздними лучевыми повреждениями мягких тканей. 51
3.2 Результаты морфологической оценки тканей до- и после аутотрансфера жировой ткани у больных раком молочной железы, получившихлучевую терапиию и хирургическое лечение. 54
3.3 Результаты оценки показателей транскутанного кислорода ТсРО2 в коже зоны радиоиндуцированного фиброза мягких тканей грудной стенки у больных раком молочной железы 60
3.4 Результаты оценки безопасности и риска возможных осложнений аутотрансфера жировой ткани 62
Заключение 66
Выводы 70
Практические рекомендации 72
Перспективы дальнейшей разработки темы 73
Список условных сокращений 74
Список литературы 75
Приложение 88
Приложение А (справочное). Шкала LENT-SOMA-критерии оценки лучевой терапии рака молочной железы 88
- Особенности патогенеза местных лучевых повреждений
- Аутотрансфер жировой ткани
- Оценка транскутанного кислорода в зоне радиоиндуцированного фиброза у больных раком молочной железы
- Результаты оценки безопасности и риска возможных осложнений аутотрансфера жировой ткани
Особенности патогенеза местных лучевых повреждений
Радиочувствительность разных тканей и клеток в организме зависит от их пролиферативной активности и дифференцировки. С учетом радиочувствительности выделяют следующие типы клеток:
1) вегетативные интермитотические (наиболее чувствительные);
2) дифференцирующиеся интермитотические (сравнительно чувствительные);
3) мультипотентные (менее чувствительные, чем клетки предыдущих двух типов);
4) реверсивные постмитотические (относительно радиорезистентные);
5) фиксированные постмитотические (наиболее резистентные) (Вишневская Е.Е. и др., 1994; Васильченко М.В., 1995; Foray N. et al., 2016; Nagle P.W. et al., 2016; Britel М. et al., 2018).
При лечении РМЖ как хирургическим, так и лучевым методом возникает повреждение тканей с последующим рубцеванием. Процесс заживления тканей начинается сразу после их повреждения и проходит через три фазы, а именно: воспалительную, пролиферативную и фазу созревания.
В процессе заживления ран основным источником синтеза коллагена являются фибробласты, цитокины, в частности интерлейкины 1 и 8, хемотаксис, а также различные факторы роста: эндотелия сосудов (VEGF), клеточного роста (TGF), бета-фактор роста фибробластов (-FGF), PDGF – фактор тромбоцитарного роста и др. (рисунок 2). Факторы роста и цитокины синтезируются макрофагами и тромбоцитами после миграции в раневое ложе в воспалительной фазе заживления (Scheithauer M. et al., 2003; Alsner J. et al., 2008; Reinke J.M. et al., 2012).
После хирургического лечения по поводу РМЖ заживление ран проходит в упорядоченной последовательности клеточных взаимодействий под воздействием цитокинов, факторов клеточного роста. При комбинированном (операция + ЛТ) лечении РМЖ ионизирующее излучение нарушает эту высокоорганизованную последовательность и впоследствии усугубляет и изменяет течение рубцовой трансформации, увеличивая частоту развития РИФ (Вишневская Е.Е. и др., 1994; Васильченко М.В., 1995; Sullivan B. et al., 2003; Dormand E.L. et al., 2005; Haubner F. et al., 2012).
Патогенез РИФ в современной литературе рассматривается с нескольких позиций. Согласно одной из них, основной причиной патогенеза РИФ является ЛП капилляров под воздействием ионизирующего излучения, когда в наибольшей степени повреждается эндотелий. Это приводит сначала к функциональным нарушениям микроциркуляции и гипоксии облученной ткани, а впоследствии – к морфологическим изменениям в клетках и формированию поздних проявлений лучевого воздействия в виде фиброза и склероза, которые сами непосредственно влияют на нарастание гипоксии в пораженных участках, образуя порочный круг (Цыб А.Ф., 1985; Вишневский А.А. и др., [Электронный ресурс]; Withers H.R. et al., 1980; Alsner J. et al., 2008; Bourqier C. et al., 2011; Reinke J.M. et al., 2012; Subramania L. et al., 2012; Pak L. et al., 2016).
