6 курс / Медицинская реабилитация, ЛФК, Спортивная медицина / Физиотерапия, лазерная терапия / Фотодинамическая_терапия_в_офтальмологии_И_Б_Медведев

что приводит к ее повреждению при активации красителя светом и сводит к минимуму сопутствующее поражение окружающих тканей (48).

Внутриклеточная локализация фотосенсибилизаторов также может быть различной. Некоторые препараты повреждают главным образом плазматическую мембрану и митохондрии, а другие оказывают воздействие на ядро или лизосомы (49-54). Внутриклеточная локализация определяет механизм повреждения клетки. Так, митохондриальная локализация приводит в большинстве случаев к апоптозу, а не к некрозу, в то время как локализация в плазматической мембране или лизосомах, как правило, ведет к некрозу (55). Несмотря на имеющиеся данные о наличии прямого поражения опухолевых клеток, предполагается, что основным механизмом, инициирующим гибель опухоли, является окклюзия ее сосудов. Индуцируемое фотодинамическим воздействием поражение эндотелиальных клеток приводит к адгезии тромбоцитов и дегрануляции, в результате этого формируется стаз, аггрегация клеток крови и закупорка сосуда. После проведения ФДТ происходит выброс эйкозаноидов, включая тромбоксан и гистамин, а также фактора некроза опухолей, который может также вносить свой вклад в развитие окклюзии сосудов

(56).

Для проведения ФДТ могут применяться разные источники света, от широкополосного света ламп накаливания или дуговых ламп до монохроматического света лазеров. Широкая полоса света может усиливать фотодинамический эффект при возбуждении вторичных абсорбционных пиков фотосенсибилизатора. Применение щелевых ламп для подачи лазерного света делает возможной пространственную очерченность процедуры и является предпочтительным для внутриглазного использования (57-59). Для определения селективности действия лазера в ФДТ важно знать его терапевтические параметры, а именно дозу облучения (Дж/см2) и плотность мощности (мВт/см2), которые определяют продолжительность воздействия. В доклинических и клинических исследованиях с использованием разных типов фотосенсибилизаторов в лечении глазной патологии наиболее часто применялась плотность мощности 600 мВт/см2 (60-63). Время облучения при проведении ФДТ и период времени от момента введения фотосенсибилизатора до воздействия света также имеют большое значение для селективности лечения. Офтальмология идеально подходит для демонстрации пространственной и временной локализации фотосенсибилизатора с помощью флюоресцентной ангиографии. Используя стандартные фундус камеры и системы формирования изображения, а также применяя светофильтры, оптимизирующие абсорбцию и флюоресценцию фотосенсибилизатора, можно получить серию изображений глазного дна после введения препарата (64-67). Сравнивая уровень флюоресценции и анализируя во времени изображения

представляющих интерес тканей (сосудов сетчатки, хориоидальной неоваскуляризации и нормальной хориодеи), можно установить, находится ли фотосенсибилизатор в ХНВ в то время, когда он уже покинул сосуды сетчатки, проникает ли он за пределы ХНВ в субретинальное пространство. Таким образом, можно предопределить временное окно облучение в ходе ФДТ.

ФОТОСЕНСИБИЛИЗАТОРЫ В ОФТАЛЬМОЛОГИИ

Для изучения методики фотодинамической терапии in vitro и на моделях животных in vivo были использованы несколько крупных классов фотосенсибилизаторов:

1. Производные ксантена

Бенгал розовый

2. Производные тетрапиррола

Производное гематопорфирина (ПГП)

Фотофрин (порфимер натрия/дигематопорфириновый эфир) Производное бензопорфирина (вертепорфин) Этиопурпурин олова Тексафирин лютеция

АТХS10 (Na)

3. Хлорины и бактериохлорины

Хлорин е6 Бактериохлорин a

4. Фталоцианины

Сульфонированный фталоцианин хлороалюминия Фталоцианин цинка

До настоящего времени в перечень фотосенсибилизаторов, тестировавшихся в клинических испытаниях в офтальмологии, вошли производное бензопорфирина (ПБП) или вертепорфин , этил этиопурпурин олова или пурлитин, Lu-Tex или тексафирин лютеция (37).

