Рак кожи является одним из наиболее распространенных опухолей. В общей структуре онкологических заболеваний по частоте встречаемости злокачественные опухоли кожи занимают 3-е место. Среди злокачественных новообразований кожи наиболее часто встречается базальноклеточный рак, значительно реже - плоскоклеточный рак, меланома, и опухоли, развивающиеся из придатков кожи.
В структуре всех злокачественных новообразований рак нижней губы составляет 1,5%. В структуре онкологической заболеваемости рак губы находится на 8-9-м месте [2].
Поэтому особую актуальность приобретает ранняя диагностика с использованием скрининговых методов для активного выявления предраковых заболеваний слизистой оболочки рта и кожи и начальных стадий бессимптомного рака.
Больший потенциал в обнаружении ранних форм рака показал метод флуоресцентной диагностики [4]. Метод флуоресцентной диагностики злокачественных опухолей основан на изучении двух феноменов: 1) различий в интенсивности и спектральном составе собственной флуоресценции здоровой и опухолевой ткани, 2) способности ряда препаратов (фотосенсибилизаторов) избирательно накапливаться в ткани злокачественного новообразования и возможности их обнаружения по характерной флуоресценции (свечению). Среди последних существенную роль играют методы, в основе которых лежит феномен селективного накопления порфиринов в пролиферирующих тканях. Здесь широко известны в настоящее время методы оптической диагностики с использованием экзогенных (вводимых принудительно) препаратов порфиринового ряда (фотофрин, фотосенс), либо препаратов, стимулирующих повышенную выработку порфиринов в организме (на основе аминолевулиновой кислоты) [5]. Все эти препараты токсичны и их применение обосновано лишь при серьёзных показаниях. Недостатками метода является влияние фотосенсибилизатора на организм, длительность ожидания, связанная с избирательным накоплением фотосенсибилизатора [7].
Существует другая группа оптических методов диагностики, нетребующие применения каких-либо фармакологических препаратов, использующие явление флуоресценции веществ, естественно находящихся в организме - аутофлуоресцентные методы [6].
Эти методы основаны на определении пространственного распределения в тканях естественных маркеров пролиферативной активности - эндогенных порфиринов, по их характерной флуоресценции, индуцированной лазером.
Среди эндогенных флуорохромов порфирины имеют в видимой области спектра наиболее длинноволновые полосы флуоресценции. Это позволяет путём соответствующего выбора длины волны возбуждающего излучения селективно возбуждать только эндогенные порфирины. При прочих равных условиях интенсивность флуоресцентного сигнала пропорциональна приведённой к поверхности концентрации возбуждённых флуорохромов. Благодаря свойству эндогенных порфиринов накапливаться в делящихся клетках, появляется возможность визуализировать зоны роста тканей. Недостатком этого метода является малая чувствительность [1].
Цель исследования - повышение эффективности ранней диагностики рака кожи и губы путем анализа свечения опухоли в высокочастотном электрическом поле.
Материалы и методы исследования
Наблюдения были выполнены на базе отделения № 4 «Опухолей головы и шеи» Государственного бюджетного учреждения здравоохранения «Клинический онкологический диспансер №1» Министерства здравоохранения Краснодарского края на 60 больных с базально-клеточным раком кожи I - II стадии и 60 больных с раком губы I - II стадии
Первоначально пациенты с жалобами на появление на поверхности кожи или губы эрозии, бляшки или узла обращались в поликлинику. Предварительный диагноз ставился на основании цитологического анализа мазка или соскоба.
В стационаре, накануне операции, с согласия пациентов, с разрешения заведующего отделением у пациентов в течение 2 секунд осуществляли газоразрядную визуализацию участков с раком кожи и с раком губы и аналогичных участков нормальной кожи и губы. Газоразрядную визуализацию участков кожи человека осуществляли в течение 2 секунд сканером КЭЛСИ созданным многопрофильным предприятием «ЭЛСИС» (г.Санкт-Петербург»), разрешенным к применению на коже и губе человека. Свечение сканировалось, увеличивалось встроенным в сканер микроскопом, регистрировалось фото-телекамерой (до 1000 кадров/сек; разрешающая способность 2048х1536) и через устройство оцифровки видеосигнала поступало в слот компьютера. Компьютерная программа воспроизводила изображение на экране монитора в виде снимков и видеоролика, строила гистограммы яркостей свечения и гистограммы длин волн. Анализировали гистограммы яркостей краевого свечения участков рака кожи и рака губы, площадь гистограмм яркостей, гистограммы длин волн краевого свечения (границы диапазона, диапазон).
Диагноз рака кожи и рака губы был подтвержден результатами гистологического анализа удаленной опухоли.
Статистический анализ результатов исследования был проведен с использованием программ: «STATISTIKA 6,0 for Windows» За достоверные различия в сравнении средних величин брали t-критерий Стьюдента при р<0,05. Определяли коэффициент парной корреляции.
Полученные результаты и их обсуждение
У всех наблюдаемых пациентов в высокочастотном электрическом поле наблюдалось краевое свечение как здоровых участков кожи, так и базилом - эффект Кирлиана. Однако, наряду с краевым свечением внутри базилом в высокочастотном электрическом поле появлялись очаги свечения.
