СПОСОБ ФОТОДИНАМИЧЕСКОЙ ТЕРАПИИ РАКА КОЖИ
METHOD FOR PHOTODYNAMIC THERAPY OF SKIN CANCER

Заявляемое изобретение относится к медицине, а именно к онкологии, конкретно, к фотодинамической терапии злокачественных новообразований кожи.
Фотодинамическая терапия является одним из наиболее многообещающих новых способов лечения новообразований кожи. Фотодинамическая терапия проявляет себя не менее эффективно, чем традиционные хирургические методы лечения новообразований кожи, но значительно превосходит последние по травматичности, побочным эффектам и косметическим результатам [1]. Принцип действия фотодинамической терапии заключается в удалении злокачественного новообразования посредством цитотоксического (разрушение раковых клеток), сосудистого (поражение сосудов и нарушения кровотока в зоне опухоли), и иммунного эффектов, достигаемых за счет накопления активных форм кислорода («синглетного кислорода») и свободных радикалов в зоне опухоли. В зависимости от способа проведения фотодинамической терапией возможно как достижение всех трех, так и наличие только одного или нескольких из изложенных противораковых эффектов. При фотодинамической терапии Т токсичные молекулы образуются в опухоли благодаря фотосенсибилизаторам, переносящим на кислород необходимую энергию при их облучении светом с определенной длиной волны.
Фотосенсибилизаторы различной природы (тетрапирролы, 5-аминолевулиновая кислота и т.д.) могут быть доставлены в опухоль разными способами. Облучение обработанных опухолей в большинстве случаев ведут светом с длиной волны в диапазоне 620-690 нм (красный свет), обеспечивающей достаточную для лечения кожных новообразований глубину проникновения.
В литературе описано значительное количество способов проведения фотодинамической терапии рака кожи. Можно выделить способы, предполагающие доставку фотосенсибилизатора в опухоль единственным путем: мазевым [2], местным [3], системным [4]. Применение таких способов имеет существенный недостаток - возможную потерю одного из противораковых эффектов фотодинамической терапии. Так при поверхностном нанесении с типичной экспозицией в несколько часов слабо-достижимым является сосудистый эффект в силу малой доступности для мази сосудистого эндотелия. При системном введении для большинства препаратов согласно инструкциям по применению ощутимый сосудистый эффект достигается спустя 48 часов, делая процедуру фотодинамической терапии продолжительной и не удобной для пациента. Данная особенность, очевидно, связана со значительной темновой токсичностью и невозможностью вводить препараты внутривенно в достаточных концентрациях для достижения раннего сосудистого эффекта. Токсичность препаратов также не позволяет проводить фотодинамическую терапию несколько раз с небольшим интервалом, что могло бы оказывать положительное влияние на эффективность терапии. Наиболее перспективными являются способы фотодинамической терапии с комбинированным введением фотосенсибилизатора(ов), позволяющие достигать сразу нескольких противоопухолевых эффектов.
Известен способ фотодинамической терапии рака кожи путем системного введения любого экзогенного фотосенсибилизатора с дальнейшим нанесением на опухоль 5-аминолевулиновой кислоты [5]. Способ позволяет проводить флуоресцентную диагностику очагов рака при облучении кожи светом с длиной волны 380-460 нм и в дальнейшем проводить фотодинамическую терапию всех выявленных очагов. В качестве недостатка способа можно выделить короткий интервал между внутривенным введением фотосенсибилизатора и проведением фотодинамической терапии. Указанные в примерах интервалы порядка 3 часов вряд ли позволяют добиться ощутимого сосудистого эффекта от внутривенного введения фотосенсибилизатора. Проведение второго сеанса фотодинамической терапии в короткий промежуток времени, которое могло бы усилить сосудистый эффект, не предусматривается, видимо, по причине высокой темновой токсичности большинства фотосенсибилизаторов. Таким образом указанный способ, несмотря на комбинированное введение фотосенсибилизаторов, в своем противораковом действии в большей мере основывается на единственном - цитотоксическом эффекте, достигаемом при поверхностном нанесении 5-аминолевулиновой кислоты.
