В настоящее время в связи с бурным развитием технического прогресса и улучшением качества жизни человечеству удалось достичь внушительного увеличения средней продолжительности жизни населения, особенно в экономически развитых странах. Данное обстоятельство привело к увеличению частоты встречаемости онкологической патологии [17].
Ежедневно в нашей стране заболевают раком 1250 человек. За год эта цифра составляет около 450 тысяч человек при смертности в 300 тысяч. На диспансерном учете стоят более 2 миллионов пациентов онкологического профиля. Причем за последние десять лет этот показатель увеличился на 25,5%. И по самым оптимистичным прогнозам, еще через десять лет он увеличится на 15% по сравнению c сегодняшним днем [51].
По данным МНИОИ им. И.А. Герцина 30% онкологических больных с первые установленным диагнозом уже имеют генерализованный характер заболевания и являются инкурабельными, в результате чего противоопухолевое лечение оказывается неэффективным и таким больным назначаются симптоматические и паллиативные методы лечения [17].
Процесс образования метастазов рассматривается как проявление индивидуально различной реактивности организма и зависит от множества факторов: длительности существования первичной опухоли и её размеров, гистологической структуры, анатомических и функциональных особенностей пораженного органа, условий крово- и лимфообращения, возраста больного, иммунологического статуса, гормонального баланса и др. [53]. В целом склонность давать метастазы является признаком более злокачественного течения опухоли, ставшей более автономной. В настоящее время метастазирование злокачественных новообразований однозначно рассматривается не как простой механический процесс переноса злокачественных клеток, а как сложный, во многом неясный биологический процесс [11]. Не вызывает сомнения, что чем дольше существует в организме злокачественная опухоль, тем вероятнее появление метастазов [49, 11, 63]. Приблизительно 80% солидных опухолей формируют метастазы преимущественно путем проникновения опухолевых клеток в лимфатическую систему, и только 20% - через кровеносные сосуды [49]. Как правило карциномы метастазируютлимфогенным (и значительно реже - гематогенным) путем, тогда как саркомы образуют вторичные опухолевые узлы главным образом после попадания опухолевых клеток в кровеносное русло [63].
Заболеваемость и смертность при метастатических новообразованиях
В настоящее время частота встречаемости метастазов в головной мозг составляет от 10 до 20 случаев на 100 000 населения при различных локализациях [21]. При средней онкологической заболеваемости в мире, варьирующей в пределах от 300 до 500 случаев на 100 000 населения, получаемые цифры имеют глобальный характер [61, 21]. Метастазы в головной мозг составляют 20-30% всех интракраниальныхновобразований и не менее 8% от общего числа опухолей [20, 57] и эти цифры продолжают увеличиваться [18, 25]. В настоящее время заболеваемость вторичными опухолями ЦНС составляет 14 на 100 тысяч населения в год, то есть превосходит заболеваемость первичными опухолями ЦНС в 5-10 раз [10, 21, 69]. По данным аутопсии от 24 до 45% всех больных раком, имеют интракраниальные метастазы [57, 68]. Метастатическое поражение головного мозга - серьезное осложнение течения рака легкого, которое отмечается в 34-66% [10, 30]. По числу больных, у которых выявлены метастазы в головной мозг, рак легкого занимает ведущее место. Это связано с высокой заболеваемостью рака легкого и со значительной частатой метастазирования в мозг [4]. Внутримозговые метастазы в 10-22% могут быть первым проявлением заболевания [62]. При мелкоклеточном раке метастазы в головной мозг обнаруживаются в большинстве случаев в течении первого-второго года заболевания [55].
Нередко на момент осмотра данные пациенты имеют тяжелое общее состояние с угрозой развития смертельных для жизни осложнений, как со стороны организма, так и центральной нервной системы, низкий показатель качества жизни, нередко требуют экстренной госпитализации и незамедлительного лечения [64]. Согласно общестатистическим данным, медиана продолжительности жизни больных, не получающих лечения не превышает 1 месяц, при любом сочетании возможных методов лечения в среднем продолжительность жизни составляет 8-12 месяцев [62, 69, 70]. Порог двухлетней выживаемости преодолевают только 8%, а 5-летняя выживаемость составляет 2% [56, 58]. Качество жизни пациентов в течение всего этого периода времени в существенной степени зависит от выбранной тактики лечения [68, 69].