Такие производные порфирина, как ПГП и порфимер натрия (фотофрин), являются наиболее широко изучаемыми фотодинамическими препаратами (68). Фотодинамическая терапия с применением ПГП проводится с длиной волны света 630 нм с целью увеличения тканевой пенетрации и снижения уровня абсорбции других тканевых хроматофоров. Отрицательными свойствами данного препарата являются его небольшой абсорбционный пик на данной длине волны и продолжительная фотосенсибилизация кожи, длящаяся на протяжении одного и более месяцев после лечения. Порфимер натрия является частично очищенным компонентом ПГП, обладает большим действием и оказывает меньшее токсическое влияние на кожу, чем ПГП (69). Применение порфимера натрия было одобрено в ряде стран для лечения некоторых форм рака у человека.

Хлорины, бактериохлорины и производные бензопорфирина, использование которых для ФДТ началось лишь недавно, являются производными порфирина более нового поколения и обладают рядом положительных свойств. Такие производные хлоринов, как моноаспартиловый хлорин е6 или Npe6 оказались эффективными фотосенсибилизаторами на моделях животных (62,70). Бактериохлорин –

это производное хлорина с пиком абсорбции на 760 нм, обладает более высоким коэффициентом молярной абсорбции по сравнению с ПГП (71).

Вертепорфин представляет собой еще один модифицированный порфирин, абсорбционный максимум которого соответствует примерно 690 нм, и является фотоактивным in vivo. Это нетоксичная молекула хлоринового типа, включающая два равных пространственных изомера со сходным фармакологическим действием. Препарат быстро и селективно накапливается в эндотелии новообразованных сосудов и не накапливается

вокружающих нормальных. Внутрь эндотелиальной клетки он попадает, связываясь с липопротеинами низкой плотности, путем пиноцитоза. Вертепорфин быстро инактивируется и выводится из организма в течение 24 часов, не оказывая значимого токсического эффекта (72). Его использовали для лечения экспериментально полученных глазных опухолей и неоваскуляризации. В настоящее время он является единственным фотосенсибилизатором, применение которого допускается

вофтальмологии (73).

Пурлитин, или этиопурпурин олова (SnET2), адсорбирующий на 664 нм, также использовали для лечения экспериментальной ХНВ и изучали в ходе клинических испытаний при лечении неоваскулярной СМД (74). ATX S10 (Na) является водорастворимым порфириновым соединением с периодом полувыведения из плазмы равным приблизительно 30 минутам. Его действие анализировали в исследованиях экспериментальной ХНВ

(75).

Фталоцианины – это еще один класс фотосенсибилизаторов, обладающих мощной абсорбцией с пиком на 675 нм (76,77). Центрально расположенные металлы, такие как цинк и алюминий, введены в их структуру для повышения устойчивости триплетного состояния фталоцианина и увеличения выхода атомарного кислорода. Растворимость фталоцианинов и их клеточная локализация определяются числом и зарядом их боковых цепей. Фталацианины обладают более высокой скоростью выведения и оказывают значительно меньшее токсическое воздействие на кожу, чем ПГП, порфимер натрия или дигематопорфириновый эфир (ДГЭ). Действие фталоцианинов изучалось на экспериментальных моделях глазных опухолей и неоваскуляризации глаза, но степень безопасности их применения у человека до настоящего времени не установлена (78-80).

Тексафирины являются синтетическими водорастворимыми макроциклическими соединениями с центрально расположенными ионами металлов. Тексафирин лютеция, абсорбирующий на 732 нм, является стабильным, чистым и водорастворимым соединением, причем быстро выводится из кожи и не вызывает ее фотосенсибилизации (81). Эффективность тексафирин лютеция была продемонстрирована при обработке экспериментальных опухолей и атероматозных бляшек. Его

действие изучалось также в испытаниях Фазы I, проводившихся с участием больных с метастатическими формами рака (82,83). ФДТ с применением Lu-Tex анализировали на экспериментальной ХНВ и в клинических испытаниях (84,85).

Фотосенсибилизирующими свойствами обладают производные ксантена (86,87). Бенгал розовый представляет собой производное флюоресцеина, в которое введены атомы галогена, и характеризуется повышенным уровнем выхода атомарного кислорода (88-90).