Сравнение краевого свечения здоровых участков кожи и внутреннего свечения базилом представлено в таблице 1.
Таблица 1
Сравнение значений краевого свечения здоровых участков кожи и внутреннего свечения базилом кожи (M±m)
|
Показатели |
Рак |
Здоровая кожа |
|
Площадь участка кожи, охваченного краевым свечением на сканограмме в мм2 |
30,8±2,2 |
32,6±1,9 P>0,05 |
|
Площадь очага внутреннего свечения на сканограмме в мм2 |
26,7±1,0 |
- |
|
Яркость свечения в биттах |
59,3±2,2 |
37,9±1,4 P<0,001 |
|
Минимальная граница диапазона длины волн в нм |
424,7±10,1 |
420,5±12,3 P>0,05 |
|
Максимальная граница диапазона длины волн в нм |
488,0±12,6 |
616,5±10,7 P<0,001 |
|
Диапазон длин волн в нм |
63,3±9,2 |
186,0±11,3 P<0,001 |
|
Медиана длины волны в нм |
450,3±12,6 |
534,3±10,7 P<0,001 |
При одинаковой площади участка здоровой кожи и базиломы, за счет возникающих в высокочастотном электрическом поле очагов свечения, яркость свечения базиломы была на 56,5% больше яркости краевого свечения участка здоровой кожи.
Диапазон длины волн свечения при базиломе был меньше диапазона краевого свечения на 66,0% за счет меньшей на 20,8% максимальной границы диапазона длины волн. Медиана длин волн свечения базиломы в высокочастотном электрическом поле была на 15,7% меньше, чем медиана краевого свечения.
Значения параметров внутреннего и краевого свечения губы приведены в таблице 2.
Яркость свечения раковой опухоли губы превышала яркость свечения такого же по площади здорового участка губы на 90,6% за счет внутреннего свечения.
Диапазон длины волн свечения рака губы был меньше диапазона краевого свечения здорового участка рака губы 60,9% за счет меньшей на 19,9% максимальной границы диапазона длины волн. Медиана длин волн свечения рака губы в высокочастотном электрическом поле была на 9,8% меньше, чем медиана краевого свечения здорового участка губы.
Таблица 2
Значения параметров краевого свечения здоровых участков губы и внутреннего свечения рака губы (M±m)
|
Показатели |
Рак n=72 |
Здоровая губа n=72 |
|
Площадь участка кожи, охваченного краевым свечением на сканограмме в мм2 |
59,6±1,5 |
63,1±1,3 P>0,05 |
|
Площадь очага внутреннего свечения на сканограмме в мм2 |
41,5±0,9 |
- |
|
Яркость свечения в биттах |
99,1±1,6 |
52,0±1,3 P<0,001 |
|
Минимальная граница диапазона длины волн в нм |
419,6±11,4 |
411,6±10,1 P>0,05 |
|
Максимальная граница диапазона длины волн в нм |
505,1±12,5 |
630,2±13,0 P<0,001 |
|
Диапазон длин волн в нм |
85,5±8,1 |
218,5±10,1 P<0,001 |
|
Медиана длины волны в нм |
450,9±1,6 |
500,1±1,2 P<0,001 |
Таким образом, свечение базиломы кожи и рака губы в высокочастотном электрическом поле по сравнению со здоровым участком кожи характеризуется увеличением яркости свечения и смещением медианы длины волн в сторону фиолетового цвета спектра видимого излучения.
Это, по всей видимости, связано с метаболизмом раковых клеток. Как известно, нормальные дифференцированные клетки в присутствии кислорода в качестве основного источника энергии используют трёхэтапный процесс утилизация глюкозы: гидролиз высокомолекулярных органических соединений; гликолиз; окислительное фосфорилирование и цикл Кребса. У раковых клеток наблюдается эффект Пастера - подавление гликолиза дыханием в присутствии достаточного количества кислорода. Гликолиз в качестве основного источника энергии здоровые клетки используют только в анаэробных условиях; митохондрии у них располагаются кластерами вокруг ядра. Отличительными чертами обмена опухолевых клеток, наоборот, являются высокий уровень гликолиза и низкий уровень дыхания. Большинство раковых клеток производят лактат - характерный продукт анаэробного гликолиза при недостатке кислорода [10].
С другой стороны, были установлены газоразрядные особенности фенотипически разных клеточных популяций. Выявлена связь между метаболической активностью клеток и параметрами оптико-электронной эмиссии [8]. Совокупность этих фактов свидетельствует, что наблюдаемое свечение базилом и рака губы связано с увеличением в раковых клетках энергетического обмена.
Вывод. Безвредность метода визуализации, возможность получения новой информации свидетельствуют о необходимости его использования для повышения эффективности ранней диагностики рака кожи и губы путем анализа свечения опухоли в высокочастотном электрическом поле.
Рецензенты:
Каде А.Х., д.м.н., профессор, заведующий кафедрой общей и клинической патофизиологии Государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Кубанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Краснодар;
Сапсай Е.В., д.м.н., профессор, профессор кафедры биологии с курсом медицинской генетики Государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Кубанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Краснодар.