Введение к работе
Актуальность проблемы
Рак лёгкого (РЛ) занимает одно из первых мест в мире по показателям заболеваемости - более 1,3 миллиона случаев, что составляет 12% от всех злокачественных новообразований, при этом погибает от него более 1,2 миллиона человек (18% всех смертей от рака и 2,2% общей смертности). В России ежегодно выявляется более 51000 новых случаев РЛ, при этом в первый год после установления диагноза от этого заболевания умирает более 54% больных. Аналогичная ситуация складывается и в других странах [Барчук А.С., 2003; Чиссов В.И., 2010; Jemal A., 2010]. Соотношение «заболеваемость - смертность» при раке лёгкого самое неблагоприятное - умирают 95,6 % заболевших [Мерабишвили В.М., 2010; Komaki R., 2003; Parkin D.M., 2005]. Оставшаяся не решённой на сегодняшний день проблема ранней диагностики РЛ приводит к тому, что основная масса больных (более 75%) поступает в специализированные лечебные учреждения в III-IV стадиях заболевания. Статистические данные свидетельствуют о том, что РЛ является одним из наиболее часто встречающихся и характеризующихся неблагоприятным прогнозом онкологическим заболеванием [Давыдов М.И., 2010; Hansen H.H., 2005; Ganti A.K, 2006; Jett J.R., 2008].
Эффективность клинических мероприятий напрямую связана со стадией, при которой обнаружен опухолевый процесс, а решение проблемы улучшения результатов лечения РЛ лежит на пути его раннего выявления [Полоцкий Б.Е., 2003; Hussinger K., 2005; Cortes–Funes H., 2005; Bach P.B., 2007; Yasufuku K., 2010]. Несмотря на совершенствование методов лечения, показатели 5-летней выживаемости во всём мире сохраняются на уровне 70-х годов прошлого века и не превышают 15-20%. Очевидно, что даже восстановление системы ежегодного профилактического флюорографического обследования и использование такой перспективной диагностической модели, как скрининг рака легкого с помощью низкодозной КТ, окажутся недостаточно эффективны при выявлении ранних форм центрального РЛ. Известно, что чёткие рентгенологические признаки этой клинико-анатомической формы заболевания проявляются достаточно поздно, а решающая роль в её распознавании отводиться эндоскопической диагностике с обязательной морфологической верификацией опухолевого процесса [Арсеньев А.И, 2010; Bard M., 2005; Backman V., 2008; Wallace M.B., 2009; Yarmus L., 2010; Becker H.D., 2010].
На современном этапе развития онкологии именно проведение гистологического, иммуногистохимического и молекулярно-генетического исследования образцов опухолевой ткани позволяет адекватно оценить предиктивные, прогностические факторы и определить рациональный алгоритм специального лечения, индивидуализировав его. Однако при этом возникают затруднения, связанные со сложностями оценки значительного количества различных параметров в небольших образцах тканей, нередко повреждённых в процессе их получения. Отдельную проблему представляет собой определение точного места для выполнения прицельной биопсии, даже при распространённых процессах, когда участки опухолевого роста в бронхах могут сочетаться, или чередоваться с зонами реактивных и диспластических изменений. А при целенаправленном поиске и выявлении дисплазий, преинвазивного и микроинвазивного рака респираторного эпителия возможности традиционного бронхоскопического исследования и вовсе следует признать весьма ограниченными [Полоцкий Б.Е., 2003; Шацева Т.А., 2004; Lee J.S., 2002; Dacic S., 2008; Renouf D.J., 2009; Meert A.P., 2010].
Таким образом, оптимизация методов эндоскопической и морфологической диагностики центрального РЛ является одним из приоритетных направлений современной онкологии, а многие аспекты рационального подхода к разрешению этой актуальной проблемы остаются нерешёнными и требуют дальнейшего изучения.
Цель исследования:
Определить морфологические, иммуногистохимические и спектральные характеристики дисплазий, преинвазивных и инвазивных форм центрального рака лёгкого при использовании комбинированного эндоскопического метода диагностики, включающего выполнение бронхоскопии и спектрометрии в отражённом и аутофлуоресцентном режимах.
Задачи исследования:
-
Проанализировать особенности получения и подготовки биопсийного материала для морфологического (гистологического и иммуногистохимического) исследования при фибробронхоскопии.
-
Оценить уровень экспрессии антител СD31 и CD34 (тенденции ангиогенеза) и EGFR в бронхобиоптатах, в зависимости от этапа канцерогенеза респираторного эпителия.