Злокачественные опухоли головы и шеи (ГиШ) занимают в структуре заболеваемости шестое место в мире и составляет 12,7 на 100 тыс. населения [40]. Среди пациентов злокачественными опухолями ГиШ в период с 1991 по 2006 год отмечена неблагоприятная тенденция к омоложению [1, 17]. В структуре онкологической заболеваемости злокачественные опухоли головы и шеи составляют - 6%. Ежегодно в мире регистрируется 9,5 случаев смерти на 100 тыс. случаев от опухолей головы и шеи, в странах Европы 10,7 [65]. Чаще заболевают мужчины в возрасте до 60 лет, из них более 55,9% поступают на 1 этап лечения при наличии III-IV стадии. Недостаточная эффективность методик лечения применяемых при местнораспрастранённых формах приводит к тому, что 49,1% больных погибают в 1-й год после установления диагноза [1, 43]. Более 50% всех больных не доживает до 63 лет. Наиболее часто наблюдается плоскоклеточный рак слизистой оболочки полости рта, рото- и носоглотки, гортани и гортаноглотки, придаточных пазух и среднего уха [46, 71]. Несмотря на то, что данные новообразования можно отнести к опухолям наружной локализации, до 75% этой группы больных поступают в специализированные лечебные учреждения с местнораспространенным процессом - ТЗ-4 NO-3 МО. Это, в свою очередь, приводит к 40% смертности уже на первом году с момента постановки диагноза [54, 56]. Проблема лечения больных с метастазами злокачественных опухолей без выявленного первичного очага на долю которых приходятся до 20% больных с впервые зарегистрированным диагнозом злокачественного новообразования является весьма актуальной и не решенной на сегодняшний день [22, 23, 44, 67]. Несмотря на то, что показатели заболеваемости данной категории пациентов превышают таковые при раке нижней губы, мочевого пузыря, пищевода, меланоме кожи, опухолях костей и мягких тканей и входят в первую десятку злокачественных новообразований, отношение к ним в различных онкологических учреждениях остается неоднозначным [23, 67].
Подавляющее большинство пациентов, 65-70% из этой категории, имеют метастазы плоскоклеточного рака, вероятный первичный очаг которых находится в области головы и шеи [66]. Несмотря на доступность визуального исследования органов головы и шеи, широкое распространение компьютерной и магнитно-резонансной томографии, эндоскопии, поиск первичной опухоли и на сегодняшний день остается нерешенной проблемой [41]. В отношении метастазов плоскоклеточного рака сложился определенный алгоритм лечения, при других морфологических подтипах метастазов единодушие в тактике лечения на сегодняшний день отсутствует [54, 66, 71].
Прогноз у пациентов с метастазами злокачественной опухоли без выявленного первичного очага не всегда неблагоприятный [23, 65]. Лучшие результаты 5-летней выживаемости отмечены у больных с изолированными метастазами в паховых - 63,2%, подмышечных - 64,2%, шейных - 47% лимфатических узлах, получавших специальное лечение. Выживаемость выше у больных с изолированными метастазами, по сравнению в группе пациентов с множественными метастазами в лимфоузлах и сочетанным поражением лимфоузлов и/или органов. [45, 71]. Наилучшие результаты 5-летней выживаемости отмечаются в группе больных с метастазами плоскоклеточного рака различных локализаций, наихудшие - в группе больных с метастазами железистого и светлоклеточного рака [22, 23, 65, 67].
Лучевая терапия является одним из ведущих методов лечения больных со злокачественными новообразованиями, некоторыми системными и неопухолевыми заболеваниями [2, 7, 59]. Как самостоятельный метод или в сочетании с хирургическим или с химиотерапией лучевая терапия показана и эффективна более чем у 70% больных со злокачественными опухолями [6, 50].
Лучевая терапия как самостоятельное пособие также имеет целый ряд серьезных ограничений, поскольку полного повреждения опухолевой паренхимы в большинстве случаев можно добиться лишь подведением суммарных доз, заведомо превышающих толерантность нормальных тканей [3, 27]. При преимущественно метастазирующих злокачественных новообразованиях предпочтение отдается хирургическому вмешательству либо лучевой терапии, а иногда и обоих методов с химио- и гормонотерапией. Комбинированное химио-лучевое лечение применяется и при системных поражениях [52].
Врачи-онкологи, как правило, используют научно-обоснованный дифференцированный подход к выбору тактики лечения с использованием консервативных (химиотерапевтического и лучевого) методов и адекватного объема оперативного вмешательства у конкретного больного [31].
Понятие излечение пациента включает в себя две важных категории: первая из них и важнейшая - это излечение как биологическое понятие, т.е. уничтожение всей массы опухолей, и вторая - отсутствие или минимизация осложнений после проведенного лечения. Точный расчет совпадения этих двух параметров является одной из важнейших задач клинической радиологии вообще и лечения регионарных метастазов, в частности на шее, особенно - из-за опасности фиброза в зоне сосудисто-нервных пучков, что может привести к тяжелым последствиям, связанным с нарушением питания головного мозга. Исходя из сказанного, встает вопрос о точной радиологической дозировке излучения, которая была бы одновременно достаточной для разрушения метастазов и не приводила при этом к развитию лучевых повреждений нормальных тканей.
