Потенциальные преимущества протонной терапии у пациентов с саркомой сердца | Воробьев Н.А., Мартынова Н.И., Бондарчук Д.В., Антипин Д.А., Кубасов Д.А., Михайлов А.В., Любинский А.И., Андреев Г.И.

Введение

Первичные новообразования сердца представляют собой крайне редкую группу опухолей с частотой встречаемости 0,2%. При этом более 80% опухолей сердца являются доброкачественными, а доля сарком составляет не более 2% [1]. В силу труднодоступного расположения опухоли возможности хирургического лечения крайне ограничены. Эффективность химиотерапии и лучевой терапии также не может быть признана удовлетворительной. Тем не менее применение радиотерапии может рассматриваться как метод выбора в случае локального рецидива после проведенного ранее хирургического и лекарственного лечения [2–7]. К сожалению, даже современная 3D-конформная дистанционная лучевая терапия (ДЛТ) с применением модуляции по интенсивности не всегда позволяет подвести требуемую дозу излучения к мишени, не превысив при этом толерантных доз для здоровых тканей. При облучении опухоли сердца крайне важно обеспечить минимальную лучевую нагрузку на здоровую часть миокарда, легкие, пищевод, спинной мозг.

В последние годы в мире активно развивается метод протонной лучевой терапии. В отличие от других видов излучений глубинное распределение дозы для протонов имеет зону медленного подъема с увеличением глубины проникновения, называемую «плато», за которым следует дозовый максимум, называемый «пиком Брэгга». Амплитуда этого пика в 3–4 раза превышает дозу на поверхности среды. За пиком Брэгга доза очень быстро падает практически до нуля. В настоящее время протонная терапия является наиболее мощным средством для получения высокой конформности дозных распределений. Такая особенность протонной терапии позволяет значительно уменьшить лучевую нагрузку на здоровые ткани по сравнению с традиционными методами лучевой терапии пучками фотонов и электронов [8].

В данной работе описаны клинические наблюдения двух пациентов с саркомой сердца, проходивших курс протонной терапии, а также выполнено сравнение планов облучения с применением протонной и фотонной лучевой терапии.

Планирование протонной терапии осуществлялось при помощи планирующей системы Eclipse (Varian, США). Облучение проводилось на установке Varian ProBeam с использованием методики сканирования карандашным пучком.

Для создания планов фотонного облучения также использовалась система планирования Eclipse. Распределение дозы создавалось с применением методик модулированной по интенсивности лучевой терапии в виде статических полей (Intensity-Modulated Radiation Therapy — IMRT) или объемных арок (Volumetric Modulated Arc Therapy — VMAT).

Клиническое наблюдение 1

У пациентки А., 55 лет, при обследовании у кардиолога в июле 2017 г. выявлено новообразование правого желудочка (ПЖ), сопровождающееся стенокардией, стенозом пульмонального клапана. В августе 2017 г. проведено хирургическое лечение: пластика трикуспидального клапана, устранение стеноза пульмонального клапана с протезированием створки аутоперикардиальной заплатой. По результатам гистологического исследования установлено наличие плеоморфной саркомы. После хирургического лечения химиотерапия не проводилась, пациентке рекомендовано наблюдение. При выполнении позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ-КТ) с фтордезоксиглюкозой в октябре 2017 г. и марте 2018 г. очагов патологического накопления радиофармпрепарата (РФП) не определялось.

При контрольном обследовании в сентябре 2018 г., по данным ПЭТ-КТ, отмечена отрицательная динамика в виде появления метаболически активного образования в полости ПЖ сцинтиграфическими размерами 20×17×15 мм, стандартизированный уровень захвата (standardized uptake value) SUV_max=11,09. Также отмечено появление лимфатических узлов передней медиастинальной, верхней паратрахеальной и параэзофагеальной групп с признаками повышенного метаболизма глюкозы.

Пациентка консультирована кардиохирургами, оперативное лечение выполнить технически невозможно. С учетом низкой ожидаемой эффективности химиотерапии совместно с онкологами принято решение о проведении протонной лучевой терапии.

