Способ прогнозирования эффективности пролонгированной лучевой терапии при раке прямой кишки

Изобретение относится к медицине, а именно к онкологии, и может быть использовано в прогнозировании эффективности пролонгированной лучевой терапии при раке прямой кишки для индивидуализации и выбора оптимальной тактики лечения. Сущность изобретения заключаются в том, что в биопсийном материале опухоли прямой кишки до начала курса пролонгированной лучевой терапии и после 10 сеанса лучевой терапии проводят ДНК-цитометрический анализ и определяют индекс пролиферации опухоли. При снижении индекса пролиферации в 1,5 раза и более прогнозируют эффективность проводимой лучевой терапии, сеансы ее продолжают в полном объеме, при снижении индекса пролиферации опухоли менее чем в 1,5 раза прогнозируют недостаточную эффективность лучевой терапии, сеансы которой прекращают. Использование способа позволяет прогнозировать эффективность лучевой терапии, индивидуализировать тактику лечения, улучшить результаты лечения больных, способ прост в исполнении. Способ позволит снизить затраты на неэффективное лечение рака прямой кишки. 2 пр.

 

Изобретение относится к медицине, а именно к онкологии, и может быть использовано в прогнозировании эффективности пролонгированной лучевой терапии при резектабельном раке прямой кишки для индивидуализации и выбора оптимальной тактики лечения.

В настоящее время лучевая терапия стала стандартом комбинированного лечения рака прямой кишки. При этом из существующих видов лучевой терапии (пред- и послеоперационная) наибольшее признание и распространение получила именно предоперационная лучевая терапия. Так, в США с 2004 по 2011 год доля больных, получивших неоадъювантную лучевую терапию, повысилась с 57 до 75%, а доля больных, получивших послеоперационную лучевую терапию, наоборот, снизилась с 39 до 18% (Abrams M.J. The Emerging Non-operative Management of Non-metastatic Rectal Cancer: A population Analysis / M.J. The Emerging Non-operative Management of Non-metastatic Rectal Cancer: A Population Analysis / M.J. Abrams, P.P. Koffer, KL. Leonard et al. // Anticancer Res. - 2016 - Vol. 36. - N4-P. 1699-1702). Такие же тенденции отмечены в странах Европы и в России.

Неоадъювантная лучевая терапия позволяет снизить в 2 раза 5-летнюю частоту рецидивов при раке прямой кишки с 10,9 до 5,6% (Peeters K.С., Marijnen С.А., Nagtegaal I. Detal. The TME trial after a median follow-up jf 6 years increased local control but no survival benefit in irradiated patients with resectable rectal carcinoma. Ann. Surg. 2007; 246:693; Ferrari L. Neoadjuvant chemoradiation therapy and pathological complete response in rectal cancer / L. Ferrari, A. Fichera // Gastroenterol Rep (Oxf)-2015 Vol. 3. - №4 - P.277-88). В крупных рандомизированных исследованиях SRCSG и SRCT, помимо снижения частоты местных рецидивов, выявлено и увеличение на 10% безрецидивной и общей выживаемости больных.

В прошлом веке оценивали реакцию опухоли на лучевую терапию путем динамического наблюдения за больными. При этом изучали размеры новообразования и его подвижность при пальцевом исследовании до начала и в процессе лечения. Полный ответ опухоли на лучевое воздействие оценивали через 3-4 недели после его окончания. Регресс опухоли менее 50% расценивался как относительная радиорезистентность. При уменьшении ткани опухоли более чем на 50% от первоначального размера констатировалась чувствительность опухоли к лучевой терапии (Гарин A.M., Трапезников Н.Н. Новые предложения Всемирной организации здравоохранения по стандартизации оценки лечения онкологических больных. // Вопросы онкологии, 1978).

Однако данный способ не позволяет оценить эффективность лучевой терапии в процессе лечения, а следовательно, внести коррективы в лечение.