Первостепенной задачей лучевой терапии на протяжении всего периода ее применения является соблюдение основного радиотерапевтического принципа: максимальное повреждающее действие на опухоль и уменьшение лучевой нагрузки на окружающие здоровые ткани [2, 7].
В настоящее время бурно развивается раздел лучевой терапии, посвященный паллиативному лечению онкологических больных. Он направлен на обеспечение достойной жизни больных с распространенными, генерализованными формами опухолевого процесса [50].
Согласно заключению экспертов ВОЗ, успех лучевой терапии примерно на 50% зависит от радиочувствительности опухоли, на 25% - от аппаратного оснащения и на 25% - от выбора рационального плана лечения и точности его воспроизведения от сеанса к сеансу облучения.
Чувствительность любой злокачественной опухоли к излучению зависит от специфических особенностей составляющих ее клеток и в первую очередь от радиочувствительности ткани, из которой опухоль произошла [27].
В зависимости от происхождения по степени радиочувствительности все опухоли делят на 3 большие группы [5].
1 группа - опухоли высокой степени радиочувствительности. Сюда относят опухоли из кроветворной ткани - гемобластозы, включающие в себя лейкозы и злокачественные лимфомы, опухоли из половых клеток - семиномы, опухоли тимуса - тимомы, одна из наиболее злокачественных опухолей - мелкоклеточный рак легкого, недифференцированные раки, а также большинство опухолей, встречающихся в детском возрасте, типа нейробластомы, опухоли Вильмса или нефробластомы, саркома Юинга.
К опухолям средней степени радиочувствительности относят плоскоклеточный рак. В эту же группу относят рак молочной железы, мочевого пузыря, онкогинекологические заболевания.
К опухолям низкой степени радиочувствительности или к радиорезистентным опухолям относят все соединительнотканные саркомы, типа остегенной саркомы, хондросаркомы, лейомиосаркома, рабдомиосаркомы и др., аденокарциномы желудочно-кишечного тракта, опухоли паренхиматозных органов, фолликулярный и папиллярный раки щитовидной железы, гипернефроидный рак почки, меланома, метастатические опухоли.
Одним из повышения эффективности лучевого воздействия является использование излучений с высокой линейной передачей энергии, в частности быстрых нейтронов [7, 14, 36].
В 1979 г. вышла первая монография CatterallM. и BewlyD. обобщающая опыт применения нейтронной терапии у онкологических больных. Основной клинический материал, накопленный авторами, был представлен больными с опухолями головы и шеи, раком молочной железы и другими локализациями. При использовании нейтронной терапии достигнута полная регрессия злокачественных опухолей в 66-82% случаев, наблюдалось более редкое возникновение рецидивов после лечения быстрыми нейтронами средней энергией 8,0 МэВ [59].
В настоящее время в мире накоплен значительный клинический опыт нейтронной терапии в практике лечения онкологических больных. Базовые радиобиологические и экспериментальные исследования доказали перспективность нейтронной терапии в лечении радиорезистентных опухолей [16, 33].
Принципиальным отличием нейтронной терапии от традиционных видов излучения является наличие радиобиологических преимуществ, позволяющих с успехом использовать ее в тех клинических ситуациях, где фотоны или электроны малоэффективны [28, 14, 31].
Достоинства плотноионизирующего излучения [24, 26]:
При воздействии на ткани нейтроны захватываются ядрами атомов, что приводит к нарушению их структуры и сопровождается испусканием a- или b-частиц и g-квантов. Кроме того, при ядерных превращениях освобождаются ядра отдачи, которые обладают большой энергией, производят высокую ионизацию среды. Их ионизирующая способность близка к ионизирующей способности a-частиц. Однако поражающее действие нейтронов значительно выше вследствие их большой проникающей способности. При облучении нейтронами в клетке возникает одномоментный разрыв ДНК, что приводит к ее гибели. Так как гибнут не только опухолевые, но и здоровые клетки, для нейтронов характерен высокий процент лучевых повреждений [26, 31, 59]. Из всех видов ионизирующего излучения быстрые нейтроны обладают наибольшей радиационной опасностью [28, 31].