2
50
Наиболее близким к заявляемому изобретению способом является способ фотодинамической диагностики и терапии больных первично-множественным раком кожи [6]. Способ принят за прототип. В рамках данного способа внутривенно вводят фотосенсибилизатор «Фотогем» с преимущественно сосудистым фототоксическим действием в дозе 2,5-3,0 мг/кг веса тела за 48 ч до воздействия лазерным излучением, далее наносят фотосенсибилизатор «Аласенс» с преимущественно цитотоксическим действием за 6 ч до воздействия лазерным излучением, после чего проводят фотодинамическую терапию с длиной волны 630 нм и энергией 150-500 Дж/см2. По завершении основной фотодинамической терапии, облучают площадь размером не менее одной анатомической зоны в области опухолевого поражения достигая дозы 50 Дж/см. Указанный способ имеет ряд недостатков, среди которых следует отметить использование двух разных фотосенсибилизаторов, чье взаимодействие не изучено. Значительная темновая токсичность «Фотогема» (LD полигематопорфириновых простых/сложных эфиров - 300 мг/кг [7]) создает большой, дискомфортный для пациента, интервал (48 часов) до проведения фотодинамической терапии, и невозможность проведения повторной терапии ранее, чем через один месяц. Указанный способ предполагает крайне продолжительную трехступенчатую процедуру фотодинамической терапии, что совместно с предварительным системным введением «Фотогема» еще больше увеличивает время проведения лечения.
2
Заявляемое изобретение (способ) направлено на устранение недостатков прототипа и аналогов известных методов лечения рака кожи методом фотодинамической терапии. Поставленная цель достигается путем комбинированного проведения процесса фотодинамической терапии рака кожи фотосенсибилизатором одной химической структуры обладающим низкой темновой токсичностью, а именно, копропорфирином. Фотосенсибилизатор вводят сначала внутривенно для достижения сосудистого фототоксического действия при облучении, затем наносят поверхностно для достижения цитотоксического действия при облучении, после чего проводят облучение опухоли светом с длиной волны 635±5 нм и дозой облучения 300±10 Дж/см. Для внутривенного введения используют 0,4% раствор копропорфирина. Для поверхностного нанесения используют копропорфирин в форме 5% мази. Фотодинамическую терапию проводят не ранее, чем через 3 часа и не позднее, чем через 24 часа после внутривенного введения 0,4% раствора копропорфирина и нанесения 5% мази копропорфирина. Правильность подобранных дозировок препаратов может быть подтверждена перед проведением фотодинамической терапии наличием устойчивой флуоресценции в зоне новообразования при длине волны возбуждения 405 нм. Для полной элиминации опухоли осуществляют повторный сеанс фотодинамической терапии в любой момент времени при отсутствии противопоказаний со стороны кожи.
Изложенные выше приемы лечения злокачественных новообразований кожи выявлены в заявляемом изобретении в результате описанных ниже исследований.
В опыте на крысах нами было показано, что за счет низкой темновой токсичности [8], копропорфирин возможно вводить внутривенно в дозировке достаточной для достижения раннего сосудистого фототоксического действия, при облучении не ранее чем через 3 часа и не позднее чем через 24 часа после введения. В проведенном эксперименте шестнадцать животных были разделены на три группы. Первой группе (n=4) вводили копропорфирин за три часа до сеанса фотодинамической терапии, второй группе (n=6) вводили копропорфирин за 24 часа до фотодинамической терапии, третьей группе (n=6) вводили препарат сравнения «Аласенс» за три часа до фотодинамической терапии.
Копропорфирин вводили болюсно (в течение 1 минуты) в хвостовую вену ненаркотизированным крысам в дозе 10,0 мг/кг (2,5 мл/кг 0,4% раствора). Препарат сравнения «Аласенс» вводили болюсно (в течение 1 минуты) в хвостовую вену ненаркотизированным крысам в дозе 3,5 мг/кг в 0,9% стерильном растворе хлорида натрия (2,0 мл/кг) в соответствии с рекомендациями по изучению фотоиндуцированных притовоопухолевых свойств лекарственных средств. Для оценки тканевого кровотока использовали флоуметр Transonic Laser Doppler Monitor BLF21 (Transonik Systems Inc., США). Результаты измерений приведены в перфузионных единицах (п.е.). Показатели тканевого кровотока регистрировали до, сразу после лазерного облучения и через 1 и 24 часа. Также оценивали правильность подобранной дозировки замерами флуоресценции (таблица 1). Для исследования флуоресценции использовали флуоресцентный органоскоп FLUM с программным обеспечением Matrix со светодиодным освещением (РФ, Республика Корея), длина волны возбуждения 405 нм, поле зрения 22×15 мм. Результаты проведенных опытов представлены на фиг. 1. Полученные результаты свидетельствовали о правильности подобранной дозировки в соответствии с наличием интенсивной флуоресценции в коже животных к моменту проведения фотодинамической терапии. Был выявлен выраженный сосудистый эффект в случае внутривенного введения копропорфирина в промежутке от 3 до 24 часов до проведения ФДТ, с наиболее сильным его проявлением в случае экспозиции в 24 часа.