В последнее время установлено, что важным прогностическим признаком эффективности лучевой терапии при злокачественных опухолях, в том числе и при раке прямой кишки, является степень регресса опухоли. Так, 3-летняя безрецидивная выживаемость при Dworak 4 составляет 95%, при Dworak 3 - 82%, при Dworak 2 - 64%, а при Dworak 1 - лишь 53% (Мс Coy M.J. Neoadjuvant chemoradiotherapy for rectal cancer: how important is tumor regression? ANZ. J. Surg. - 2015).

Известен способ прогнозирования чувствительности опухоли к лучевой терапии у больных раком прямой кишки (Ванцинова Е.В. Роль предоперационной лучевой терапии в хирургическом лечении рака прямой кишки: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук. Нижний Новгород, 2010; патент на изобретение №2349916 от 20.03.2009). Согласно этому способу, при наличии в биоптатах, взятых из опухоли после 4 сеанса облучения (8 Гр), патоморфоза III-IV степени прогнозируют высокую чувствительность опухоли к облучению, а при наличии изменений, соответствующих I-II степени лечебного патоморфоза, - низкую чувствительность. Наличие патоморфоза III-IV степени определяют при значении площади некроза (% от площади исследуемого материала) >43.8%, количества клеток с необратимыми формами дистрофий >52%, количество митотически делящихся клеток (% от общего количества клеток) <15%, а из них клеток с патологией деления >48%. При площади некроза и количестве клеток с необратимыми формами дистрофий меньше приведенных значений, а количестве митотически делящихся клеток больше таковых - констатировалась I-II степень лучевого патоморфоза.

Описанный способ имеет свои недостатки. Во-первых, степень патоморфоза опухоли зависит от площади некроза, количества клеток с необратимыми формами дистрофий и митотически делящихся клеток. Следовательно, степень патоморфоза опухоли будет меняться в зависимости от того, из какого участка опухоли взят материал на исследование: центральная зона опухоли или ее периферическая часть. Это, в свою очередь, может исказить результаты исследования.

Во-вторых, морфологическое исследование степени патоморфоза опухоли требует определенного объема биопсийного материала, что не всегда возможно выполнить, тем более при лучевой терапии. Кроме того, для возникновения морфологических изменений в ткани опухоли должно пройти достаточно времени, тогда как изменения в клетках опухоли под действием лучевой терапии на молекулярном уровне возникают гораздо раньше.

Достижения фундаментальной онкологии последних лет позволяют оценивать степень регресса опухоли не только на тканевом и клеточном уровне, но и на молекулярном, в том числе и по изменениям ДНК в опухолевых клетках.

Проведенные исследования показали, что лучевая терапия снижает злокачественный потенциал опухоли прямой кишки, что проявляется увеличением частоты опухолей с индексом ДНК до 1,5 в 1,2 раза, снижением частоты опухолей с индексом ДНК выше 1,5 на 10%, снижением доли опухолевых клеток в S-фазе клеточного цикла с 9,98±1,6 до 6,4±0,8% (р<0,05), снижением индекса пролиферации опухоли в 1,6 раза (О.И. Кит, Ю.А. Геворкян, Н.В. Солдаткина, И.А. Новикова, М.А. Гусарева, М.А. Кожушко. Молекулярно-морфологические эффекты предоперационной лучевой терапии крупным фракционированием дозы при раке прямой кишки // Молекулярная онкология. 2016).

Техническим результатом предлагаемого нами изобретения является прогнозирование эффективности пролонгированной лучевой терапии при резектабельном раке прямой кишки для индивидуализации тактики и улучшения результатов лечения больных.