Быстрые нейтроны лучше замедляются на ядрах легких элементов (вода, парафин, жировая ткань. Следовательно, поглощенная доза оказывается большей в жировой ткани, что приводит к лучевым повреждениям [34]. Поэтому, одной из проблем дистанционной нейтронной терапии является развитее тяжелых поздних местных лучевых осложнений, что объясняется особенностями биологического действия этого вида излучения [16, 32]. В результате чего, использование нейтронов требует очень высокой квалификации радиотерапевтов, посколько незнание особенностей действия нейтронов, отсутствие надлежащего планирования и дозиметрического контроля, применение неадекватных методик лечения может приводить к развитию тяжелых лучевых осложнений у больных.[12, 59, 60].
Перспективным путем преодоления этого недостатка является использование смешанной нейтронно-фотонной терапии [29, 36, 60].
Использование подобных схем лучевой терапии позволяет сохранить многие преимущества чисто нейтронного облучения и избежать или ослабить его недостатки, что дает возможность резко расширить контингент больных, получающих лучевое лечение, включающее нейтроны [6, 9, 16, 37].
В Российской Федерации первые исследования по применению нейтронной терапии в онкологии начались в 1983 г. в городе Томске на базе циклотрона У-120 совместными усилиями ученых НИИ онкологии ТНЦ АМН СССР и НИИ ядерной физики при Томском политехническом институте [19, 36].
На основе результатов применения лучевой терапии быстрыми нейтронами с энергией 6,3 МэВ были разработаны схемы и программы лечения пациентов со злокачественными образований различных локализаций [35, 47].
Оптимальным вариантом для нейтронной терапии явились следующие локализации: опухоли слюнных желез, местнораспространенные формы рака щитовидной железы, полости носа и околоносовых пазух, больные с одиночными метастазами, с рецидивами злокачественных новообразований [16, 40, 48]. Менее эффективным было использование при раке ротоглотки и слизистой оболочки полости рта из-за раннего развития острых лучевых реакций слизистых, что не позволяло довести очаговую дозу до необходимого уровня. Метастазы плоскоклеточного рака в лимфоузлы шеи проявляли выраженную кожную реакцию. Больные с одиночными метастазами явились клинической моделью, на которой полярографическим методом измерялось напряжение кислорода в опухоли в условиях применения различных режимов нейтронной терапии [38, 39].
Разработан способ и определены показания к проведению нейтронной и нейтронно-фотонной терапии у больных с первичными местно-распространенными и радиорезистентными формами местных рецидивов РМЖ [9, 39].
Двадцатилетний опыт лучевой терапии быстрыми нейтронами в НИИ онкологии показал, что нейтронная терапия эффективна при лечении онкологических больных определенных локализаций с выраженными признаками первичной резистентности к фотонной терапии или приобретенной в результате проведения лучевой терапии редкоионизирующим излучением. Это неглубоко расположенные опухоли области головы и шеи, первичные местнораспространенные формы рака молочной железы, местные рецидивы рака молочной железы, метастазы, при которых высокая эффективность плотноионизирующего излучения была доказана проводимыми клиническими испытаниями [38, 39].
С 1985 г. нейтронная терапия применяется в городе Обнинске Калужской области. Исследования по терапии быстрыми нейтронами проводятся в рамках сотрудничества двух научных центров: Физико-энергетический институт и Медицинский радиологический Научный центр РАМН. В ФГБУ МРНЦ Минздравсоцразвития были впервые разработаны и успешно использованы при лечении больных местнораспространенными формами злокачественных опухолей лечебные технологии, включающие быстрые нейтроны реактора [42]. Осуществлена терапия около 500 больных различными новообразованиями головы и шеи, молочной железы, саркомами с помощью сочетанной гамманейтронной терапии. Новизна и перспективность разработанной в Обнинске высокой радиологической лечебной технологии, включающей плотноионизирующее излучение, заключается в том, что позволяет реализовать как конформное облучение опухоли, так и радиобиологические преимущества нейтронов по сравнению с фотонным излучением [13, 14]. В результате использования такого метода пятилетняя безрецидивная выживаемость больных местнораспространенным раком гортани после радикального курса сочетанной гамма-нейтронной терапии составила 63% по сравнению с 43% при традиционной лучевой терапии [14, 42].
Накопленный клинический опыт свидетельствует о перспективности такого лечения опухолей, особенно молочной железы, головного мозга, гортани, органов полости рта и ротоглотки. Наибольшая эффективность достигается, когда раковые клетки вначале подвергаются гамма, а затем нейтронному облучению [50].
В результате работы центра было доказано, что использование сочетанной фотонно-нейтронной терапии в комплексном лечении больных раком молочной железы III-IV ст. позволяет существенно улучшить как непосредственные, так и отдаленные результаты лечения, не снижая при этом качества жизни пациенток [15].