-
Изучить динамику пролиферативной активности (Ki-67) в биоптатах бронхиальной стенки в зависимости от степени выраженности патологических изменений (гиперплазия, метаплазия, дисплазия, преинвазивный и инвазивный рак).
-
Определить степень апоптоза в участках бронхиальной стенки, получаемых при биопсии в ходе комбинированного эндоскопического исследования на основании уровня экспрессии Р53 в зависимости от характера патологии.
-
Исследовать возможность использования спектрометрических коэффициентов (Bl-V, O2sat, HbO2, Hb, IRG) для точного определения в доступных обзору бронхах и трахее интересующих участков, требующих выполнения прицельной биопсии с целью морфологического установления характера патологического процесса.
-
Провести сравнительный анализ спектральных и морфологических характеристик, свойственных различным состояниям бронхиальных стенок – нормы, реактивных изменений, метаплазии, дисплазии различной степени, преинвазивного (CIS) и инвазивного рака.
Положения, выносимые на защиту:
-
Комбинированная эндоскопическая диагностика, включающая проведение аутофлуоресцентной бронхоскопии и спектрометрии, является безопасным, информативным, не сопряжённым с каким-либо дополнительным риском или существенным дискомфортом для пациентов методом, позволяющим проводить дифференциальную диагностику различных патологических состояний бронхиальных стенок, в том числе при выявлении преинвазивного и инвазивного центрального рака легких.
-
Изучение морфологических характеристик тканей из доступных обзору воздухоносных путей, полученных при щипцовой биопсии в ходе фибробронхоскопии, сопряжено со сложностями интерпретации данных, обусловленными небольшими их размерами, артифициальными изменениями и, соответственно, значительной долей неинформативного материала, что требует тщательной их подготовки и, нередко, проведения иммуногистохимического анализа.
-
Использование спектрометрических коэффициентов (Bl-V, O2sat, HbO2, Hb, IRG) позволяет точно локализовать участки бронхиальных стенок, подозрительные на наличие предопухолевых и опухолевых изменений для выполнения прицельной биопсии, снижая их количество на 40-70% (в зависимости от заданных параметров чувствительности и специфичности), минимизируя травматичность процедуры и уменьшая нагрузку на морфологические подразделения.
-
По мере усугубления патологических изменений в бронхиальных стенках, от этапа к этапу канцерогенеза существенно увеличивается пролиферативная активность, нарастают уровни ангиогенеза и апоптоза (Ki-67, СD31, CD34, EGFR, Р53) в респираторном эпителии, давая возможность достоверно различать преинвазивные и инвазивные опухолевые процессы от неопухолевых изменений.
-
Спектрометрические параметры, получаемые в ходе комбинированного эндоскопического исследования бронхов и трахеи, подтверждённые данными морфологического исследования биоптатов, позволяют проводить доказательный математический анализ количественных показателей и обеспечивают объективную оценку состояния бронхиальных стенок.
Научная новизна:
Выполненная работа явилась комплексным, многоплановым и многофакторным исследованием, раскрывшим на основе использования современных высокотехнологичных методик новые, научно обоснованные пути решения актуальной проблемы клинической онкологии – оптимизации диагностики центральных клинико-анатомических форм рака лёгкого, в том числе раннего, а также реактивных и предопухолевых патологических процессов.
Впервые на большом клиническом материале (620 биопсий) в проведённом исследовании изучены морфологические (гистологические и иммуногистохимические) особенности различных состояний бронхиальных стенок (норма, реактивные изменения, метаплазия, дисплазия, преинвазивный и инвазивный рак), в частности характеристики ангиогенеза, пролиферативной активности, способности к метастазированию и дифференцировке, уровня апоптоза (СD31, CD34, Кi-67, EGFR, Р53).
В доступной отечественной и зарубежной литературе не удалось обнаружить научные работы, посвящённые анализу такого исключительно сложного для морфологического исследования материала, как образцы ткани из бронхиальных стенок, полученные при прицельной щипцовой биопсии в ходе комбинированного эндоскопического исследования.
Доказана высокая клиническая ценность нового метода комбинированной эндоскопической диагностики рака легкого, включающего бронхоскопию в обычном свете, отраженную спектрометрию, аутофлуоресцентную бронхоскопию и аутофлуоресцентную спектрометрию. Продемонстрирована возможность проведения дифференциальной диагностики с использованием этой методики между нормальным состоянием бронхиальных стенок, предопухолевыми, преинвазивными и инвазивными опухолевыми изменениями.
На основании оценки полученных результатов предложена, зарегистрирована и опубликована новая медицинская технология комбинированного эндоскопического контроля эффективности лечения злокачественных опухолей бронхов и/или трахеи с использованием аутофлуоресцентной спектроскопии.
