Онкология-

С.Л. Дарьялова, А.В. Бойко, И.И. Пелевина

МНИОИ им. П.А. Герцена, Москва
НИИ химической физики, Москва

источник RosOncoWeb.Ru

Реакция клетки на различные воздействия является результатом большогочисла событий. Часть из них обратима, часть летальна, некоторыезависят от метаболических и физиологических условий в клетке, другиене зависят. Для выявления критических структур, обусловливающихповедение клеток, необходимо изучать все типы повреждений, обладающиевероятностью вызвать гибель клетки, и все условия, влияющие на вероятностьэтих повреждений стать летальными.

Вполне возможно, что в разных физиологических условиях критическиеструктуры будут меняться или же будет меняться степень их повреждений,так как изменение окружающих условий приводит к значительномуизменению реакции клеток.

При лечении больных злокачественными опухолями мы имеем делоне с культурами клеток и не только с двумя сложными системами- опухолью и окружающими ее нормальными тканями, но и организмом-опухоленосителем.Сегодня мы исходим из постулата о том, что первичное лучевое повреждениеопухоли и нормальных тканей практически идентичны, однако существуетразличие в конечном клиническом эффекте: при облучении in situв организме можно добиться регрессии опухоли при относительнойсохранности нормальных тканей. В этом случае сохраняются их функциирезорбции и репарации, что необходимо для рассасывания погибшихопухолевых клеток и замещения дефекта тканей в зоне предсуществовавшейопухоли.

Следовательно, преимущества нормальных тканей перед опухолевымив ракурсе интересов лучевого терапевта заключаются в тесной нейрогуморальнойсвязи первых с организмом-носителем, за счет чего быстрее и полнееосуществляется репарация суб- и потенциально летальных повреждений.

Очевидна справедливость тезиса, сформулированного нашими учителямии предшественниками, о необходимости концентрации максимума дозыв опухоли при минимальном, по возможности, облучении нормальныхтканей. Современное технологическое обеспечение лучевой терапиипозволяет исключить из мишени все сколько-нибудь дистанцированныеот очага поражения нормальные ткани. Но окружающие и непосредственноприлежащие к опухоли ткани во избежание маргинальных рецидивовдолжны получить полную дозу. Таким образом, понятие терапевтическогоинтервала следует рассматривать применительно к двум системам:опухоль и окружающие нормальные ткани.

Вопрос стоит о расширении терапевтического интервала альтернативнымпутем: за счет сенсибилизации клеток опухоли либо защиты нормальныхтканей.

Ионизирующее излучение, химические соединения и другие факторывнешней среды приводят к мобилизации всех ресурсов клетки, к инициациицелой цепи процессов, происходящих на разных уровнях клеточнойорганизации. Отдельные звенья этой цепи, реализующиеся на молекулярномуровне, хорошо изучены, как, например, некоторые типы поврежденияДНК и отдельные этапы ее репарации. Однако не исследована связьсобытий, происходящих на молекулярном уровне с гибелью клеткии роль в гибели клетки каждого отдельного звена.

Одним из основных вопросов поэтому является вопрос о том, чтонужно в клетке изменить, на какие структуры и процессы подействовать,чтобы добиться изменения эффекта в необходимом направлении.

Ситуация осложняется при переходе к популяциям клеток в опухолях.Помимо клеточных факторов, в этом случае необходимо учитыватьналичие системы, которая может реагировать как единое целое, ив то же время характеризоваться высокой степенью гетерогенности.Опухолям присущи определенные закономерности роста и развития,причем сами закономерности или их кинетические параметры варьируют.Для опухолей также важно выяснить, на какие процессы или структурыв клетках или на какие субпопуляции клеток опухолей и как нужновоздействовать, чтобы можно было управлять их реакцией.

Для модификации лучевой реакции клеток и опухолей использовалихимические соединения, отличающиеся по структуре и механизму действия,исходя из следующих предпосылок:

во-первых, свободно-радикальные процессы играют большую рольв лучевом поражении, и изменение их активности должно сопровождатьсяизменением реакции клеток-
во-вторых, ингибиторы синтеза ДНК модифицируют реакцию клетокна облучение, и этот эффект обычно связывают с подавлением синтезаДНК-
в-третьих, определенные нарушения структуры ДНК могут сопровождатьсяувеличением гибели клеток.
История попыток химической сенсибилизации насчитывает уже несколькодесятилетий. Многие казавшиеся весьма плодотворными идеи пришлосьоставить. Так, кофеин равно ингибировал процессы репарации в опухоляхи нормальных тканях. Другие лекарственные вазоконстрикторы (ангиозин)вызывали в нормальных тканях спазм сосудов, более выраженный,чем в опухолях.

