ISSN 1728-2985
ISSN 2414-9020 Online

Clinical, morphological and microcirculatory criteria of local recurrence of the prostate cancer after HIFU therapy

A.I. Neymark, M.A. Tachalov, B.A. Neymark, V.P. Levin

1) Department of Urology and Andrology with a course of Specialized Surgery of FGBOU VO «Altai State Medical University» of the Ministry of Health of Russia, Barnaul, Russia; 2) Department of Urology of Private Clinical Hospital «Russian Railways – Medicine», Barnaul, Russia
Aim: to study the clinical, morphological and microcirculatory criteria for treatment efficiency and prognosis of local recurrence after HIFU.
Materials and methods. On the basis of the urological department of Clinical Hospital «Russian Railways - Medicine» in Barnaul (the clinical base of the Department of Urology and Andrology with a course of Specialized Surgery of FGBOU VO «Altai State Medical University») for the period 2011–2018, a comprehensive examination and treatment of 240 patients with prostate cancer (PCa) by means of HIFU using «Ablatherm» was performed following transurethral resection of the prostate (TURP). The indication for HIFU was morphologically-proven PCa (stage T2a-cN0M0) in patients with contraindications due to comorbidities or those who refused from radical prostatectomy.
Results. A decrease in PSA to 0.5 ng/ml or less was observed in 74% of patients. A stable PSA level for 3 years was observed in 76% of patients. PSA levels differed depending on the PCa risk group. In the low-risk PCa, negative biopsy was seen in 89.6% of cases, in comparison with 72.2% and 69.4% in intermediate and high-risk PCa, respectively. There was a significant decrease in the volume of the prostate in all patients with low-risk PCa. The largest decrease in prostate volume was observed 12 months after HIFU.
Regarding recurrence-free survival after HIFU therapy, during follow-up of 3 years or more, 77% of patients didn’t have any signs of recurrence. A 3-year overall survival after HIFU was 83%.
In addition, an increase in postoperative PSA levels, change in parameters of Doppler study and laser Doppler flowmetry at the area of the prostate during the period of 6–36 months after HIFU was associated with a significant increase in the risk of recurrence of PCa at biopsy.
Conclusion. HIFU therapy is an effective treatment method for inducing prostate necrosis with minimal collateral damage to the surrounding tissue. The best results were achieved in patients with low-risk PCa. There were minimal adverse events after HIFU. In addition, in case of relapse after HIFU therapy, there is an opportunity for an early assessment of the efficiency and prognosis.

Keywords

HIFU
High Intensity Focused Ultrasound Ablation
prostate cancer
adenocarcinoma

Введение. По данным отчета GLOBOCAN (2018), представленного Международным агентством по исследованию рака (IARC), в 2018 г. в мире зарегистрировано почти 1,3 млн новых случаев рака предстательной железы (РПЖ), а также 359 тыс. смертельных исходов, ассоциированных с РПЖ, что ставит данную патологию соответственно на вторую и пятую позиции в общемировой структуре онкологической заболеваемости и смертности мужского населения [1, 2]. Более чем в половине (105 из 185) стран мира, в частности в Северной и Южной Америке, Северной и Западной Европе, Австралии и Новой Зеландии, а также на значительной части Африканского континента РПЖ является самым частым злокачественным новообразованием у мужчин [1].

Рост заболеваемости в значительной степени обусловлен более широким внедрением системы своевременного выявления РПЖ с обязательным определением простатического специфического антигена (ПСА), что в свою очередь привело к повышению частоты регистрации локализованных форм заболевания – до 55,2% среди вновь выявленных больных [3–5].

Улучшение ранней диагностики и повышение внимания к качеству жизни пациентов на фоне побочных эффектов радикальной простатэктомии [6] стимулируют поиск менее инвазивных методов лечения, среди которых особого внимания заслуживает абляция предстательной железы (ПЖ) высокоинтенсивным фокусированным ультразвуком (HIFU). Ее основные преимущества – высокие показатели 5-летней безрецидивной выживаемости при лечении локализованных форм РПЖ (66–78%), а также возможность повторного применения в случае возникновения локального рецидива [6, 7]. Растет популярность мультимодального подхода, когда в дополнение к малоинвазивному вмешательству используется неоадьювантная гормональная терапия [8, 9].