Технический результат достигается тем, что в биопсийном материале опухоли прямой кишки до начала курса пролонгированной лучевой терапии и после 10 сеанса лучевой терапии проводят ДНК-цитометрический анализ и определяют индекс пролиферации опухоли, при снижении индекса пролиферации в 1,5 раза и более прогнозируют эффективность проводимой лучевой терапии, сеансы ее продолжают в полном объеме, при снижении индекса пролиферации опухоли менее чем в 1,5 раза прогнозируют недостаточную эффективность лучевой терапии, сеансы которой прекращают.

Изобретение «Способ прогнозирования эффективности пролонгированной лучевой терапии при раке прямой кишки» является новым, так как оно неизвестно в области медицины при лучевом лечении резектабельного рака прямой кишки, прогнозировании эффективности проводимого лечения.

Новизна изобретения заключается в том, что в биопсийном материале опухоли прямой кишки до начала курса пролонгированной лучевой терапии и после 10 сеанса лучевой терапии проводят ДНК-цитометрический анализ и определяют индекс пролиферации опухоли, при снижении индекса пролиферации в 1,5 раза и более прогнозируют эффективность проводимой лучевой терапии, сеансы ее продолжают в полном объеме, при снижении индекса пролиферации опухоли менее чем в 1,5 раза прогнозируют недостаточную эффективность лучевой терапии, сеансы которой прекращают.

Таким образом, прогнозирование эффективности пролонгированной лучевой терапии при раке прямой кишки способствует индивидуализации тактики лечения, что позволит прекратить неэффективный курс терапии и выполнить без отсрочки оперативное вмешательство, улучшить результаты лечения больных раком прямой кишки.

Способ осуществляется следующим образом.

До начала курса пролонгированной лучевой терапии и после 10 сеанса лучевой терапии больным выполняют ректороманоскопию или фиброколоноскопию и берут биопсийный материал опухоли.

Далее проводят анализ ДНК в свежевзятой ткани опухоли прямой кишки. Мы использовали CycleTEST™ PLUS DNA ReagentKit (кат. №340242, Becton Dickinson).

Подготовка тканей опухоли для цитометрического анализа осуществлялась с использованием дезагрегирующего устройства BD Medimachine. Образец ткани опухоли прямой кишки (10 мм³) измельчался до объема 1-2 мм³ и помещался с 1 мл буфера в медикон. Время дезагрегации составляло 60 секунд. Суспензия извлекалась с помощью шприца и фильтровалась через филкон с 50 мкм порами.

После центрифугирования суспензии 5 минут при 250g концентрация клеток доводилась до миллиона клеток/мл. Образцы (не менее 20000 клеток) после окрашивания пропидиумом йодидом (PI) анализировали на проточном цитофлуориметре BD FacsCantoo II, оборудованном модулем дискриминации дуплетов. Для тестирования и подтверждения оптимальной работы проточного цитометра использовали универсальные биологические частицы DNAQCParticles (BD, кат. №349523).

Полученные данные обрабатывали с помощью компьютерной программы ModFit LT, позволяющей анализировать плоидность и распределение клеток опухоли по фазам клеточного цикла и детализировать число клеток в фазах S и G2+М.

Индекс пролиферации вычисляли как суммарное число клеток опухоли, находящихся в S- и (G2+M)- фазах клеточного цикла.

При снижении индекса пролиферации в 1,5 раза и более прогнозируют эффективность проводимой лучевой терапии, сеансы ее продолжают в полном объеме; при снижении индекса пролиферации опухоли менее чем в 1,5 раза прогнозируют недостаточную эффективность лучевой терапии, сеансы которой прекращают.

Изобретение «Способ прогнозирования эффективности пролонгированной лучевой терапии при раке прямой кишки» является промышленно применимым, так как может быть использовано в медицинских учреждениях онкологического профиля, диспансерах, научно-исследовательских онкологических институтах.

Приводим клинические примеры применения «Способ прогнозирования эффективности пролонгированной лучевой терапии при раке прямой кишки».