Доказано, что наличие метастазов в лимфатические узлы шеи и степень регрессии опухоли в процессе лечения являются основными факторами, оказывающими негативное влияние на отдаленные результаты лечения. Выживаемость больных с метастазами в лимфатические узлы шеи составила 69,6 ± 9,6%, в то время как выживаемость больных без метастазов составила 89,9 ± 3,9%. Общая трехлетняя выживаемость больных с полной регрессией опухоли была почти в два раза выше выживаемости больных с частичной регрессией - 90,6 ± 3,2 и 54,5 ± 15%, соответственно [46].
В 1999 г. был открыт Центр нейтронной терапии в Российском ядерном центре города Снежинска Челябинской области. Источником нейтронов с энергией 10-12 МэВ в Центре является генератор НГ-12И. поток нейтронов 1,5·1012 нейтрон/с получают при бомбардировке тритиевой мишени, формируя составным коллиматором. Расстояние от источника до облучаемой поверхности 105 см лучевое лечение проводится в режиме мультифракционирования 0,3 Гр·2 раза в деньдо 2,4 Гр, что соответствует 14,4 Гр фотон-эквивалетной дозы.[7, 39].
За период с 1999-2010 год в Уральском центре нейтронной терапии курс лечения быстрыми нейтронами получили 1000 пациентов [32]. Основные локализации составили плоскоклеточный рак слизистой дна полости рта, языка, ротоглотки, гортани, гортаноглотки, носоглотки, носа, нижней челюсти, орбит, верхнечелюстной пазухи, опухоли головного мозга, метастазы рака при опухолях головы и шеи, лимфатические узлы шеи, головной мозг, опухоли слюнной и щитовидной железы [6, 8, 32].
Использование в курсе лучевой терапии высокоэнергетического пучка быстрых нейтронов, получаемых на нейтронном генераторе НГ-12И с энергией пучка нейтронов 14 МэВ, показало высокую эффективность лечения первичных и рецидивных злокачественных опухолей, в сравнении с возможностями конвенциальной лучевой терапии запущенных радиорезистентных форм [8, 31].
Таким образом, учитывая 27-летний опыт томских коллег по изучению эффективности пучка нейтронов , 15-летний опыт коллег из Обнинска использующих в лечении быстрые нейтроны реактора, результаты, полученные зарубежными коллегами и большой клинический материал, накопленный в Уральском центре нейтронной терапии - ярко демонстрируют успех применения быстрых нейтронов в онкологии и позволяют считать целесообразным продолжение исследований в данном направлении, особенно на базе использования источников нейтронов высоких энергий. Результаты исследований указывают на ряд преимуществ, а именно улучшение показателей общей и безрецидивной выживаемости без увеличения удельного веса лучевых реакций и повреждений. Впервые, на большом клиническом материале представлены результаты лечения больных, у которых распространенность процесса и форма опухоли не позволяли надеяться на положительный эффект.
Актуальной является проблема дозиметрического планирования нейтронной и нейтронно-фотонной терапии, определение величин суммарных очаговых доз послеоперационного курса нейтронной терапии, лучевой нагрузки на соседние критические органы и ткани [12]. Отсутствуют данные об эффективной величине вклада быстрых нейтронов в курсовую дозу при смешанной нейтронно-фотонной терапии [26]. Немногочисленны сведения по лучевым реакциям и отдаленным повреждениям нормальных тканей, не разработаны методы их профилактики и лечения.
При большинстве опухолей многими авторами сегодня обсуждается уже не сам факт целесообразности и эффективности нейтронной терапии, а детали ее использования: концепция в определении оптимального режима фракционирования, показания к назначению в различных комбинациях комбинированного и комплексного лечения, четкое представление о последовательности применения. Особое звучание приобретают вопросы тактики при лечении ранних рецидивов после проведения конвенциальной лучевой терапии. Использование нейтронного излучения не заменяет и не противопоставляется развитию других способов лечения онкологических больных, а позволяет существенно расширить показания к лучевой терапии и увеличить ее эффективность.
Принимая во внимание выше перечисленное, а также неуклонный рост частоты онкологических заболеваний на фоне запущенности процесса, мозаичность оснащения онкорадиологических лечебных учреждений, немногочисленные (практически, только в двух центрах мира - Амстердам и Челябинск) исследования по изучению эффективности воздействия на злокачественную опухоль высокоэнергетических нейтронов, получаемых в нейтронных генераторах, следует считать необходимым продолжить научные исследования и практические разработки в сфере изучения эффективности нейтронного излучения в онкологии.
Список литературы