Метод HIFU-терапии основан на распространении механических волн с частотой выше 20 тыс. Гц рассеянными пучками с фокусировкой в заданной зоне. Высокоэнергетический ультразвук обладает уникальной способностью проникать в здоровые ткани, не повреждая их, однако при фокусировке линзой эмиттера на небольшом участке в течение 1 с происходит мгновенное повышение температуры до 90°C, достаточной для развития коагуляционного некроза. Энергия ультразвуковых колебаний приводит к термическим и механическим повреждениям, а также к деструкции клеток за счет эффекта кавитации [10].

На сегодняшний день сформулированы преимущества метода HIFU, определены основные морфологические изменения, отражены результаты проспективных исследований, освещены проблемы, связанные с данной методикой лечения РПЖ [11–14].

Одной из нерешенных задач служит ранняя диагностика локального рецидива после HIFU. Это обусловлено недостаточной доступностью позиционно-эмиссионной томографии (ПЭТ-КТ), которая позволяет их выявлять, что требует поиска новых методов диагностики [15].

Цель исследования: изучить клинико-морфологические и микроциркуляторные критерии эффективности лечения и прогноза локального рецидива после HIFU.

Материалы и методы. На базе урологического отделения Отделенческой клинической больницы ст. Барнаул ОАО РЖД (клиническая база кафедры урологии и андрологии с курсами специализированной хирургии ФГБОУ ВО «Алтайский государственный медицинский университет») за 2011–2018 гг. проведено комплексное обследование и лечение 240 пациентов с РПЖ. Все исследования проведены с разрешения Комитета по биомедицинской этике.

Во всех случаях диагноз РПЖ верифицирован морфологически (стадия Т2а-сN0M0). Всем пациентам до HIFU-терапии с целью исключения метастазов провели магнитно-резонансную томографию органов малого таза, радионуклидное сканирование костей скелета.

С целью уменьшения объема ПЖ и увеличения радикальности лечения, удаления петрификатов и профилактики инфравезикальной обструкции всем пациентам за 5–7 дней до HIFU-терапии провели ТУРП.

Сеанс HIFU проводили под спинальной анестезией по стандартной методике на аппарате «Ablatherm» (EDAP TMS S.A., Франция).

Измерение уровня общего ПСА в сыворотке крови осуществлено с помощью системы ARCHITECTi. Признаком биохимического рецидива считали прирост показателя более чем на 2 нг/мл относительно надира [16, 17].

Трансректальное ультразвуковое исследование проведено на аппарате Acuson «S 2000» (Siemens, Германия). Оценивались объем ПЖ, структура и кровоток.

Микроциркуляцию в ткани ПЖ оценивали по разработанной нами методике с использованием лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ) [18]. Она основана на использовании биологически активных точек проекции простаты, находящихся на одинаковом расстоянии между анальным отверстием и корнем мошонки по средней линии [19].

Использовали аппарат ЛАКК-02 (НПП «ЛАЗМА», Россия). Зонд-датчик устанавливали перпендикулярно кожи промежности, время записи составило 2 мин. Обработку кривых с использованием программного обеспечения осуществляли после каждого исследования. Определяли показатель микроциркуляции (ПМ), характеризующий поток эритроцитов в единицу времени через единицу объема ткани (в перф. ед.), среднеквадратическое отклонение (СКО, перф. ед.), отражающее временную изменчивость микроциркуляции, а также коэффициент вариации (KВ=СКО/ПМ×100%), характеризующий вазомоторную активность микрососудов [20, 21].

Первое контрольное обследование выполнено через 1 мес. после HIFU, потом каждые 3 мес. на протяжении 3 лет.

Патоморфологическое исследование проведено на материале первичных и послеоперационных образцов, полученных при мультифокальной биопсии и ТУРП. Контрольные биопсии выполнены трансректальным доступом из 12 точек в сроки 6, 12 , 24 и 36 мес.

Статистический анализ результатов проведен с помощью программы STATISTICA версии 12.0 компании StatSoft, Inc (США), графическое представление данных – при помощи программ STATISTICA и Microsoft Excel 2016. Проверку гипотезы о нормальности распределения и равенстве выборочных дисперсий осуществили с использованием критериев Шапиро–Уилка и Левена.

Для относительных величин значения представлены в виде процентного соотношения, для каждой из непрерывных величин в зависимости от типа распределения – в виде среднего арифметического и стандартного отклонения (M±σ).

Для анализа таблиц сопряженности применен точный критерий Фишера или критерий χ2 Пирсона. С целью сравнения двух независимых групп по количественному признаку использован t-критерий Стьюдента или непараметрический U-критерий Манна–Уитни. Для сравнения связанных выборок использовали парный t-критерий Стьюдента или непараметрический T-критерий Вилкоксона.

