МРТ — магнитно-резонансная томография
DTI — Diffusion tensor imaging, диффузионно-тензорная визуализация
МР-трактография — магнитно-резонансная трактография
Полная резекция (Gross-total resection) (100% радикальность) при удалении внутримозговых опухолей признана сегодня благоприятным прогностическим фактором в отношении выживаемости пациентов как с диффузными глиомами Grade II [1], так и с Grade III—IV. В то же время известно, что опухолевые клетки при диффузных глиомах распространены за пределы границ микрохирургической видимости и зон накопления контраста и/или патологического Т2 сигнала по данным магнитно-резонансной томографии (МРТ) [2—6]. В поиске путей увеличения выживаемости при глиомах Grade II обсуждается целесообразность повышения степени радикальности их удаления до «супратотального» [7, 8]. Обсуждаются также возможности расширения резекции глиом Grade III—IV [9—11]. Аналогичные вопросы возникают при удалении метастазов в головном мозге, поскольку, несмотря на кажущийся узловой рост этих образований, остается неясной глубина инвазии при различных патоморфологических вариантах [12]. В настоящее время является стандартом удаление метастазов с перифокальной зоной в пределах 5 мм от опухоли [13], но даже при таком подходе есть рецидивы [14]. Требуются дальнейшие исследования эффективности расширенной, так называемой супрамаргинальной резекции метастазов [12].
Существующие методы определения границ удаления опухоли, такие как метаболическая навигация [15, 16] и интраоперационная МРТ [17, 18], позволяют увеличить радикальность хирургии, но ни один из существующих методов интраоперационной диагностики не дает гарантии тотального удаления опухоли, и тем более — абсолютной циторедукции. Кроме того, при удалении опухоли в ее анатомических границах наталкиваемся на ограничения в случаях ее локализации в функционально значимой зоне, так как функциональный статус пациента — не только достоверный предиктор выживаемости, но и ключевой фактор, определяющий качество жизни. Эта проблема в современной нейрохирургии глиом обозначается термином «онкофункциональный баланс», и на настоящем этапе он достигается путем сопоставления по ходу операции анатомических и «функциональных» границ.
Несмотря на все достоинства современных технологий индикации опухоли, ряд авторов прибегает к дополнительному исследованию ее границ на предмет оставшейся опухолевой ткани [19]. В нашем исследовании мы применили метод мультифокального цитологического исследования полноты резекции или ее радикальности. Диагностическая ценность этого метода оценки распространенности опухоли центральной нервной системы продемонстрирована в ряде работ по цитологической [20, 21] и генетической [22, 23] верификации опухолевой ткани как при глиальных опухолях [20—22], так и при церебральных метастазах [20, 22, 23].
Цитологическое интраоперационное исследование имеет чувствительность и специфичность, статистически значимо не отличающиеся от таковых при гистологическом исследовании с использованием криостата [24].
Цель исследования — изучить возможность цитологического исследования границ удаления глиальных и метастатических опухолей для объективной оценки радикальности операции.
Материал и методы
В исследование включено 35 пациентов (20 мужчин и 15 женщин) с супратенториальными внутримозговыми опухолями, которым проведено открытое хирургическое вмешательство в университетской клинике ФГБОУ ВО «Приволжский исследовательский медицинский университет». С метастазами в головной мозг было 15 пациентов (5 с меланомой и 10 с карциномами), с диффузными глиомами, накапливающими контраст — 13 пациентов (12 с глиобластомой и 1 с глиомой Grade III), с диффузными глиомами, не накапливающими контраст — 7 (5 с глиомами Grade II и 2 с глиомами Grade III). Критерии исключения: возраст менее 18 лет, тяжелая соматическая патология, подозрение на лимфопролиферативный характер внутримозгового процесса. Все участники подписали информированное согласие на участие в исследовании, протокол одобрен на заседании локального этического комитета ФГБОУ ВО «Приволжский исследовательский медицинский университет» (№ 1 от 22.01.18).