В нашей стране радиобиологические экспериментальные работы предклиническогоуровня выполнены в основном в лаборатории НИИ химической физикипод руководством И.И. Пелевиной. В первую очередь в ее докторскойдиссертации было установлено, что:

1) химические соединения разных классов, увеличивающие радиационноеповреждение ДНК, приводят к повышению эффективности радиотерапииопухолей;

2) для направленного изменения реакции клеток необходимо учитыватьвременные параметры действия химиотерапевтических препаратов.Одно и то же химическое соединение в зависимости от времени контактас клетками при использовании в одной и той же концентрации можетвызывать уменьшение и увеличение степени лучевой реакции клеток.Для направленного изменения реакции опухолей необходимо строгоесоблюдение соотношения доз облучения, доз препарата, временныхпараметров действия препарата. Выяснение оптимальных схем воздействияхимиотерапевтических соединений необходимо для создания рациональныхоснов лечения опухолей;

3) имеются индивидуальные различия в реакции опухолей одногогистогенеза и размера у разных животных на облучение и воздействиехимических соединений. Эти различия могут быть обусловлены колебаниямидоли непролиферирующих клеток в отдельных опухолях.

4) непролиферирующие и покоящиеся клетки опухолей менее чувствительнык сенсибилизирующему воздействию химических соединений, чем пролиферирующие.Покоящиеся клетки могут выживать после облучения и становитьсяисточником рецидивов.

С целью радиосенсибилизации использовались различные препаратыс различными механизмами действия. Исторически интересно упомянутьо попытке применения в качестве сенсибилизаторов индукторов синтезаинтерферона. В эксперименте было показано, что введенный до облученияиндуктор синтеза ?-интерферона приводит к увеличению противоопухолевогоэффекта, в частности, за счет улучшения кислородного снабженияопухоли, снижения клоногенной активности опухолевых клеток, антипролиферативногои антиметастатического влияния. Однако клинического примененияэтот способ не нашел. Первый клинический опыт радиосенсибилизациисвязан с гипербарической оксигенацией (ГБО).

Выявленные при клинических испытаниях ограничения метода лучевойтерапии в условиях ГБО обусловили необходимость изыскания иныхспособов повышения радиочувствительности опухолей на основе использованиякислородного эффекта. Поскольку основным свойством кислорода,позволяющим усиливать радиационное поражение, является сродствок электрону, логичен был поиск других соединений - акцепторовэлектронов. Этот поиск привел к обнаружению обширного класса химическихсоединений, обладающих способностью захватывать электрон, - электроноакцепторныхсоединений (ЭАС).

В отличие от кислорода, ЭАС, помимо быстрого механизма сенсибилизации,способны к т.н. медленной сенсибилизации, для осуществления которойнеобходимо длительное время: за счет связывания сульфгидрильныхгрупп (SН) восстановителей и избирательного действия на гипоксическиеклетки, независимо от облучения.

В клинике с целью усиления степени повреждения опухоли в основномизучены мизонидазол и метронидазол (МЗ).

В нашей стране эффективность МЗ и методические основы его клиническогоприменения разработаны в рамках Всесоюзной программы "Модификатор".

Существенным моментом в действии ЭАС оказалась высокая степеньзависимости эффекта от длительности контакта и концентрации препаратав среде. К 1982 г. опыт зарубежных коллег достигал 2000 наблюдений.Наступивший в конце 80-х годов спад интереса к ЭАС связан с ихвысокой токсичностью, хотя в большинстве исследований коэффициентусиления достигал 1,5. По данным МНИОИ им. П.А. Герцена, по критериюнепосредственной излеченности использование дистанционной гамматерапиив самостоятельном плане в условиях ГБО повышает эффективностьв 1,87 раза, в сочетании с метронидазолом - в 1,77 раза, и приполирадиомодификации (МЗ+ГБО) - в 2,13 раза по сравнению с облучениембез модификаторов (при правильном методическом подходе). Былопоказано, что степень сенсибилизирующего эффекта зависит от объемаопухолевого поражения и возрастает по мере его увеличения.

Токсическое влияние МЗ во многом определялось необходимостьювведения больших суммарных доз препарата per os, per rectum либокомбинированно, т.к. таблетированная форма препарата не растворимав воде.

Для преодоления этой ситуации при визуальных новообразованияхбыло предложено измельченный МЗ подводить к экзофитным опухолямна тампонах, смоченных ДМСО. Метод был успешно апробирован у больныхраком шейки матки в Санкт-Петербурге (Жариков Г.А.).