По другой теории ведущим фактором патогенеза РИФ выступает лучевое поражение одной или нескольких популяций клеток паренхимы облученной ткани. В обычных условиях регенераторная система клеток организма обеспечивает состояние устойчивого равновесия клеточных популяций и, в случае гибели или миграции популяции, синтезирует новые элементы, восстанавливая уровень их численности. При воздействии ионизирующего излучения характер лучевых реакций (ЛР) тканей является отражением пролиферативной способности клеток-мишеней. Органы и ткани, содержащие вегетативные и дифференцирующиеся интермитотические клетки, отвечают на облучение острыми реакциями. В остальных видах клеток изменения менее выражены или отсутствуют. Таким образом, развивающиеся в процессе облучения или сразу после его окончания ЛР характерны для быстро обновляющихся тканей, а сроки их проявления и тяжесть определяются скоростью репопуляции и радиочувствительностью клеток. В частности, при облучении кожи (образец быстро обновляющихся тканей) уменьшается число стволовых клеток, относящихся к категории вегетативно интермитотических, затем снижается число более дифференцированных клеток (дифференцирующихся интермитотических и фиксированных постмитотических), в дальнейшем отмечаются разрыв базальной мембраны, нарушение местного кровотока и изменения в стенках сосудов. При незначительных дозах облучения патологический процесс, обусловленный ЛТ, постепенно стихает, а количество стволовых клеток восстанавливается с последующей дифференцировкой (Курпешев О.К., 1984; Epstein J.B. et al., 1997; Kim J.H. et al., 2013).
Когда поглощенная доза превышает толерантность тканей к ионизирующему излучению, возникает целый ряд радиоиндуцированных нарушений, приводящих к разрастанию соединительной ткани и образованию участков с обширной рубцовой трансформацией. Согласно обеим описанным теориям, разрастание соединительной ткани рассматривается как отсроченный во времени процесс и ей отводится заместительная роль. Однако структурные и функциональные свойства различных элементов соединительной ткани подвергаются изменениям задолго до гистологически обнаруживаемых признаков развития фиброза. Основным пусковым механизмом в процессе развития местных ЛП считается повреждение фибробластов, особенно молодых, быстро делящихся популяций, которые являются основным структурным элементом соединительной ткани. Внимание исследователей привлекает как прямое воздействие ЛТ на фибробласт, так и влияние на него окружающих клеток и факторов во время облучения. Фибробласты играют ключевую роль в заживлении ран путем осаждения и ремоделирования коллагеновых волокон, а в облученной ткани структура этих волокон становится неорганизованной за счет возможного нарушения регуляции матричных металлопротеиназ (Johnson L.B. et al., 2005; Medrado A.P. et al., 2008).
Исследования показали, что вызванный облучением фиброз представляет собой бесконечный процесс рубцевания, ключевую роль в котором играет особый тип фибробластов – миофибробласты (Wang B. et al., 2020).
В настоящее время причины активации фибробластов при фиброзе являются основным вопросом в данной области исследований. При обычном заживлении ран фибробласты активируются на определенное время, превращаются в миофибробласты, а те в свою очередь синтезируют коллагеновый матрикс. При РИФ сигналы, влияющие на формирование коллагенового матрикса, продуцируются постоянно (рисунок 3). Эти постоянные сигналы могут приводить к аномальному образованию цитокинов и факторов роста, что вызывает хроническую, длительно поддерживающуюся активацию миофибробластов, которая и приводит к развитию фиброза (Hunt T.K. et al., 1984; Wazer D.E. et al., 1992; Border W. et al., 1995; Rubin R. et al., 1995; Herskind C. et al. 1998; Fakhrzadeh L. et al., 2004; Hymes S.R. et al., 2006).
В последние несколько лет по результатам ряда исследований была выдвинута гипотеза, что степень ЛП мягких тканей при РМЖ может быть обусловлена генетическими изменениями, связанными в первую очередь с генами повреждения репарации, воспалительными генами цитокинов, генами регуляции клеточного цикла и антиоксидантного ответа. И вариация в этих радиочувствительных генах может изменить тяжесть ЛП и иметь клиническую значимость (Alsner J. et al., 2008; Mumbrekar K.D. et al., 2017).
Аутотрансфер жировой ткани
Аутотрансфер жировой ткани – это малоинвазивный хирургический метод перемещения собственной жировой ткани пациента из зон избыточного накопления (донорские зоны) в другие анатомические области его тела (реципиентная зона).