При неконтрастируемых диффузных глиомах операция во всех случаях была первичной, без адьювантного лечения в анамнезе. Операция была повторной, с лучевой терапией в межрецидивном периоде у 4 из 13 пациентов с контрастируемыми глиомами Grade III—IV и у 4 из 15 пациентов с метастазами. Эти больные представляли особый интерес в отношении влияния лучевой терапии на наличие опухолевых клеток в перифокальной зоне.
Всем пациентам перед операцией проведена МРТ с контрастным усилением (Магневист 0,2 мл на 1 кг массы тела) и диффузионно-тензорная визуализация-трактография (DTI-трактография) проводящих путей белого вещества головного мозга на томографе Siemens Essenza 1,5 Т (Siemens, Германия). Компиляция данных производилась в программе NordicBrainEx. На основании DTI-трактографии кортико-спинальный тракт оказался заинтересованным в 24 (68,6%) из 35 случаев, аркуатный тракт — в 11 (52,4%) из 21 случая при доминантной локализации опухоли. Нейрофизиологический мониторинг производили на 32-канальном аппарате INOMED ISIS IOM (Innomed Medizintechnik GmbH, Германия) посредством корковой биполярной и субкортикальной монополярной электростимуляции: моторное картирование выполнялось в 17 случаях, картирование речевой коры — в 5 из 35 случаев.
Модели моторных и ассоциативных (аркуатного, косого лобного) трактов загружались в нейронавигационную станцию Medtronic StealthStation S7 (Medtronic, Ирландия). Оперативное вмешательство проводилось с применением стандартных методов доступа и удаления глиальных и метастатических опухолей головного мозга с использованием микрохирургической техники.
Операционный материал подвергали патогистологическому и иммуногистохимическому исследованию, на основании чего устанавливали окончательный диагноз. При удалении опухоли, наряду с забором фрагментов опухоли для патогистологического исследования, проводили мультифокальный (от 2 до 5 точек) забор образцов для цитологического исследования (объем примерно 0,003 см3) в ближайших к опухоли точках перифокальной зоны и в максимально отдаленных точках на границе расширенной резекции. Время выполнения цитологического исследования составляло около 15 мин.
Определение границ так называемой «супратотальной» резекции опухоли достаточно субъективно. В нашем исследовании к расширенной резекции относили зону аспирации на расстоянии не менее 5 мм от видимого края опухоли, в которой и брали материал для исследования. Другая точка забора была непосредственно у края опухоли, идентифицированного визуально через микроскоп в комплексе с данными нейронавигации. Материал маркировали, подвергали центрифугированию, после чего помещали на предметное стекло, фиксировали и окрашивали экспресс-красителем MGG (Bio-Opticа, Италия). Окрашенные цитологические препараты исследовали в световом микроскопе Nikon ECLIPSE NI-U (Nikon, Япония) при увеличениях 100, 200 и при масляной иммерсии 1000. При малом увеличении 100 и 200 оценивали «клеточность» мазка, отмечали наличие клеток опухоли, анализ фона. При увеличении 1000 оценивали детали строения ядра, ядерной мембраны и цитоплазмы. Всего исследовано 154 образца, полученные данные заносили в индивидуальную регистрационную карту пациента.
Контрольная МРТ с контрастным усилением в раннем послеоперационном периоде проведена 29 пациентам, результаты стандартных расчетов радикальности резекции представлены в таблице.
Статистический анализ проводили с применением программы Statistica 6,1. Диагностическое значение цитологического исследования оценивали по сравнению с послеоперационной МРТ с применением метода логистической регрессии. Сравнительный анализ в группах проводили с применением критерия Пирсона (c2). Различия считали статистически значимыми при достижении уровня значимости р<0,05.
Результаты
Приводим данные о распределении опухолевых клеток в перифокальной зоне по выделенным группам.
Церебральные метастазы
При удалении метастазов исследовано 64 образца: от 2 до 5 у одного больного. Находки в образцах распределились следующим образом (рис. 1):
Наибольший удельный вес составили находки опухолевых клеток непосредственно в перифокальной зоне, обнаруженные у пациентов как с карциномами (5 из 10), так и с меланомой (2 из 5). Реже опухолевые клетки выявлялись на границе расширенной резекции — всего в 3 образцах у 2 больных, при МРТ-радикальности 92 и 100%.