Коррелятивные взаимоотношения оценивали с помощью критериев Пирсона и Спирмена. Различия в сравниваемых группах считали статистически значимыми при p<0,05.

Для обоснования результатов исследования при оценке выживаемости пациентов использованы традиционные в онкологии критерии. Нами применен анализ общей и безрецидивной выживаемости.

Результаты. HIFU выполнена 240 пациентам с РПЖ в возрасте от 51 года до 82 лет (средний возраст – 67,4±1,0 год). Среднее время процедуры составило 116,5±23,4 (61–168) мин, продолжительность послеоперационного койко-дня – 9,4±0,4 (8–14) сут. Продолжительность наблюдения за пациентами варьировалась от 9 до 52 мес., составив в среднем 32,3±13,1 мес. Стадия Т2а диагностирована у 94 (39,1%) пациентов, Т2b – у 81 (33,7%), Т2с – у 65 (27%).

В зависимости от группы риска развития рецидива пациенты распределились следующим образом. В группу низкого риска (индекс Глисона <6, ПСА<10 нг/мл) вошли 102 пациента, в группу среднего риска (индекс Глисона – 6–7, ПСА – 10–20 нг/мл) – 86 и в группу высокого риска (индекс Глисона >7, ПСА >20 нг/мл) – 52 пациента.

Проведен анализ динамики концентрации ПСА в течение 3 лет после HIFU-терапии в зависимости от онкологического риска (табл. 1).

71-1.jpg (125 KB)

Результаты ПСА на всех сроках после операции достоверно отличались от исходных значений. Cнижение показателя ПСА до 0,5 нг/мл и ниже отмечено у 74% пациентов. Стабильный уровень ПСА в течение 3 лет констатирован в 76% наблюдений. Показатели уровня ПСА различались в зависимости группы онкологического риска (табл. 1).

В группе низкого риска количество отрицательных биопсий составило 89,6%; в группах среднего и высокого рисков – 72,2 и 69,4% соответственно (табл. 2).

71-2.jpg (163 KB)

Как видно из табл. 2, наилучшие результаты лечения РПЖ наблюдали в группе низкого онкологического риска. Повторный сеанс HIFU проведен 19 пациентам, 5, 6 и 8 – групп низкого, среднего и высокого рисков соответственно. Одиннадцати пациентам с признаками прогрессирования заболевания была назначена антиандрогенная терапия в режиме монотерапии или максимальной андрогенной блокады.

У всех пациентов после HIFU отмечено значительное снижение объема ПЖ. Наименьший объем ПЖ наблюдали через 12 мес. после проведения HIFU.

Значительное снижение объема ПЖ имело место уже через 1 мес. после лечения, и тенденция к снижению объема сохранялась в течение всего периода наблюдения.

Уменьшение размеров ПЖ сопровождалось уменьшением выраженности инфравезикальной обструкции и симптомов, что подтверждалось результатами урофлоуметрии (Qmax) и суммой баллов по шкале IPSS. Поскольку процедура HIFU сопровождается термическим воздействием на ткань ПЖ, уретру и часть шейки мочевого пузыря, вызывающим отек тканей, оценку выраженности симптомов нижних мочевыводящих путей провели не ранее чем через 6 мес. после лечения (табл. 3).

Показатели IPSS и Qmax после операции достоверно отличались от исходных значений. Заметное улучшение состояния, сопровождавшееся снижением суммарного балла по IPSS и увеличением Qmax, констатировали уже через 6 мес. после сеанса HIFU.

Анализ безрецидивной выживаемости после HIFU-терапии показал, что по прошествии 3 и более лет 77% пациентов живут без признаков рецидивов (рис. 1).

72-1.jpg (55 KB)

Проведенный статистический анализ выявил наличие корреляционной зависимости безрецидивной выживаемости пациентов от уровня предоперационного ПСА (г=0,63, р<0,02).

Показатель общей выживаемости за 3 года составил 83% (рис. 2).

72-2.jpg (61 KB)

Полученные показатели общей и безрецидивной выживаемости позволяют говорить о довольно высокой эффективности HIFU-терапии больных локализованным РПЖ.

73-1.jpg (96 KB)Показатели микроциркуляции. При анализе ЛДФ-грамм до сеанса HIFU у пациентов с РПЖ выявлено значительное снижение основных параметров микрокровотока в точке проекции органа.

