Гипертермическая терапия - Hyperthermia therapy

Эта статья посвящена использованию повышенных температур для лечения рака. О других лечебных процедурах, связанных с применением тепла, см. Тепловая терапия.

Гипертермическая терапия
Nci-vol-1954-300 hyperthermia therapy.jpg
Комбинезон для всего тела, используемый в гипертермической терапии.
МКБ-10-ПК6A3
МКБ-9-СМ93.35, 99.85
MeSHD006979
Код ОПС-3018–60

Гипертермическая терапия это тип Медицинское лечение в котором ткани тела подвергается более высоким температуры в попытке лечить Болезнь Лайма и рак.[1]

При гипертермии используются более высокие температуры, чем диатермия, который представляет собой глубокий нагрев тканей тела для релаксации или физиотерапии. Техники, которые доводят местные ткани до достаточно высоких температур, такие как радиочастотная абляция, также обычно не включаются в «гипертермию».[2] В сочетании с радиационная терапия, это называется терморадиотерапия.

Определение

Гипертермия определяется как температура тела выше нормы. Нет единого мнения относительно того, какая целевая температура является самой безопасной или эффективной для всего тела. Во время лечения температура тела достигает уровня от 39,5 до 40,5 ° C (от 103,1 до 104,9 ° F).[3] Однако другие исследователи определяют гипертермию от 41,8–42 ° C (107,2–107,6 ° F) (Европа, США) до примерно 43–44 ° C (109–111 ° F) (Япония, Россия).[4]

Типы

Пациент проходит курс лечения местной гипертермией по поводу рака головы и шеи.
  • Местная гипертермия нагревает очень небольшую область и обычно используется при раке около или на коже или около естественных отверстий в теле (например, рта).[5] В некоторых случаях цель состоит в том, чтобы убить опухоль путем ее нагревания, не повредив ничего другого. Тепло может быть создано с помощью микроволновой, радиочастотной, ультразвуковой энергии или с помощью магнитная гипертермия (также известная как гипертермия магнитной жидкости)[6][7][8]). В зависимости от местоположения опухоли тепло может быть применено к поверхности тела, внутри нормальных полостей тела или глубоко в ткани с помощью игл или зондов. Один относительно распространенный тип - радиочастотная абляция малых опухолей.[9] Проще всего этого добиться, когда опухоль находится на поверхностной части тела, которая называется поверхностная гипертермия, или когда иглы или зонды вставляются непосредственно в опухоль, что называется интерстициальная гипертермия.
  • Регионарная гипертермия нагревает большую часть тела, например целый орган или конечность. Обычно цель состоит в том, чтобы ослабить раковые клетки, чтобы они с большей вероятностью были убиты радиацией и химиотерапевтическими препаратами. При этом могут использоваться те же методы, что и при лечении местной гипертермии, или возможно использование крови. перфузия.[5] При перфузии крови у пациента кровь удаляется из тела, нагревается и возвращается в кровеносные сосуды, которые проходят непосредственно через нужную часть тела. Обычно одновременно вводятся химиотерапевтические препараты. Одним из специализированных типов этого подхода является непрерывная гипертермическая перитонеальная перфузия (CHPP), который используется для лечения тяжелых форм рака в брюшная полость (брюшная полость), в том числе первичная перитонеальная мезотелиома и рак желудка. Горячие химиотерапевтические препараты закачиваются прямо в брюшную полость, чтобы убить раковые клетки.[9]
  • Гипертермия всего тела нагревает все тело до температуры от 39 до 43 ° C (от 102 до 109 ° F), а некоторые рекомендуют даже более высокие температуры. Обычно используется для лечения метастатический рак (рак, распространившийся на многие части тела).[5] Методы включают в себя инфракрасные гипертермические купола, которые включают все тело или все тело, кроме головы, помещение пациента в очень жаркую комнату / камеру или завертывание пациента в горячие влажные одеяла или гидрокостюм.[5][9]

Уход

Георгиевская клиника гипертермии в Германии использует его для уничтожения бактерий болезни Лайма, которые распространяются по всему телу. Все тело, включая кровь, нагревается примерно 2 часа.