Практическая значимость
Проведённое исследование позволило научно обосновать необходимость, возможность и эффективность использования комбинированного эндоскопического метода диагностики центрального рака лёгкого, в том числе раннего, включающего бронхоскопию в обычном свете, отраженную спектрометрию, аутофлуоресцентную бронхоскопию и аутофлуоресцентную спектрометрию.
Описаны и обоснованы особенности получения и подготовки биопсийного материала для морфологического (гистологического и иммуногистохимического) исследования при фибробронхоскопии. Определены типичные для различных состояний бронхиальных стенок (норма, реактивные изменения, метаплазия, дисплазия, преинвазивный и инвазивный рак) гистологические и иммуногистохимические параметры, в том числе уровни экспрессии молекулярных маркеров (СD31, CD34, Кi-67, EGFR, Р53), характеризующих тенденции ангиогенеза, пролиферативной активности, способности к метастазированию и дифференцировке, уровень апоптоза.
Исходя из результатов анализа, предложен оптимальный комбинированный эндоскопический алгоритм диагностики центрального, в том числе раннего рака лёгкого. Доказана целесообразность, эффективность и безопасность его использования.
Апробация диссертации:
Основные итоги работы обсуждались на научной конференции отделений торакальной онкологии, эндоскопии, радиационной онкологии и ядерной медицины, биотерапии и трансплантации костного мозга, опухолей молочной железы и общей онкологии, группы опухолей желудочно-кишечного тракта ФГБУ «НИИ онкологии им. Н.Н. Петрова» Минздрава России, кафедр онкологии Санкт-Петербургского государственного медицинского университета им. акад. И.П. Павлова и Санкт-Петербургского северо-западного государственного медицинского университета им. И.И. Мечникова, курса онкологии медицинского факультета Санкт-Петербургского Государственного Университета, отделения торакальной онкологии Санкт-Петербургского клинического научно-практического центра специализированных видов медицинской помощи (онкологического).
По материалам исследования сделано 9 докладов: 1) на научно-практической конференции НИИ онкологии им. проф. Н.Н. Петрова «Актуальные вопросы диагностики и лечения рака лёгкого» (Санкт-Петербург, 14.09.2006г.); 2) на научно-практической конференции «Актуальные вопросы хирургической пульмонологии» (Санкт-Петербург, 10.02.2006г.); 3) на научно-практической конференции с международным участием «Оптимизация лечебно-диагностической тактики при онкологических заболеваниях» (Архангельск, 07.06.2006г.); 4) на 11 юбилейном московском международном конгрессе по эндоскопической хирургии (Москва, 20.04.2007 г.); 5) на конференции, посвящённой 60-летию Городского клинического онкологического диспансера (Санкт-Петербург, 04.09.2008); 6) на Всероссийской научно-практической конференции «Диагностика и лечение опухолей грудной полости» (Санкт-Петербург, 05.09.2008г.); 7) на Российской научно-практической конференции «Современные эндоскопические технологии в онкологии» (г. Томск, 27.05.2010 г.); 8) на международной конференции «Наследие Пирогова: прошлое, настоящее, будущее…» (Санкт-Петербург, 2010 г.); 9) на VI съезде онкологов и радиологов стран СНГ (Душанбе, 04.10.2010 г.).
Публикации:
Публикации охватывают все разделы работы. Опубликовано 16 научных работ, в том числе 8 – в отечественных журналах, рекомендованных ВАК. По данной теме оформлена, утверждена и опубликована новая медицинская технология.
Внедрение результатов работы в практику:
В настоящее время методики, изученные в работе, внедрены в клинике ФГБУ «НИИ онкологии им. Н.Н. Петрова» Минздрава России и применяются в практической работе отделений ГБУЗ «Санкт-Петербургский клинический научно-практический центр специализированных видов медицинской помощи (онкологический)», в учебном процессе кафедр эндоскопии и онкологии Санкт-Петербургского северо-западного государственного медицинского университета им. И.И. Мечникова, кафедры онкологии Санкт-Петербургского Государственного медицинского университета им. акад. И.П. Павлова, курса онкологии медицинского факультета Санкт-Петербургского Государственного Университета.
Структура и объём диссертации:
Диссертация состоит из введения, обзора литературы, 4 глав собственных исследований, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Работа изложена на 158 страницах текста и содержит 18 таблиц, а также 43 рисунка. Список литературы включает 186 источников, в том числе 33 отечественных и 153 иностранных автора.