По данным магнитно-резонансной томографии (МРТ) сердца с контрастным усилением, выполненной в рамках предлучевой подготовки, в проекции базального отдела ПЖ определяется зона опухолевой инфильтрации с эндофитным распространением в полость ПЖ, распространением на область трикуспидального клапана, на область створок пульмонального клапана со стенозом просвета клапана. Общие размеры зоны опухолевой инфильтрации составляют 43×28×43 мм.

Суммарная доза облучения первичной опухоли составила 66 Гр при разовой очаговой дозе (РОД) 2,2 Гр за фракцию. Доза облучения пораженных лимфоузлов составила 60 Гр при РОД 2 Гр.

На протяжении 8 мес. наблюдения нежелательных проявлений, связанных с лучевым лечением, не отмечено. По данным контрольных МРТ, выполненных через 1, 3 и 8 мес. после лечения, отмечается постепенное уменьшение размеров зоны опухолевой инфильтрации ПЖ до 36×16×39 мм (рис. 1).

С целью сравнительной оценки лучевой нагрузки при использовании протонного и фотонного облучения выполнено планирование лучевой терапии фотонами с применением методики IMRT. Отмечено существенное снижение таких показателей, как средняя доза на правое и левое легкое, средняя и максимальная доза на спинной мозг, объем ткани легкого, получающий 5 и 20 Гр, объем сердца, получающий 40 Гр, в случае применения протонного облучения. Показатели лучевой нагрузки при использовании различных методик лучевой терапии представлены в таблице 1.

Клиническое наблюдение 2

Пациент Т. — 15-летний подросток, страдающий саркомой Юинга с поражением перикарда. В 2016 г. выполнено хирургическое лечение с последующей химиотерапией. В связи с прогрессированием в 2018 г. проведена 2-я линия химиотерапии с эффектом стабилизации. Однако спустя 3 мес. после окончания лечения вновь отмечен рост опухоли перикарда.

В связи с прогрессированием на фоне химиотерапии совместно с детскими онкологами принято решение о проведении протонной лучевой терапии.

В соответствии с данными МРТ, выполненной на этапе предлучевой подготовки, по передней стенке левого желудочка в области базальных и средних сегментов визуализируется объемное образование размерами 64×62×59 мм. Отмечается распространение образования по ходу задней стенки корня аорты и вдоль нижней стенки ее дуги, по ходу нижней стенки легочного ствола, с прилеганием к передней стенке левой нижней легочной вены.

Суммарная доза облучения первичной опухоли составила 55,8 Гр, РОД — 1,8 Гр.

На протяжении 8 мес. наблюдения нежелательных проявлений, связанных с лучевым лечением, не отмечено. По данным контрольных МРТ, выполненных через 1, 4 и 8 мес. после лечения, отмечено постепенное уменьшение размеров образования левого желудочка до 47×24×33 мм (рис. 2). По данным эхокардиографии, за период наблюдения показатели сократимости миокарда не снизились, значение фракции выброса также не изменилось.

С целью проведения сравнительной оценки распределения дозы были сгенерированы планы облучения с применением фотонов. С учетом объема и расположения мишени наилучшее распределение дозы было получено при использовании методики IMRT с применением двух объемных арок (VMAT). Показатели V5, V10 и средней дозы для левого легкого, V40 для сердца, средней дозы на правое легкое, а также лучевая нагрузка на спинной мозг оказались существенно ниже при использовании протонного облучения. Показатели лучевой нагрузки при использовании различных методик лучевой терапии представлены в таблице 2.

Обсуждение

В настоящее время в мире идет активное накопление опыта клинического применения протонной терапии. Ежегодно стартуют новые проспективные исследования, посвященные изучению роли протонов в лечении онкологических заболеваний. Одним из методов оценки безопасности и потенциальной эффективности протонной терапии является сравнение планов облучения с определением качества покрытия мишени лечебной дозой и лучевой нагрузки на здоровые ткани.

В клиническом наблюдении 1 планирование фотонного облучения выполнено с применением методики IMRT. С учетом сложной формы мишени и необходимости облучения лимфоузлов оптимального распределения дозы удалось добиться с использованием 7 статичных полей. План протонного облучения создан с применением 5 полей (рис. 3). В обоих планах облучения 98% от предписанной дозы покрывают 95% объема опухоли миокарда. При этом в случае фотонной терапии не удалось добиться приемлемого покрытия лечебной дозой зоны пораженных лимфоузлов (98% дозы покрывают лишь 80% объема мишени). В то же время при использовании протонов 98% дозы покрывало 94% объема лимфоузлов.