Предполагается, что гипертермия может уменьшить размер рака.[1] Исследования продолжаются.[1]

Лечение локализованной гипертермии - это хорошо зарекомендовавший себя метод лечения рака с простым основным принципом: если в раковой опухоли можно поддерживать повышение температуры до 40ºC (104ºF) в течение одного часа, раковые клетки будут уничтожены.[10]

График лечения варьировался в разных исследовательских центрах. После нагрева клетки развивают устойчивость к теплу, которая сохраняется в течение примерно трех дней и снижает вероятность того, что они умрут от прямого воздействия тепла.[11] Некоторые даже предлагают максимальный график лечения два раза в неделю.[12] Японские исследователи лечили людей с «циклами» с интервалом до четырех раз в неделю.[13] Радиочувствительность может быть достигнута с помощью гипертермии, а использование тепла при каждой лучевой терапии может изменить график лечения.[11] Лечение умеренной гипертермии обычно поддерживает температуру примерно в течение часа.[12]

Побочные эффекты

Внешнее воздействие тепла может вызвать ожоги поверхности.[12] Повреждение ткани органа-мишени при региональном лечении будет зависеть от того, какая ткань нагревается (например, непосредственно обработанный мозг может повредить мозг, легочная ткань, обработанная напрямую, может вызвать проблемы с легкими). ​​Гипертермия всего тела может вызвать отек, сгустки крови и кровотечение.[11] Может возникнуть системный шок, но он сильно зависит от разницы в методах его достижения. Это также может вызвать сердечно-сосудистую токсичность.[9] Все методы часто сочетаются с лучевой или химиотерапией, что не позволяет понять, насколько токсичен результат этих процедур по сравнению с достигнутым повышением температуры.

Техника

Источники тепла

Есть много способов доставки тепла. Некоторые из наиболее распространенных включают использование сфокусированных УЗИ (FUS или HIFU ), инфракрасная сауна, микроволновое нагревание, индукционный нагрев, магнитная гипертермия, вливание нагретых жидкостей или прямое воздействие тепла, например, сидя в жаркой комнате или укутывая пациента горячими одеялами.

Контроль температуры

Одна из проблем термической терапии - это подача необходимого количества тепла к нужной части тела пациента. Чтобы этот метод был эффективным, температура должна быть достаточно высокой, а температура должна поддерживаться достаточно долго, чтобы повредить или убить раковые клетки. Однако, если температура будет слишком высокой или если она будет оставаться повышенной слишком долго, это может привести к серьезным побочным эффектам, включая смерть. Чем меньше отапливаемое место и короче время лечения, тем меньше побочные эффекты. И наоборот, если опухоль лечится слишком медленно или при слишком низкой температуре, терапевтические цели не достигаются. Человеческое тело представляет собой совокупность тканей с разной теплоемкостью, связанных динамической системой кровообращения с различным взаимодействием с кожей или поверхностями легких, предназначенных для отвода тепловой энергии. Всем методам повышения температуры тела противодействует терморегулирующие механизмы организма. Тело в целом зависит в основном от простого излучения энергии в окружающий воздух от кожи (50% тепла теряется таким образом), которое усиливается конвекцией (шунтирование крови) и испарением через пот и дыхание. Региональные методы нагрева могут быть более или менее сложными в зависимости от анатомических соотношений и тканевых компонентов конкретной части тела, подвергаемой лечению. Измерение температуры в различных частях тела может быть очень трудным, и температура может локально варьироваться даже в пределах одной части тела.