Пример №1

Больной Т., 1958 г.р., поступил в отделение абдоминальной онкологии №2 ФГБУ «РНИОИ» Минздрава России 5.04.2016 г. с жалобами на боли при дефекации, примеси крови в кале.

При обследовании: СРКТ ОГК, ОМТ и ОБП от 29.03.2016 г. - легочная ткань без очагов. УЗИ ОБП и ОМТ от 29.03.2016 г. - печень без очаговых изменений. Полип желчного пузыря. Киста правой почки. Гиперплазия, узел средней доли простаты. МРТ ОМТ от 28.03.2016 г. - опухоль прямой кишки 7,5×6,0 см в диаметре. Гистоанализ от 30.03.2016 г. №24126-127/16 - одиночные железы аденокарциномы. Колоноскопия от 24.03.2016 г. - опухоль прямой кишки в 3 см от ануса.

Установлен диагноз: рак прямой кишки T3-4N×M0, ст. 2-3, гр 2.

Консультация радиолога: показана предоперационная пролонгированная лучевая терапия.

Больному с 05.04.16 после топометрической разметки, подготовки, 3Д, дозиметрического планирования, начат предоперационный, пролонгированный курс конформной лучевой терапии, на гамма-терапевтическом аппарате «Тератрон-2», на зону первичного опухолевого распространения (прямая кишка) и регионарный лимфоколлектор (малый таз), в положении больного на спине, в режиме секторного качания 800-2800, полем 13×15 см, на РИО, РОД=2,4 Гр × 5 фракций в неделю.

До начала курса пролонгированной лучевой терапии и после 10 сеанса лучевой терапии больному выполнена ректороманоскопия и взят биопсийный материал опухоли.

Проведен анализ ДНК в свежевзятой ткани опухоли прямой кишки (CycleTESTTMPLUS DMA ReagentKit (кат. №340242, Becton Dickinson). Подготовка тканей опухоли для цитометрического анализа осуществлялась с использованием дезагрегирующего устройства BD Medimachine. Образец ткани опухоли прямой кишки (10 мм3) измельчался до объема 1-2 мм3 и помещался с 1 мл буфера в медикон. Время дезагрегации составляло 60 секунд. Суспензия извлекалась с помощью шприца и фильтровалась через филкон с 50 мкм порами.

После центрифугирования суспензии 5 минут при 250g концентрация клеток доводилась до миллиона клеток/мл. Образцы (не менее 20000 клеток) после окрашивания пропидиумом йодидом (PI) анализировали на проточном цитофлуориметре BD FacsCantoo II, оборудованном модулем дискриминации дуплетов. Для тестирования и подтверждения оптимальной работы проточного цитометра использовали универсальные биологические частицы DNAQCParticles (BD, кат. №349523).

Полученные данные обрабатывали с помощью компьютерной программы ModFit LT.

Индекс пролиферации вычисляли как суммарное число клеток опухоли, находящихся в S- и (G2+M)- фазах клеточного цикла.

До начала курса пролонгированной лучевой терапии индекс пролиферации составил 10,4%, после 10 сеанса лучевой терапии - 6,1%. Результаты исследования показали снижение индекса пролиферации в 1,7 раза.

Больному проведен полный курс лучевой терапии, суммарная доза составила на ложе первичного очага 50 изоГр, зоны регионарного метастазирования 40 изоГр.

Далее проведен перерыв в лечении (7 недель). При осмотре больного перед оперативным вмешательством установлено, что опухоль прямой кишки уменьшилась в размерах до 4,0×1,5 см, увеличилось расстояние от ануса до опухоли с 3,0 до 5,5 см, что свидетельствует о выраженном эффекте проведенной лучевой терапии. Это позволило выполнить больному органосохраняющую операцию - переднюю резекцию прямой кишки с сохранением естественного ануса, хотя до лечения планировалась брюшно-промежностная экстирпация прямой кишки.