История использования жировой ткани как аутотрансплантата начинается со второй половины XIX в. Известный немецкий хирург Густав Адольф Нойбер (Gustav Adolf Neuber) в 1893 г. описал клинический случай успешной пересадки собственной жировой ткани пациента из области верхней конечности в область орбиты для устранения дефекта после перенесенного остеомиелита (Russo A.L. et al., 2013). Другой известный немецкий хирург Винсент Черни (Vincenz Cherny) в 1895 г. сообщил об успешной пересадке доброкачественной опухоли из жировой ткани (липома) с ягодичной области в область молочной железы для замещения дефекта, который образовался после частичной ее резекции (цит. по Зикиряходжаев А.Д. и др., 2015).
Однако первый общепринятый стандарт АТЖТ как технологии был установлен лишь в 80-х годах прошлого столетия командой под руководством американского хирурга Сидни Коулмана (Sydney Сoleman). После предварительной инфильтрации раствором Кляйна подкожно-жировой клетчатки донорской зоны делается небольшой разрез кожи и с помощью канюли, присоединенной к шприцу, производится забор аутотрансплантата. Во время проведения аутотрансфера жировой ткани очень важно минимизировать травматизацию жировой ткани. Далее необходимо отделить липоаспират от жидкостного компонента (центрифугированием, отстаиванием) и с помощью шприца, через канюлю, малыми порциями тоннельным методом ввести жир в реципиентную зону (Любота Р.В. и др., 2014; Coleman S.R., 2006). На сегодняшний день используются различные методики и технологии как в приготовлении, так и во введении жирового аутотрансплантата. Разработан метод водоструйной липосакции, позволяющий аккуратно осуществлять забор жировой ткани с минимальной ее травматизацией с помощью аппарата Body Jet (Human Med AG, Германия). По утверждению авторов разработки, водный раствор мягко вымывает жир без повреждения более плотных структур. Гистологическое исследование удаленного жира показало, что в аспирате не происходит массового разрушения или деформации клеток. По результатам АТЖТ с помощью аппарата Body Jet в период наблюдения от полугода до двух лет отмечался хороший эстетический эффект, подтвержденный результатами волюметрических, ультразвуковых и рентгенологических методов исследований (Зикиряходжаев А.Д. и др., 2015).
В 1999 г. американский пластический хирург Роджер К. Хури (Roger K. Khouri) предложил применение системы BRAVA (вакуумная экспансия тканей) в целях подготовки реципиентной зоны для последующего АТЖТ молочных желез. Данный способ, по утверждению автора, позволяет выполнять реконструкцию молочных желез без использования имплантатов и перемещенных кожно-мышечных лоскутов. Автором проведено исследование комбинированного применения системы BRAVA и АТЖТ у 488 женщин, перенесших 99 лампэктомий, 87 одномоментных и 430 отсроченных реконструкций молочных желез. По результатам исследования была доказана эффективность и безопасность данного малоинвазивного метода, способного стать альтернативным при реконструкции молочных желез (Khouri R.K. et al., 2015).
В проведенных исследованиях, описанных в литературе, потеря объема жировой ткани может составлять до 70% в течение полугода после АТЖТ, и нет абсолютных данных о приживлении пересаженной жировой ткани в процентном соотношении. Это свидетельствуют об отсутствии стандартизации технологии аутотрансплантации жировой ткани (Любота Р.В. и др., 2014; Coleman S.R., 2006; Illouz Y.G. et al, 2009; Butler M.J., 2011; Schultz I. et al., 2012).
С учетом частичной потери пересаженной жировой ткани для достижения требуемого результата в ряде случаев АТЖТ проводят повторно. АТЖТ используется в пластической и реконструктивной хирургии молочных желез для улучшения эстетических результатов с целью коррекции объема, формы, контуров или восполнения дефицита мягких тканей тех анатомических областей тела, где это необходимо (Любота Р.В. и др., 2014; Bircoll М., 2008).
В последние несколько лет интерес к аутотрансплантации жировой ткани стали проявлять и врачи других специальностей (онкологи, комбустиологи) рассматривающие собственную жировую ткань не только как материал для улучшения эстетических результатов, но и как элемент лечебной процедуры, который может улучшить качество близлежащих тканей в зоне введения.
Жировая ткань – это высокоспециализированная разновидность соединительной ткани организма человека, выполняющая несколько функций (термоизоляция, источник энергии, соединение между собой органов и тканей, обеспечение механической защиты внутренних органов, источник выработки эндогенных гормонов). По типу жировой ткани различают бурую и белую, по локализации жира – подкожно-жировой и висцеральный.