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ И КЛИНИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ФОТОДИНАМИЧЕСКОЙ ТЕРАПИИ В ОФТАЛЬМОЛОГИИ

ОПУХОЛИ ГЛАЗА

Меланома радужки и цилиарного тела

Описано несколько случаев применения ФДТ для лечения меланомы радужной оболочки и цилиарного тела у человека. В 1984 году Tse в совместном эксперименте с коллегами (91) воздействовал на две меланомы цилиарного тела и одну меланому радужной оболочки ПГП с использованием транскорнеального красного излучения (ксеноновая дуговая лампа или аргоновый лазер с длиной волны 630 нм) с низкой плотностью мощности (от 18 до 200 мВт/см2) и высокой дозой облучения (1,400 Дж/см2 и 2,566 Дж/см2). При гистологическом изучении было продемонстрировано наличие неполного некроза обеих опухолей. При обработке световым потоком с более высокой плотностью, глубина некротических изменений была большей. Для меланомы радужной оболочки был использован поток с дозой 1,080 Дж/см2, в результате этого был получен полноценный клинический ответ. Sery с сотрудниками (92) вводил больному с диффузной мультиузловой меланомой радужной оболочки ПГП в дозе 2.5 мг/кг и применяли красный свет с длиной волны 632 нм с использованием оптико-волоконного зонда, но ответа не получили. Вариабельные результаты были также описаны и для комбинированного применения фотодинамического и фототермального подходов (69,93).

При использовании ФДТ в лечении меланом радужной оболочки и цилиарного тела человека были отмечены такие осложнения, как неоваскуляризация радужной оболочки и развитие неоваскулярной глаукомы. Подобные изменения также могут возникать и при применении других способов лечения (91,94). При использовании световых потоков высокой плотности и высоких концентраций фотосенсибилизаторов возможно также возникновение тяжелых увеитов, которые могут развиваться в результате внезапного и обширного некроза неопластических тканей (69,80). Эти осложнения можно свести к минимуму при использовании в лечении крупных опухолей множественных терапевтических сессий.

Оценивая результаты проводившихся на человеке испытаний, исследователи не смогли дать ясного заключения в отношении эффективности ФДТ и лишь продемонстрировали необходимость в более глубоком понимании принципов световой дозиметрии и других факторов, лимитирующих фотодинамическое воздействие. На этом основании продолжилось изучение ФДТ на моделях животных. Самой простой

моделью опухоли является меланома у зеленого хомяка. Клетки меланомы зеленого хомяка выращивают в культуре и вводят в переднюю глазную камеру кролика (95-99). Опухолевые узлы быстро пролиферируют, заполняя переднюю камеру, и, в отсутствии лечения, в конечном итоге приводят к перфорации глаза. Фотосенсибилизатор вводили внутривенно, а опухоли переднего глазного сегмента обрабатывали лазером с применением оптических волокон или щелевых ламп.

Результаты исследований, проводившихся на модели меланомы зеленого хомяка с применением ПГП и ДГЭ, не показали значимых изменений опухолей, поверхностных геморрагий и сосудистой окклюзии. Было отмечено возникновение воспаления в передней камере, а флюоресцентная ангиография (ФА) продемонстрировала окклюзию опухолевых сосудов (97). При гистопатологическом изучении был выявлен лишь частичный некроз опухоли, сходный по форме с таковым, описанным у больных (99). Полный некроз был получен на мелких опухолях, размеры которых не превышали 4 мм в высоту, с использованием ПГП в дозе 2.5 мг/кг с дозой светового потока 102 Дж/см2 или выше (плотность облучения: 71 мВт/см2) (96,98). Работа на данной модели с высокими дозами ПГП (от 7.5 до 10 мг/кг) или с высокими энергетическими уровнями, превышавшими 180 Дж/см2, приводила к развитию неприемлемого токсического эффекта, проявляющегося отеком роговицы и конъюнктивы глаза и развитием воспаления и кровотечений (96). Результаты гистологического изучения глаз после проведения фототерапии с использованием ПГП позволили предположить, что основным механизмом формирования некроза опухоли является закупорка кровеносных сосудов, несмотря на то, что также было описано и прямое воздействие ФДТ на опухоли (100).