Послеоперационный гистоанализ: G2 муцинозная аденокарцинома с прорастанием всех слоев стенки кишки, некрозами, изъязвлением, нагноением. В краях резекции опухоли не обнаружено. В лимфоузлах - фолликулярная гиперплазия, гистиоцитоз.

Больной находится под наблюдением.

Пример №2

Больной А., 1940 г.р., поступил в отделение абдоминальной онкологии №2 ФГБУ «РНИОИ» Минздрава России 12.02.2016 г. с жалобами на боли в области ануса, запоры, наличие крови и слизи в кале (иногда кровь алая со сгустками, позывы на дефекацию до 6 раз в сутки, снижение веса на 6-7 кг за последние 5 месяцев.

При обследовании: СРКТ ОГК, ОБП, ОМТ 27.01.2015: опухоль нижнеампулярного отдела прямой кишки 5,0×3,0 см с инфильтрацией окружающей клетчатки, суживает просвет. Других очаговых образований в грудной клетке, брюшной полости и малом тазу нет.

ФКС 29.01.16: опухоль нижнеампулярного отдела прямой кишки с переходом на анальный канал. Полипы нисходящей и восходящей кишки (удалены). Хронический колит.

Гистологические исследование 5926-28/16: G2 аденокарцинома с изъязвлением.

Установлен диагноз: рак прямой кишки T4N×M0, ст. 2-3, гр 2.

Консультация радиолога 09.02.2016: показана предоперационная пролонгированная лучевая терапия.

Больному с 12.02.16 после топометрической разметки, подготовки, 3Д, дозиметрического планирования, начат предоперационный, пролонгированный курс конформной лучевой терапии, на гамма-терапевтическом аппарате «Тератрон-2», на зону первичного опухолевого распространения (прямая кишка) и регионарный лимфоколлектор (малый таз), в положении больного на спине, в режиме секторного качания 800-2800, полем 13×15 см, на РИО, РОД=2,4 Гр × 5 фракций в неделю.

До начала курса пролонгированной лучевой терапии и после 10 сеанса лучевой терапии больному выполнена ректороманоскопия и взят биопсийный материал опухоли. Проведен анализ ДНК в свежевзятой ткани опухоли прямой кишки (CycleTESTTMPLUS DMA ReagentKit (кат. №340242, Becton Dickinson). Подготовка тканей опухоли для цитометрического анализа осуществлялась с использованием дезагрегирующего устройства BD Medimachine. Образец ткани опухоли прямой кишки (10 мм³) измельчался до объема 1-2 мм³ и помещался с 1 мл буфера в медикон. Время дезагрегации составляло 60 секунд. Суспензия извлекалась с помощью шприца и фильтровалась через филкон с 50 мкм порами. После центрифугирования суспензии 5 минут при 250g концентрация клеток доводилась до миллиона клеток/мл. Образцы (не менее 20000 клеток) после окрашивания пропидиумом йодидом (PI) анализировали на проточном цитофлуориметре BD FacsCantoo II, оборудованном модулем дискриминации дуплетов. Для тестирования и подтверждения оптимальной работы проточного цитометра использовали универсальные биологические частицы DNAQCParticles (BD, кат. №349523). Полученные данные обрабатывали с помощью компьютерной программы ModFit LT.

Индекс пролиферации вычисляли как суммарное число клеток опухоли, находящихся в S- и (G2+M)- фазах клеточного цикла. До начала курса пролонгированной лучевой терапии индекс пролиферации составил 9,6%, после 10 сеанса лучевой терапии - 8%. Результаты исследования показали снижение индекса пролиферации в 1,2 раза.

Больному проведен полный курс лучевой терапии, 19 сеансов.

Далее проведен перерыв в лечении (7 недель). При осмотре больного перед оперативным вмешательством установлено, что опухоль прямой кишки увеличилась в размерах до 7,0×4,5 см, увеличилась инфильтрация опухолью параректальной клетчатки, что свидетельствует об отсутствии эффекта проведенной лучевой терапии. В этом случае необходимо было выполнить оперативное лечение в более ранние сроки, чтобы не допустить прогрессирования опухоли.