Через 3 мес. после сеанса HIFU наблюдали резкое снижение основных параметров микрокровотока (в 1,4–1,7 раза) при сохранении значительной вариабельности индивидуальных значений (рис. 3). Отмечено существенное снижение микроциркуляции после HIFU у пациентов с рецидивом и без, причем в наибольшей степени они касались ПМ, в связи с чем данный показатель был выбран для сравнительного анализа.

У пациентов без рецидива с 6-месячного срока фиксировали минимальные значения ПМ с небольшим постепенным ростом к концу периода мониторинга. У большинства пациентов с выявленным в последующем рецидивом основные параметры микроциркуляции после первичного снижения в определенный момент времени значительно возросли; начиная с 6-го месяца средние значения ПМ достоверно превзошли соответствующие показатели пациентов без рецидива.

Максимальный рост и наибольшие различия зафиксированы через 12±3 мес. после HIFU-терапии, совпав по времени с регистрацией 46% рецидивов РПЖ, при этом среднее значение ПМ в срок, предшествовавший выявлению рецидива (5,40±0,92 перф. ед.), значительно превосходило данные послеоперационного мониторинга всех пациентов (p<0,001) (см. рис. 4, а).

Ранее проведенное исследование показало, что улучшение микроциркуляции в ПЖ сопряжено с высоким риском рецидивирования. Патент № 2658460 [22]. Как следует из диаграмм, пациенты с выявленным через год рецидивом имели увеличение показателей ЛДФ уже через 3 мес. после лечения. В дальнейшем данные показатели прогрессивно увеличивались.

Патоморфологические признаки рецидива РПЖ. При косвенной оценке объема опухоли в материале мультифокальной биопсии ПЖ медианное значение относительной доли позитивных биопсийных столбиков у пациентов с рецидивом составило 66,7% и достоверно превышало соответствующее значение у пациентов без рецидива (20,0%; p=0,002).

74-1.jpg (340 KB)

Установлено, что у большинства (81%) пациентов без рецидива доля положительных образцов в дооперационном материале не превышала 40% (≤4 столбиков при 12-точечной биопсии), в то время как наличие рецидива в 80% случаев было ассоциировано с более высокими значениями данного показателя. Доля положительных образцов у пациентов с рецидивом была достоверно выше, чем доля образцов у пациентов без рецидива.

У большинства (87,5%) пациентов без рецидива в первичном материале выявлена умеренно дифференцированная аденокарцинома (≤3+4 балла по шкале Глисона), наблюдения с общей суммой 7 (4+3) баллов составили лишь 12,5% (рис. 4). У пациентов с рецидивом доля менее дифференцированных форм (4+3, 8 и 9) была значительно выше – 60% в сумме (p<0,01). При анализе гистологических характеристик основного компонента опухоли в образцах без рецидива доминировали мелкоацинарные структуры (83,3% РПЖ-позитивных образцов), во многих наблюдениях характеризовавшиеся гетерогенностью архитектурных и цитологических параметров. В оставшихся случаях на первый план выходили плохо сформированные железы 4-й градации.

В случаях с рецидивом доля мелкоацинарных структур как основного компонента снижалась (37,7%), более чем в половине биоптатов (62,3%) на первый план выходили плохо сформированные и слившиеся железы, а также криброзные комплексы (рис. 5). Последние отмечены в 16,9% биоптатов в качестве ведущего компонента и еще в 6,5% – в качестве вторичного, при этом в материале пациентов без рецидива они полностью отсутствовали (p<0,001). Таким образом, в наших наблюдениях даже небольшое содержание криброзных элементов было в 100% случаев сопряжено с развитием местного рецидива после HIFU-терапии.

74-2.jpg (386 KB)

Среди других гистологических маркеров неблагоприятного прогноза, встречавшихся в первичном материале в единичных случаях, но всегда сопровождавшихся рецидивированием РПЖ после лечения, необходимо упомянуть внутрипротоковую карциному простаты, диагностированную в 5% образцов, а также периневральную инвазию (6,5%). В 10,4% случаев отмечены элементы пенисто-клеточной аденокарциномы, которая относится к редким формам РПЖ с промежуточным или высокоагрессивным течением.

Основу биоптатов после HIFU без рецидивов составляет фиброваскулярная ткань с небольшим количеством желез преимущественно атрофического типа, в ряде случаев – с выраженной базальноклеточной гиперплазией, очагами или крупными полями некротизированных бесструктурных масс, умеренной диффузной и выраженной очаговой лимфогистиоцитарной инфильтрацией, атрофией и редукцией элементов гладкомышечного каркаса (рис. 6).