Клинический пример 1
Пациентка Н., 70 лет, метастаз меланомы в правой теменной доле (рис. 2, а—в).
Данное наблюдение демонстрирует одну из потенциальных причин рецидивов образований, когда опухоль распространяется в вещество мозга по сосудам.
Контрастируемые глиомы Grade III—IV
При операциях по поводу глиом Grade III—IV, накапливающих контраст, взято 60 образцов. В ближайшей перифокальной зоне опухолевые клетки выявлены в 22 (68,8%) из 32 образцов, на границе расширенной резекции — в 14 (70%) из 20 (χ2=0,009, p=1). В контрольных образцах опухоль верифицирована в 7 (87,5%) из 8 случаев (рис. 3).
В ближайшей перифокальной зоне опухолевые клетки обнаружены у 12 из 13 пациентов, на окончательной границе резекции — у 11 из 13. Радикальность удаления, по данным МРТ, в обоих случаях с цитологически «чистыми» границами — более 99%. У 11 пациентов опухолевые клетки обнаруживались как в ближайшей перифокальной зоне, так и на границе расширенной резекции. Это означает, что фактически расширенное удаление опухоли не превышало «цитологическую» радикальность операции.
Неконтрастируемые диффузные глиомы Grade II—III
Во время проведения 7 операций при неконтрастируемых глиомах Grade II—III произведен забор 33 образцов — от 4 до 5 у каждого пациента.
В перифокальной зоне опухолевые клетки обнаружены в 10 (58,9%) из 17 образцов, в супрамаргинальной — в 4 (36,4%) из 11, что не имеет статистически значимой разницы (χ2=0,009, p=1). В контрольных образцах опухоль верифицирована в 3 (60%) из 5 случаев (рис. 4).
Примером функционально обоснованного ограничения резекции служит следующее наблюдение.
Клинический пример 2
Пациент Х., 51 год, олигоастроцитома (Grade II, NOS) с преимущественной локализацией в области средней лобной извилины слева (рис. 5).
В целом вероятность обнаружения опухолевых клеток хотя бы в одном из образцов на границе окончательной резекции («цитологическая» радикальность) была тем меньше, чем больше радикальность операции по данным МРТ (B0=19,2; B1= –20,8; c2=13,6; n=29, p=0,001; P(+)=50% при радикальности 92,6%) (рис. 6).
Аналогичные модели построены для каждой из выделенных групп: для группы церебральных метастазов (B0=3951; B1= –4318; c2=7; n=12; p=0,008), для группы глиом без накопления контраста (B0=263,8; B1= –330,5; c2=8,3; n=6, р=0,004) и глиом с накоплением контраста (B0=61; B1= –61; c2=3,6; n=11, р=0,056).
В группах церебральных метастазов и глиом с накоплением контраста вероятность обнаружения опухолевых клеток ассоциирована с большим объемом контрастируемой части опухоли, по данным предоперационной МРТ (B0= –1,1; B1= –0,04; c2=6,35; n=28, p=0,012) (рис. 7).
Повторная операция и лучевая терапия на зону оперативного вмешательства в анамнезе не связаны с «цитологической» радикальностью (c2=0,5, p=0,704).
Обсуждение
Первые полученные данные показали достаточную информативность цитологического исследования перитуморальной зоны как дополнительного инструмента оценки радикальности удаления глиом и метастазов, а в некоторых случаях оно продемонстрировало чувствительность, превосходящую послеоперационную МРТ.
С позиции «цитологической» радикальности расширенная резекция при глиомах Grade III—IV не имеет преимуществ, так как опухолевые клетки примерно с одинаковой частотой обнаружены как в ближайшей перифокальной зоне, так и на границе расширенной резекции (68,8 и 70% соответственно).
В то же время при супрамаргинальной резекции церебральных метастазов опухолевые клетки на границе расширенной резекции опухоли обнаруживались реже: 10,3% по сравнению с 28,6% в ближайшей перифокальной зоне, что оправдывает эту методику их удаления, хотя при имеющейся ограниченной выборке результат оказался статистически незначимым (p=0,102), и требуется дальнейшее накопление материала.