Больному была выполнена экстралеваторная брюшно-промежностная экстирпация прямой кишки, резекция капсулы предстательной железы, выведение колостомы.

Послеоперационный гистоанализ №39646-7/16 мелкие комплексы G2 аденокарциномы с инвазией всей толщи стенки кишки, капсулы предстательной железы.

Больной находится под наблюдением.

Под нашим наблюдением находилось 30 больных резектабельным раком прямой кишки. Диагноз был верифицирован во всех случаях. Всем больным было показано проведение предоперационного пролонгированного курса лучевой терапии. Всем больным до начала лечения выполнен забор биопсийного материала из опухоли с проведением анализа ДНК и определением индекса пролиферации опухолевых клеток. После 10 сеанса лучевой терапии у больных вновь произведен забор биопсийного материала их опухоли и определен индекс пролиферации опухолевых клеток.

Из 30 больных в возрасте от 45 до 74 лет резектабельным раком прямой кишки, находящихся на лечении в клинике ФГБУ «РНИОИ» Минздрава РФ, у 26 больных после 10 сеанса индекс пролиферации опухолевых клеток уменьшился в 1,5 и более раз, у 4 больных индекс пролиферации опухолевых клеток уменьшился в 1,4 и менее раз. Больным было продолжено лучевое лечение в полном объеме. После перерыва в лечении (6-8 недель) больные явились для проведения следующего этапа лечения - оперативного вмешательства. Перед операцией больные были обследованы, и оказалось, что у тех больных, у которых после 10 сеанса лучевой терапии индекс пролиферации опухолевых клеток уменьшился в 1,5 и более раз (26 больных), наблюдалась регрессия опухоли с уменьшением ее размеров и увеличением расстояния от ануса до нижнего края опухоли. У тех больных, у которых после 10 сеанса лучевой терапии индекс пролиферации опухолевых клеток уменьшился менее чем в 1,5 раза (4 больных), не наблюдалось регрессии опухоли. При этом у 3 больных опухоль осталась прежних размеров с таким же расстоянием от ануса до нижнего края опухоли, у 1 больного наблюдалось увеличение размеров опухоли с уменьшением расстояния от ануса до нижнего края опухоли.

Полученные результаты позволили нам прийти к выводу, что при снижении индекса пролиферации в 1,5 раза и более можно прогнозировать эффективность проводимой лучевой терапии, сеансы которой следует продолжать в полном объеме, при снижении индекса пролиферации опухоли менее чем в 1,5 раза можно прогнозировать недостаточную эффективность лучевой терапии, сеансы которой следует прекратить и выполнять следующий этап лечения - оперативное вмешательство.

Технико-экономическая эффективность «Способа прогнозирования эффективности пролонгированной лучевой терапии при раке прямой кишки» заключается в том, что использование способа позволяет прогнозировать эффективность лучевой терапии, индивидуализировать тактику лечения, улучшить результаты лечения больных раком прямой кишки, способ прост в исполнении. Способ позволит снизить затраты на неэффективное лечение рака прямой кишки.

Способ прогнозирования эффективности пролонгированной лучевой терапии при раке прямой кишки, включающий исследование индекса пролиферации опухолевых клеток, отличающийся тем, что в биопсийном материале опухоли прямой кишки до начала курса пролонгированной лучевой терапии и после 10 сеанса лучевой терапии проводят ДНК-цитометрический анализ и определяют индекс пролиферации опухоли, при снижении индекса пролиферации в 1,5 раза и более прогнозируют эффективность проводимой лучевой терапии, сеансы ее продолжают в полном объеме, при снижении индекса пролиферации опухоли менее чем в 1,5 раза прогнозируют недостаточную эффективность лучевой терапии, сеансы которой прекращают.