75-1.jpg (262 KB)

Обсуждение. Данное исследование демонстрирует положительное воздействие HIFU в лечении пациентов с локализованным РПЖ. Отсутствие массы побочных эффектов, короткий период госпитализации и высокая эффективность позволяют считать HIFU-терапию альтернативным методом лечения [23].

Прогноз лечения зависит от степени онкологического риска, который устанавливается по данным обследования. Чем меньше агрессия опухоли и ее распространенность в простате, тем лучше результаты лечения методом HIFU [24].

Как показал анализ результатов мониторинга, повышение послеоперационных уровней ПСА, показателей ЛДФ в точке проекции ПЖ в период 6–36 мес. после ультразвукового воздействия сопряжено с существенным увеличением вероятности выявления рецидива РПЖ при морфологическом исследовании.

К существенным факторам, определившим вероятность сохранения опухолевых клеток после воздействия HIFU, относятся особенности самой опухоли. Прогрессирование РПЖ ассоциировано с высокими показателями ее объема, выявлением менее дифференцированных форм, наличием криброзных комплексов. Значимая ассоциация между присутствием крибриформных структур и развитием рецидива подтверждает современные данные об особом прогностическом значении криброзного подтипа аденокарциномы ПЖ [24] и указывает на целесообразность его специального учета для выделения пациентов с повышенным риском прогрессирования.

Роль опухоль-ассоциированного ангиогенеза в прогрессировании РПЖ остается предметом дискуссий [25, 26]. По нашим данным, численная плотность микрососудов первичной опухоли не коррелирует со степенью ее дифференцировки и отрицательно ассоциирована с выявлением рецидива после сеанса HIFU. Это может указывать на то, что более васкуляризованные опухоли, рост которых в большей степени зависит от микроциркуляторных факторов, характеризуются и большей чувствительностью к обусловленным HIFU нарушениям микрогемодинамики.

Существует мнение, будто разрушение сосудов при воздействии HIFU может играть значительную роль в процессах вторичного повреждения опухолевых клеток [27]. У пациентов без рецидива на фоне резкого уменьшения объема неопухолевых желез численная плотность микрососудов в их зоне, а также параметры ЛДФ значительно снижались по сравнению с исходными показателями. Сохранение и даже усиление микроциркуляции в зоне неопухолевой паренхимы в случаях с рецидивом могут быть связанными как с недостаточной эффективностью абляции, так и с проангиогенным действием резидуальных неопластических элементов и ассоциированных с ними реактивных процессов.

Заключение. Таким образом, HIFU-терапия считается эффективным методом лечения, с помощью которого удается добиваться некроза ПЖ с минимальным повреждающим воздействием на окружающие ткани. В настоящем исследовании наилучшие результаты были достигнуты пациентами группы низкого онкологического риска.

Ультразвуковая абляция приводит к резкому снижению основных параметров микроциркуляции. Метод ЛДФ позволяет выявлять изменения основных параметров микроциркуляции уже на ранних сроках после HIFU и прогнозировать развитие рецидива РПЖ.

По данным комплексного патоморфологического анализа, воздействие фокусированного ультразвука на ткань ПЖ приводит к массивному коагуляционному некрозу и запуску мозаично протекающих деструктивных и регенераторных процессов, в исходе которых большая часть пролеченной зоны замещается пролиферирующей фиброзной тканью, при этом отмечается полный регресс опухоли или уменьшение числа позитивных столбиков.

Прогрессирование РПЖ после HIFU-терапии значимо ассоциировано с морфологическими характеристиками первичных биоптатов – высокими показателями объема опухоли и объемной плотностью опухолевых структур, выявлением менее дифференцированных форм с суммой Глисона ≥4+3, наличием криброзных комплексов.

По данным клинико-функционального анализа, повышение концентрации ПСА, показателя микроциркуляции и пиковой линейной скорости кровотока сопряжено с существенным увеличением вероятности выявления рецидива РПЖ при морфологическом исследовании.

About the Authors

Corresponding author: M.A. Tachalov – Ph.D., oncourologist, Department of Urology of Private Clinical Hospital «Russian Railways – Medicine», Barnaul, Russia; e-mail: med7@mail.ru

Similar Articles

By continuing to use our site, you consent to the processing of cookies that ensure the proper functioning of the site.