В клетке основное пространство занимает жировая капля (90%) с оттесненным к периферии ядром. Адипоциты удерживаются рыхлой соединительный тканью, имеющей в составе коллаген, ламинин и фибронектин. Этот внеклеточный матрикс соединяет между собой адипоциты, образуя дольки. В жировой ткани содержатся и другие клеточные элементы – это стромально-сосудистые клетки, которые включают эндотелиальные клетки, гладкомышечные клетки, фибробласты, клетки крови и клетки-предшественники жировой ткани (преадипоциты) (Lanza R.P. et al., 2000; Patrick C.W., 2004; Butler M.J., 2011).
Согласно нескольким теориям патогенеза, ЛП кожи и подкожно-жировой клетчатки вызывает:
1) дефицит вегетативных и дифференцирующих интермитотических клеток, в частности фибробластов;
2) дезорганизацию коллагеновых волокон в зоне облучения;
3) нарушение микроциркуляции и гипоксию в зоне повреждения. С учетом сказанного, введение аутотрансплантата жировой ткани в проблемную облученную зону может стать источником восполнения данной группы клеток (вегетативных и дифференцирующих интермитотических) и клеточных факторов, которые содержатся в стромально-васкулярной фракции, а адипоциты при лучевых фиброзах подкожно-жировой клетчатки способны быть источником восполнения дефицита самой жировой ткани (Васильев В.С. и др., 2013; Сimble J., 2003).
В 2007 г. итальянский хирург Джино Риготти (Gino Rigоtti) в нескольких исследованиях по изучению эффективности АТЖТ у больных РМЖ получил значительный терапевтический эффект у 20 больных РМЖ с постлучевыми осложнениями. Им было доказано, что после АТЖТ восстанавливается кровоснабжение в области поврежденных мягких тканей (Зикиряходжаев А.Д. и др., 2017; Rigotti G., 2007).
В 2011-2012 гг. Августин Бруно (Agostino Bruno) и Джанкарло дель Санти (Giancarlo delli Santi) провели клинико-морфологическую и иммуногистохимическую оценку АТЖТ постожоговых рубцов, где описали изменение морфологической картины и данных иммуногистохимического анализа после проведенного АТЖТ (изменение активности VEGF и TGF-бета, Ki 67 и др.) (рисунок 5). Они пришли к выводу, что АТЖТ позволяет резко изменить статус поврежденной ткани, делая ее более похожей на здоровую с точки зрения гистологии (Bruno A. et al., 2013).
По утверждению исследователя Дайсуке Мацумото (Daisuke Matsumoto) аутотрансплантат во время липотрансфера необходимо пересаживать по принципу: «чем быстрее, тем лучше», так как комнатная температура и кислород могут негативно влиять на качество стромальных клеток в жировой ткани (Matsumoto D. et al., 2007).
АТЖТ чаще всего проводят под общей анестезией. Выбор зон забора жировой ткани проводится индивидуально для каждой пациентки, в зависимости от комплекции и конституции (подкожно-жировая клетчатка брюшной стенки, поясничной области, латеральная и внутренняя поверхность бедер).
Оценка транскутанного кислорода в зоне радиоиндуцированного фиброза у больных раком молочной железы
Понятие тканевого дыхания включает газообмен, прежде всего кислорода, в микроциркуляторно-тканевых системах и совокупность окислительно восстановительных процессов, протекающих в митохондриях клеток. Основными физиологическими показателями, характеризующими эти процессы, выступают величины расхода и потребления кислорода тканью (Крупаткин А.И., 2012; Топузов Э.Э. и др., 2017).
Под транскутанным кислородом (ТсРО2) понимают данные неинвазивного мониторинга парциального давления кислорода в коже. В отличие от показателей артериального давления и скорости кровотока транскутанный кислород – прямой показатель состояния микроциркуляции, отражающий реальное снабжение кислородом клеток кожи. Изменения показателя парциального давления ТсрO2 свидетельствуют об изменениях его транспортировки и доставки к тканям и помогают выявить проблемы с кровообращением (рисунок 9).
Для подтверждения или исключения ишемии в зоне РИФ грудной стенки впервые определена перфузия кислорода в облученной коже с помощью транскутанного монитора TCM400 (Radiometer, Дания).