В другом опыте нами было показано, что в коже крысы после фотодинамического воздействия (635 нм, 300 Дж/см2) с использованием в качестве фотосенсибилизатора мази, содержащей копропорфирин в концентрации 5% достигается выраженный цитотоксический эффект при нанесении мази за 1 час до воздействия лазерным излучением. В опыте мазь наносили на кожу животным в количестве 0,22 мл/см2 (0,84 мл/кг или 42 мг/кг по действующему веществу). Через час после нанесения мази проводили сеанс фотодинамической терапии, у части животных вместо фотодинамической терапии оценивали правильность подобранной дозировки замерами флуоресценции кожи (таблица 2). Для исследования флуоресценции использовали флуоресцентный органоскоп FLUM с программным обеспечением Matrix со светодиодным освещением (РФ, Республика Корея), длина волны возбуждения 405 нм, поле зрения 22×15 мм. В результате гистологических исследований (фиг. 2) были получены убедительные данные свидетельствующие о наличии цитотоксического эффекта: Эпидермис зоны облучения был резко и неравномерно истончен, с утратой части слоев (в некоторых участках отсутствовал базальный слой, в других зернистый или роговой). Преимущественно можно было сосчитать не более трех слоев, включая роговой. Базальная мембрана была расплывчатая и расширенная. (Шире там, где толщина эпидермиса меньше). Наблюдалась очаговая и умеренно выраженная диффузная инфильтрация эпидермиса нейтрофильными лейкоцитами. Фиксировали резко выраженный отек дермы, гиподермы, подлежащей мышечной ткани. Наблюдалась фрагментация и гомогенизация волокон дермы, расположенных непосредственно под эпидермисом (в более глубоких слоях дермы волокнистость сохранена), очаговая инфильтрация нейтрофилами в дерме и гиподерме. Капилляры сосочкового слоя дермы были резко полнокровны. Единичные волосяные луковицы были некротизированы. Наличие интенсивной флуоресценции спустя один час после нанесения мази свидетельствовало о правильности подобранной дозировки. Сохранение флуоресценции в течение 6 часов и вплоть до 24 часов после нанесения мази (через 24 часа, % от показателей до нанесения мази, не указанный в таблице - 641,2%) указывало на возможность проведения фотодинамической терапии в любой момент в данном временном интервале.
Отличительными признаками изобретения являются:
2
• Проведение фотодинамической терапии рака кожи путем комбинированного введения копропорфирина в качестве фотосенсибилизатора сначала внутривенно для достижения сосудистого фототоксического действия при облучении, затем поверхностно - для достижения цитотоксического действия при облучении, и дальнейшее облучение опухоли светом с длиной волны 635±5 нм и дозой облучения 300±10 Дж/см
• Использование для внутривенного введения 0,4% раствора копропорфирина
• Использование для поверхностного нанесения копропорфирина в форме 5% мази
• Установление временного режима проведения ФДТ в интервале не ранее, чем через 3 часа и не позднее, чем через 24 часа после внутривенного введения 0,4% раствора копропорфирина и нанесения копропорфирина в форме 5% мази
• Проведение повторного сеанса фотодинамической терапии в любой момент времени для полной элиминации опухоли при отсутствии противопоказаний со стороны кожи.
Изложенные выше отличительные признаки заявляемого способа позволяют получить ряд положительных лечебных эффектов и преимуществ:
- Для достижения сосудистого и цитотоксического эффекта используется один и тот же фотосенсибилизатор - копропорфирин, что позволяет исключить нежелательное взаимодействие разных молекул между собой в ходе лечения
- Копропорфирин обладает низкой темновой токсичностью, что позволяет вводить препарат в достаточной концентрации для достижения ранних сосудистого и цитотоксического эффектов при облучении, не ранее чем через 3 часа и не позднее чем через 24 часа после внутривенного введения и поверхностного нанесения
- Низкая темновая токсичность позволяет повторять процедуру фотодинамической терапии, при отсутствии противопоказаний со стороны кожи, в любой момент времени.