Эта же модель была использована для изучения эффективности ФДТ с применением нового поколения фотосенсибилизаторов, а именно - хлороалюминиевого сульфонированного фталоцианина (CASPc) и монокислотного производного бензопорфирина (МК-ПБП). Panagopoulos с коллегами проводили ФДТ через 24 часа после внутривенного введения CASPc в дозе 5 мг/кг с использованием красного света с длиной волны 675 нм при нетермальных плотностях мощности (от 63 до 216 мВт/ см2). После обработки только светом или только препаратом опухоли продолжали расти. На 4 глазах, обработанных световым потоком в 3 – 10 Дж/ см2 (от 10 до 48 мВт/ см2) после внутривенного введения CASPc, было продемонстрировано обратное развитие опухолей после остановки их роста. В глазах, получивших 20 Дж/ см2 или более, отмечена преимущественная остановка роста, подтвержденная гистологически. В тех случаях, когда были использованы максимальные дозы облучения (от 57 до 60 Дж/ см2) или очень высокие дозы CASPc (от 16 до 30 мг/кг), также выявлялась преимущественная остановка роста, но развивались

отек роговицы, гифемы и тяжелые воспалительные реакции переднего сегмента.

В других экспериментах использовали ту же модель для проведения ФДТ с применением МК-ПБП, предварительно конъюгированного с липопротеином низкой плотности (101). После облучения красным светом с длиной волны 692 нм с использованием энергии в 100 Дж/ см2 (150 мВТ/ см2) некроз опухолей передней камеры глаза определяли гистопатологически. По всей вероятности, фотодинамическая терапия с применением таких фотосенсибилизаторов нового поколения, как CASPc и МК-ПБП, является эффективной при обработке меланом зеленого хомяка, но известно, что такая модель имеет ряд ограничений. Физическое поражение прилежащих структур роговицы и хрусталика, наблюдающееся на этой модели, отчасти может быть связано с неестественным положением опухолей, а также являться следствием воздействия ФДТ. Опухолевые клетки, неразличимые во время проведения ФДТ, остаются вне зоны обработки и продолжают расти, препятствуя продолжительному наблюдению пораженных глаз. Модель зеленого хомяка не считается оптимальной, так как она не имеет пигментации и, как следствие, более восприимчива к поражению, обусловленному ФДТ. Подобной критике смогут противостоять новые модели пигментированной меланомы.

Хориоидальная меланома

В нескольких отчетах описано лечение хориоидальной меланомы человека с помощью ФДТ. Tse с коллегами (91) вводил троим больным с хориоидальной меланомой ПГП в дозе 3 – 5 мг/кг и транскорнеально воздействовал на патологическую ткань красным светом ксеноновой дуговой лампы или аргоновым лазером (630 нм). У двух пациентов, получавших дозу облучения от 64 до 850 Дж/см2 , гистопатологического подтверждения некроза опухоли выявлено не было. У третьего больного, получавшего поток с более высокой плотностью (2160 Дж/см2), зафиксировано наличие ограниченного некроза опухоли на глубину 2-3 мм. В период между 1982 и 1985 годами Bruce (102,103) вводил 24 больным с хориоидальной меланомой ПГП в дозе 2.5 мг/кг, после чего через 72 часа транскорнеально и транссклерально воздействовал красным светом с длиной волны 630 нм (от 200 до 6,800 Дж/см2), источником которого был аргоновый лазер. Фотосенсибилизация кожи, хемоз, воспаление радужки и значительное снижение зрения отмечались у всех 24 больных. В последующем улучшение зрения наблюдалось в глазах, где опухоль была удалена от желтого пятна более чем на 4 мм. Из осложнений реже встречались экссудативная отслойка сетчатки, витреит и отслоение хориоидеи. Несмотря на то, что пациенты с опухолями малого и среднего

размера дали лучший ответ, четких выводов в отношении числа излеченных больных сделано не было (103).

Murphree с коллегами (104) семи больным с хориоидальной меланомой применяли ПГП в дозе в 2,5 мг/кг и транскорнеальное и транссклеральное облучение красным светом. Им удалось получить лишь один полный ответ у больного с беспигментной меланомой после двух сеансов лечения. Позже Favilla с коллегами (105) вводили девятнадцати пациентам с хориоидальной меланомой ПГП в дозе от 5 до 7,5 мг/кг и применяли транспупиллярное лазерное облучение с длиной волны 620 – 630 нм. Трое больных также получили транссклеральное облучение. Все опухоли были менее 10 мм в высоту. Полный ответ был зарегистрирован у 6 больных, имевших слабо или умеренно пигментированные опухоли. Отсутствие регрессии было отмечено у 8 пациентов, пятеро из которых имели опухоли темной пигментации.