В настоящее время раствор метрагила широко используют для паратуморальноговведения (рак шейки матки, прямой кишки, языка). В Белоруссиипроходит апробацию новое ЭАС саназол, предложенное в Японии.

С учетом гетерогенности опухолевой популяции не только в отношениикислородного насыщения, но и по другим параметрам, было предложеноеще несколько вариантов лекарственной радиомодификации.

Известно, что радиочувствительность клеток в определенной мерезависит от фазы клеточного цикла. На этом основании возникла идеясинхронизации. Теоретико-экспериментальные предпосылки позволяютотнести к синхронизирующим агентам 5-фтор-урацил.

В 80-х годах была разработана сложная методика капельного дозированноговнутривенного введения этого препарата в течение 3-5 суток доначала лучевой терапии. Усиление противоопухолевого эффекта оказалосьочевидным, но из-за сложности методики исследования были оставлены.

В настоящее время доказано, что аналогичного эффекта можно достигнутьпри разовом введении препарата в сутки в течение нескольких дней.Эти данные послужили стимулом к возобновлению клинических испытаний.

Под воздействием 5-фторурацила клетки, находящиеся в разных фазахклеточного цикла, тормозятся перед вступлением в фазу S и предположительновместе вступают в нее и вместе достигают фазы митоза, наиболеечувствительной к облучению.

Помимо этого известно, что опухолевые клетки в фазе синтеза ДНК,резистентные к облучению, проявляют чувствительность в 5-фторурацилу.Поэтому при сочетанном применении противоопухолевого лекарстваи ионизирующего излучения можно рассчитывать на усиление поврежденияопухоли.

Еще одним универсальным механизмом является репарация сублетальныхи потенциально летальных лучевых повреждений, поэтому применениеингибиторов репарации дает возможность надеяться на увеличениеэффекта облучения.

По мере изучения препаратов платины выяснилось многообразие механизмових действия: они не только оказывают непосредственное цитостатическиевлияние на опухолевую клетку, но и ингибируют репарацию сублетальныхи потенциально летальных постлучевых повреждений и тем самым повышаютстепень резорбции опухоли, причем для этого необходимы дозы, значительноменьшие, чем терапевтические.

Помимо этого производные платины снижают количество межклеточногометионина. В результате повышается связывание фтордезоксиуридинамонофосфата с тимидилатсинтетазой. Нельзя не принимать в расчети синергизма всех трех воздействий.

Базируясь на этих данных, мы разработали схемы химиолучевоголечения, которые включают оба препарата: 5- фторурацил вводилидо начала лучевой терапии, препараты платины - в сочетании с ней.

В докладе будут представлены результаты указанного варианта химиосенсибилиз?AIЙ?? ? ? ?

В докладе будут представлены результаты указанного варианта химиосенсибилизацииболее чем у 600 больных (рак орофарингеальной зоны, носоглотки,шейки матки, легкого и т.д. Коротко говоря о них, можно констатировать,что эффект настолько выражен, что у ряда изначально "некурабельных"при использовании традиционных методов лечения больных удалосьдобиться стойкого излечения.

Среди лекарственных сенсибилизаторов, вероятно, следует упомянутьи о гипергликемии. Злокачественная опухоль энергетически питаетсяза счет анаэробного гликолиза. Отсюда - название "ловушкаглюкозы" (В.С. Шапот). В поверхностных мембранах опухолевыхклеток имеются ферменты, обладающие высоким сродством к глюкозе,благодаря чему эти клетки способны усваивать ее из окружающейсреды даже при низкой концентрации. Потребности опухолевых клетокв глюкозе не удовлетворяются, поэтому они легко, как своеобразный"насос" поглощают глюкозу при искусственной гипергликемии,становясь при этом более ранимыми к любым повреждающим воздействиям,в том числе - к ионизирующему излучению. Перекисление ингибируетопухолевую микроциркуляцию, снижает pH, что также ухудшает жизнедеятельностьопухолевых клеток. Нельзя сбрасывать со счетов и тот факт, чтопри этом усиливается гипоксия.

Метод успешно и всесторонне изучался и продолжает изучаться вБелорусском НИИ радиологии и онкологии (Н.Н. Александров). Противоречивостьрезультатов, недостаточное знание механизмов действия летальногои радиомодифицирующего действия глюкозной нагрузки, сложностьи опасность моделирования в клинике кратковременной искусственнойгипергликемии пока препятствуют широкому использованию этого радиомодификаторав онкологической клинике. Вместе с тем, сам факт того, что гипергликемияусиливает действие излучения за счет преимущественного "выбивания"клеток гипоксического радиорезистентного пула опухоли, выдвигаетее в число перспективных адъювантов лучевой терапии.