С сентября 2016 г. по март 2017 г. на базе ГБУЗ «Ленинградский областной клинический онкологический диспансер» проводились измерения транскутанного локального парциального насыщения тканей кислородом (ТсРО2) в коже зоны оперативного лечения, лучевого воздействия и возникших на этом фоне поздних ЛП в виде РИФ с использованием транскутанного оксиметра TCM 400 (Radiometer, Дания). В группу исследования вошли 19 больных РМЖ (I-IIIB стадии). Cроки окончания проведенной ЛТ у больных, участвующих в исследовании, перед измерением варьировал в пределах от четырех месяцев до года. Возраст пациенток составлял от 29 до 65 лет. В среднем суммарная облучающая доза составляла от 45 до 50 Грей. При сборе анамнеза исключались пациенты с сахарным диабетом. Датчики-анализаторы парциального насыщения тканей кислородом ТсРО2 устанавливались по передней аксиллярной линии в зоне РИФ. Измерение показателей транскутанного парциального давления кислорода ТсРО2 проводилось в сравнении со здоровой, равнозначной, не подвергшейся лучевому воздействию коже (точка по передней аксиллярной линии со здоровой стороны). При выборе места измерения учитывалось место над равномерным капиллярным ложем без крупных вен, дефектов кожи или волосяного покрова и признаков значительного отека окружающих тканей (рисунок 10).
Для получения сравнимых результатов соблюдались следующие условия: 1) окружающая температура соответствовала 21-24 С; 2) пациентам перед обследованием временно отмен прием препаратов и веществ, которые могут воздействовать на сердечно-сосудистую систему; 3) состояние пациентов было стабильным (не проводилось физических нагрузок).
Поздние ЛП располагались на передней грудной клетке – у 11 пациентов (57,8%) и в области молочных желез – у 8 пациентов (42,1%). РИФ у 7 больных РМЖ соответствовал 3 степени (36,8%), у 10 больных – 2 степени (52,6%) и у 2 больных – 1 степени (10,5%).
Для контроля у 7 пациентов дополнительно провели измерение перфузии кислорода в коже через два месяца после аутотрансфера жировой ткани.
Результаты оценки безопасности и риска возможных осложнений аутотрансфера жировой ткани
После проведения дифференциально-диагностических процедур, а именно – ультразвукового исследования с последующей пункционной биопсией, были получены следующие результаты: у 1 пациентки (2,38%) были выявлены гранулемы размерами до 1,0 см, у 4 пациенток (9,52%) – кисты до 1,5 см в диаметре, у 2 пациенток (4,76%) – гранулемы + кисты, у 3 пациенток (7,14%) на месте введения сформировались единичные мелкие кальцинаты и у 1 пациентки (2,38%) – возникло воспаление с последующим некрозом аутотрансплантанта жировой ткани (таблица 12, рисунки 18, 19).
Воспаление сопровождалось локальной гиперемией в области введения жировой ткани, отеком и инфильтрацией, без повышения температуры тела и болевого синдрома. Через шесть месяцев после введения жировой ткани данное воспаление перешло в стадию разрешения с формированием по всей зоне введения аутротрансплантанта жировой ткани множества гранулем. Пациентка в настоящее время находится под наблюдением, и ее состояние удовлетворительное (рисунок 20).
Осложнения, возникающие после процедуры аутотрансфера жировой ткани, а именно: липогранулемы, кисты (рисунки 18, 19) и неспецифическое воспаление, чаще всего, имеют транзиторный характер, не вызывая жизнеугрожающее состояние и существенное снижение качества жизни.
В период с февраля 2015 г. по январь 2018 г. была проведена оценка частоты местных рецидивов в обеих группах исследования (трехлетний безрецидивный период).
В группе аутотрансфера жировой ткани с февраля 2015 г. по январь 2018 г. отмечалось 2 (4,7%) случая возникновения местного рецидива:
1) у пациентки с IIIА стадией трижды - негативным биологическим подтипом РМЖ после мастэктомии и ЛТ (через 14 месяцев после аутотрансфера жировой ткани);
2) у пациентки с I стадией Люминальным B биологическим подтипом РМЖ после ОСО на молочной железе (через 23 месяца после аутотрансфера жировой ткани).
В группе контроля через 12 месяцев после мастэктомии и ЛТ выявлен 1 (2,3%) случай местного рецидива опухоли в зоне послеоперационного рубца у пациентки c люминальным B биологическим подтипом IIIА стадией РМЖ (рисунок 21).
Cтатистически значимой разницы в вероятности рецидива РМЖ в обеих группах исследования не выявлено в течении 36 месяцев наблюдения (=0,31(1),р=0,586(Hazard ratio: 1,98[95% CI:0,18;21,9]).