Заключение
Наиболее важным результатом применения метода мультифокального цитологического исследования границ резекции являются данные о частоте выявления опухолевых клеток на разном удалении от опухолевого узла, что дает определенные «за» и «против» в дискуссии о необходимости максимально широкой резекции новообразований. Перспективным видится интраоперационное проведение цитологического исследования для уточнения хирургической тактики «on line». Открытым остается вопрос значения полученной таким образом информации для прогнозирования рецидивирования опухоли, уточнения границ мишени для лучевого воздействия и стратегии химиотерапии.
Участие авторов
Концепция и дизайн исследования — А.Е., Л.К., И.М.
Сбор и обработка материала — А.Е., С.С., А.К., К.Я., А.М., О.С., Е.К., И.М.
Статистический анализ данных — А.Е., Е.К.
Написание текста — А.Е.
Редактирование — Л.К.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
The authors declare no conflicts of interest.
Сведения об авторах
Ермолаев А.Ю. — https://orcid.org/0000-0001-5326-9685
Кравец Л.Я. — https://orcid.org/0000-0002-9484-6992
Сметанина С.В. — https://orcid.org/0000-0002-7000-5910
Колпакова А.А. — https://orcid.org/0000-0001-5212-9568
Яшин К.С. — https://orcid.org/0000-0002-5723-7389
Морев А.В. — https://orcid.org/0000-0002-8037-3565
Сметатина О.В. — https://orcid.org/0000-0003-3141-0267
Клюев Е.А. — https://orcid.org/0000-0003-2069-1710
Медяник И.А. — https://orcid.org/0000-0002-7519-0959
Автор, ответственный за переписку: Ермолаев А.Ю. — e-mail: antonio_nnov@mail.ru
Комментарий
Работа представляет собой достаточно четко проведенное исследование, предлагаемая авторами методика цитологической оценки контроля границ резекции является простым, легко выполнимым и экономически выгодным методом, вполне сопоставимым по перечисленным параметрам с интраоперационным гистологическим исследованием. Даже при стремительном развитии методов интраоперационной спектроскопии методы срочной цитологической и срочной гистологической диагностики будут еще долгое время оставаться по-прежнему актуальными.
Однако авторами статьи установлено, что для контроля границ резекции требуется проведение как минимум 3—5 срочных цитологических исследований, что по опыту коллег-гистологов приведет к повышению нагрузки на специалистов цитологов и на цитологические лаборатории.
Статья посвящена проблеме оценки разумной радикальности удаления злокачественных первичных и метастатических опухолей головного мозга и будет интересна широкому кругу специалистов.
М.В. Рыжова (Москва)
Комментарий
Работа коллектива авторов посвящена исследованию цитологической радикальности удаления глиом различной степени злокачественности и метастазов и выполнена на серии, включающей 35 пациентов. Концепция «супратотальной» резекции доброкачественных глиом нашла свое описание в работе H. Duffau (2018). Авторы настоящей статьи определяли с помощью метода множественных биопсий наличие или отсутствие опухолевых клеток в перифокальной зоне и в зоне супратотальной резекции (более 5 мм от зоны контрастирования). В результате показана высокая частота выявления клеток злокачественных глиом на расстоянии более 5 мм от зоны контрастирования (до 70%). В то же время при доброкачественных глиомах этот показатель составил 36,4%, а при метастазах — 10,3%. Таким образом, авторы показывают важность супрамаргинальной резекции в хирургии церебральных метастазов и, наоборот, ограничение радикальности при резекции злокачественных глиом.
Эта работа в очередной раз демонстрирует нейрохирургам и всем специалистам в области нейронаук важные биологические особенности злокачественных глиом, такие как инфильтративный рост, высокий миграционный потенциал клеток опухоли, обусловливающий феномен дистантных рецидивов (С.А. Горяйнов и соавт., 2016). Биологические особенности злокачественных глиом таковы, что роль хирургии пока не может быть решающей в лечении пациентов с этой патологией.
Работа является актуальной, полезной для нейрохирургов и ставит новые вопросы в отношении хирургической тактики лечения глиом различной степени злокачественности и церебральных метастазов.
С.А. Горяйнов (Москва)