В совокупности указанные преимущества позволяют существенно сократить период ожидания проведения фотодинамической терапии для пациента и минимизировать возможность ремиссии опухоли.
Ниже приведены примеры, иллюстрирующие изобретение:
Пример
2
Восьми мышам с индуцированным плоскоклеточным раком кожи вводили 0,4% раствор копропорфирина в дозировке 10 мг (2,5 мл) / кг веса мыши, после чего в течение одного часа дважды наносили готовую лекарственную форму копропорфирина - мазь 5% (интервал между нанесениями 30 минут) на опухолевую поверхность. Через три часа после в/в введения копропорфирина опухоли облучали лазерным источником света с длиной волны 635 нм до набора дозы 300 Дж/см с захватом участка здоровой ткани по периметру опухоли около 2 мм. Процедуру обработки опухолей (в/в инъекция копропорфирина, нанесение мази на опухоли и облучение лазером) повторяли через 24 часа. В качестве контрольной группы использовали группу животных без обработки опухолей. Результаты фотодинамической терапии отражены в таблице 2. В силу особенностей модели (перманентная индукция канцерогенеза) и очевидностью положительного эффекта комбинированной фотодинамической терапии с копропорфирином, из этических соображений опыт был прекращен на 5 неделю наблюдений без оценки параметра - выживаемость.
Список литературы
1. Cohen D.K., Lee Р.K. Photodynamic Therapy for Non-Melanoma Skin Cancers // Cancers (Basel), Vol. 8, No. 10, Oct 2016. pp. 1-9.
2. Евстифеев С.В., Кулаев M.T., Альмяшев А.З., Скопин П.И., Бегоулов И.В., Рыбкина О.А. Флюоресцентная диагностика и фотодинамическая терапия рака кожи с препаратом аласенс // ФОТОДИНАМИЧЕСКАЯ терапия и ФОТОДИАГНОСТИКА, №4, 2014. С. 13-17.
3. Сухова Т.Е. Эффективность фотодинамической терапии базальноклеточного рака кожи с местным введением радахлорина // BIOMEDICAL PHOTONICS, №3, 2015. С. 24-28.
4. Капинус В.Н., Каплан М.А., Спиченкова И.С., Шубина A.M., Ярославцева-Исаева Е.В. Фотодинамическая терапия эпителиальных злокачественных новообразований кожи // ФОТОДИНАМИЧЕСКАЯ терапия и ФОТОДИАГНОСТИКА, №3, 2014. С. 9-14.
5. Соколов Д.В., Махсон А.Н., Куракина Т.Ю., Ворожцов Г.Н., Кузьмин С.С., Соколов В.В. Способ флуоресцентной диагностики и фотодинамической терапии рака кожи, Изобретение 2373976, Jul 31, 2008.
6. Соколов В.В., Филоненко Е.В., Сухин Д.Г. Способ фотодинамической диагностики и терапии больных первично-множественным раком кожи, Изобретение 2204426, Nov 20, 2001.
7. Альбицкая О.Н., Журавкин И.Н., Каплан М.А., Кочубеева Н.Д., Мещерякова А.Л., Петров П.Т., Саржевская М.В., Тюрин В.И., Царенков В.М. Средство для фотодинамической диагностики и терапии онкологических заболеваний, Изобретение 2152790, May 12, 1999.
8. Belousova I.M., Dobrun M.V., Galebskaya L.V., Gorelov S.I., Kislyakov I.M., Kolbasov S.E., Kris'Ko A.V., Malkov M.A., Murav'eva T.D., Petrishchev N.N. New preparation based on coproporphyrin III for photoluminescence diagnostics and photodynamic therapy // Proceedings of SPIE, Vol. 7822, 2011. P. 78220W.
9. Ганцев Ш.Х., Юсупов A.C. ПЛОСКОКЛЕТОЧНЫЙ РАК КОЖИ // ПРАКТИЧЕСКАЯ ОНКОЛОГИЯ, Т. 13, №2, 2012. С. 80-91.