Применение протонной терапии позволило снизить показатель средней дозы на пищевод на 30%, а также уменьшить на 15% объем пищевода, получающий высокую дозу 50 Гр. Помимо этого, удалось добиться существенного снижения лучевой нагрузки на правое легкое.

В клиническом наблюдении 2 планирование фотонного облучения выполнено с применением методики VMAT, благодаря чему покрытие мишени близко к идеальному (98% дозы покрывает 98% опухоли). План протонного облучения создан с применением всего двух полей, которые обеспечивают такое же покрытие мишени (рис. 4).

Использование методики VMAT позволяет добиться превосходных показателей покрытия опухоли лечебной дозой и снизить лучевую нагрузку на сердце, но в то же время приводит к увеличению лучевой нагрузки на правое легкое. Применение протонной терапии позволило снизить лучевую нагрузку на миокард, пищевод, левое легкое. Однако основное преимущество протонной терапии в данном клиническом примере заключается в минимальном воздействии на паренхиму правого легкого (величина средней дозы снижена в 15 раз) и на спинной мозг (снижение максимальной дозы в 5 раз) по сравнению с фотонным облучением (рис. 5–7). Это способствует существенному снижению рисков развития пневмонита, эзофагита, лучевого миелита.

Заключение

У пациентов с саркомой сердца лучевая терапия применяется в адъювантном режиме с целью улучшения локального контроля. В основном это пациенты с микроскопическими опухолевыми изменениями в крае резекции. У пациентов с макроскопической опухолью требуется подведение высоких доз излучения (60 Гр и более), что существенно превышает допустимую дозу для миокарда.

Протонная терапия при саркомах сердца позволяет значительно снизить лучевую нагрузку на здоровые ткани при одновременном подведении высоких доз к опухоли, тем самым обеспечивая локальный контроль над заболеванием. Результаты дальнейших сравнительных исследований должны помочь определить группы пациентов, для которых протонная терапия будет иметь решающее значение в улучшении контроля над заболеванием, повышении общей выживаемости и сохранении качества жизни.

Сведения об авторах:

^1–3Воробьев Николай Андреевич — к.м.н., заведующий отделением протонной терапии, ORCID iD 0000-0002-6998-5771;

¹Мартынова Наталия Игоревна — врач-радиотерапевт отделения протонной терапии, ORCID iD 0000-0002-1679-5173;

¹Бондарчук Дмитрий Владимирович — врач-радиолог отделения лучевой диагностики, ORCID iD 0000-0001-8752-0591;

¹Антипин Денис Андреевич — врач-радиотерапевт отделения протонной терапии, ORCID iD 0000-0002-4198-3870;

¹Кубасов Антон Витальевич — медицинский физик, ORCID iD 0000-0001-7672-6703; 

^1–3Михайлов Алексей Валерьевич — к.м.н., заведующий отделением лучевой терапии, ORCID iD 0000-0002-5240-7203;

¹Любинский Андрей Игоревич — медицинский физик, ORCID iD 0000-0002-5694-8701;

¹Андреев Георгий Ильич — руководитель отдела медицинской физики, ORCID iD 0000-0001-7590-5187.

¹ООО «ЛДЦ МИБС». 194354, Россия, г. Санкт-Петербург, ул. Есенина, д. 2, корп. 3, лит. А.

² ФГБОУ ВО СПбГУ. 199034, Россия, г. Санкт-Петербург, Университетская наб., д. 7/9.

³ФГБОУ ВО СЗГМУ им. И.И. Мечникова Минздрава России. 191015, Россия, г. Санкт-Петербург, ул. Кирочная, д. 41.

Контактная информация: Воробьев Николай Андреевич, e-mail: vorobyov@ldc.ru. Прозрачность финансовой деятельности: никто из авторов не имеет финансовой заинтересованности в представленных материалах или методах. Конфликт интересов отсутствует. Статья поступила 20.02.2020.