Эти клинические исследования указывают на то, что можно ожидать хороший ответ на применение ФДТ при наличии меланомы небольшого размера, непигментированной или слабо пигментированной опухоли. Меланомы большого размера являются невосприимчивыми к данному виду лечения. Неравномерность облучения крупных опухолей может также усугубляться абсорбционными характеристиками таких хромофоров, как меланин или гемоглобин (92). Другими возможными лимитирующими факторами являются выбор фотосенсибилизатора, низкая или неравномерная концентрация кислорода в опухоли, а также неравномерное распределение или разрушение фотосенсибилизатора. Результаты этих исследований демонстрируют, что в случаях хориоидальной меланомы не существует достаточно веских подтверждений большей эффективности ФДТ в сравнении с такими известными методами лечения, как брахитерапия и радиотерапия (106).

Некоторые исследователи обрабатывали экспериментально полученную хориоидальную меланому фотосенсибилизаторами нового поколения (107-111). В ходе экспериментов в супрахориоидальное пространство вводили опухолевые клетки меланомы зеленого хомяка. Мониторинг роста проводили с помощью непрямой офтальмоскопии, фотографирования дна и, в некоторых случаях, эхографии и анализа цветных допплеровских изображений (109). После этого клетки опухоли обрабатывали лазерным светом. Schmidt-Erfurth с коллегами (107) обрабатывал экспериментально полученную надсосудистую меланому зеленого хомяка МК-ПГП (2 мг/кг) с последующим облучением красным светом длиной волны 692 нм. Полный некроз опухолей подтверждался гистологически после дозы облучения в 100Дж/см2. Среди осложнений отмечались транзиторные воспалительные реакции стекловидного тела и самопроизвольно разрешающиеся отслоения сетчатки, большинство из которых исчезли в течение 48 часов.

Для изучения эффективности ФДТ в отношении пигментированных опухолей Hu с коллегами (112) разработал модель пигментированной хориоидальной меланомы у кроликов. Кроликам с опухолью вводили CASPc 5 мг/кг, а через 24 часа новообразования облучали красным светом с длиной волны 675 нм. Полную остановку роста опухолей получали при дозе излучения в 35-60 Дж/см2 (108). При лечении экспериментальной пигментированной хориоидальной меланомы эффективной оказалась также фотодинамическая терапия с использованием ПБП (111). При обработке ФДТ 18 глаз кроликов с помощью ПБП, регрессия наблюдалась во всех опухолях при дозе облучения в 60 Дж/см2. При гистологическом исследовании было выявлено острое поражение сосудов по всей толщине опухоли (вплоть до 4,6 мм) (113). Результаты, полученные в этих экспериментальных исследованиях, позволяют предполагать, что технология ФДТ с использованием новых фотосенсибилизирующих агентов и модифицированные стратегии лечения являются многообещающими в отношении лечения хориоидальной меланомы человека.

Ретинобластома

Несколько исследователей предпринимали попытки лечения больных с ретинобластомой с применением ФДТ. Murphree с коллегами (104) подвергал шестерых больных с рецидивирующей ретинобластомой воздействию ПГП и красного света субтермального порога с длиной волны 630 нм. Несмотря на исходное присутствие ответа, рецидивирование опухолевого роста отмечалось у всех шести пациентов. Ohnishi в совместном эксперименте с исследователями (114) проводил ФДТ с использованием ПГП в дозах 2.5 и 5 мг/кг и аргонового лазера (от 488 до 514.5 нм) пятерым детям с ретинобластомой, четверо из которых ранее получали сеансы ионизирующей радиационной терапии. В случае, когда применение ФДТ было первичным, введение ПГП в дозе 5 мг/кг (300 мВт/см2, 270 Дж/см2) вызвало ангионекроз, тромбообразование и гибель опухолевых клеток на глубину 6мм. Среди осложнений у пяти больных отмечалось развитие хориоидальных геморрагий и тракционной отслойки сетчатки. Применяя тот же подход, Murphree (115) успешно вылечил двух больных с рецидивирующей ретинобластомой, проводя после введения ПГП фотокоагуляцию длинноволновым аргоновым зеленым лазером. Несмотря на то, что существует клиническое подтверждение эффективности использования ФДТ для лечения ретинобластомы, эту технологию, по всей видимости, не следует применять на глазах с прорастанием опухоли в стекловидное тело из-за отсутствия в этих участках опухолевых сосудов, что затрудняет доставку фотосенсибилизатора (116).