Чтобы свести к минимуму повреждение здоровых тканей и другие неблагоприятные эффекты, стараются контролировать температуру.[9] Цель состоит в том, чтобы поддерживать локальную температуру в опухолевой ткани ниже 44 ° C (111 ° F), чтобы избежать повреждения окружающих тканей. Эти температуры были получены из исследований на культурах клеток и на животных. Тело держит себя нормальная температура человеческого тела, около 37,6 ° C (99,7 ° F). Если игольчатый зонд не может быть точно помещен в каждый участок опухоли, доступный для измерения, существует внутренняя техническая трудность в том, как на самом деле достичь того, что лечебный центр определяет как «адекватную» тепловую дозу. Поскольку также нет единого мнения о том, какие части тела необходимо контролировать (обычно клинически измеряемыми участками являются барабанные перепонки, оральная, кожная, ректальная, мочевой пузырь, пищевод, пробы крови или даже тканевые иглы). Клиницисты рекомендуют различные комбинации этих измерений. Эти проблемы усложняют возможность сравнения различных исследований и выработки точного определения того, какой именно тепловой дозой должна быть опухоль, и какая доза токсична для каких тканей человека. Клиницисты могут применять передовые методы визуализации вместо датчиков для наблюдения за тепловыми процедурами в режиме реального времени; тепловые изменения в ткань иногда заметны при использовании этих инструментов для визуализации.

Есть еще одна сложность, присущая устройствам, передающим энергию. Региональные устройства могут не нагревать целевую область равномерно, даже без учета компенсаторных механизмов организма. Большая часть текущих исследований сосредоточена на том, как можно точно позиционировать устройства для доставки тепла (катетеры, микроволновые и ультразвуковые аппликаторы и т. Д.) С помощью ультразвука или магнитно-резонансная томография, а также разработка новых типов наночастиц, которые могут более равномерно распределять тепло в ткани-мишени.

Среди методов терапии гипертермией, магнитная гипертермия хорошо известен как тот, который производит контролируемое тепло внутри тела. Из-за использования магнитной жидкости в этом методе распределение температуры можно регулировать скоростью, размером наночастицы и распространение их внутри тела.[7] Эти материалы при приложении внешнего переменного магнитного поля преобразуют электромагнитную энергию в тепловую и вызывают повышение температуры.[14]

Механизм

Гипертермия может убивать клетки напрямую, но ее более важно использовать в сочетании с другими методами лечения рака.[11] Гипертермия увеличивает приток крови к нагретой области, возможно, удваивая перфузию в опухолях, в то же время увеличивая перфузию в нормальных тканях в десять или даже больше раз.[11] Это увеличивает доставку лекарств. Гипертермия также увеличивает доставку кислорода в область, что может повысить вероятность повреждения и уничтожения клеток радиацией, а также не позволяет клеткам восстанавливать повреждения, вызванные во время сеанса облучения.[12]

Раковые клетки по своей природе не более восприимчивы к воздействию тепла.[11] При сравнении в in vitro исследования, нормальные клетки и раковые клетки показывают одинаковую реакцию на тепло. Однако сосудистая дезорганизация солидной опухоли приводит к неблагоприятной микросреде внутри опухоли. Следовательно, опухолевые клетки уже подвергаются стрессу из-за низкого содержания кислорода, более высоких, чем обычно, концентраций кислоты и недостаточного количества питательных веществ, и, таким образом, они значительно менее способны переносить дополнительный тепловой стресс, чем здоровые клетки в нормальной ткани.[11]

Легкая гипертермия, обеспечивающая температуру, равную естественной высокой высокая температура, может стимулировать естественные иммунологические атаки на опухоль. Однако он также вызывает естественный физиологический ответ, называемый термотолерантность, который защищает леченную опухоль.[11]

Умеренная гипертермия, при которой клетки нагреваются до температуры от 40 до 42 ° C (от 104 до 108 ° F), непосредственно повреждает клетки, а также делает клетки радиочувствительными и увеличивает размер пор для улучшения доставки крупномолекулярных химиотерапевтических и иммунотерапевтических агентов. (молекулярная масса более 1000 Дальтон ), Такие как моноклональные антитела и инкапсулированные в липосомы лекарственные средства.[11] Также увеличивается клеточное поглощение некоторых низкомолекулярных препаратов.[11]

Очень высокие температуры, выше 50 ° C (122 ° F), используются для абляция (прямое разрушение) некоторых опухолей.[12] Обычно это включает введение металлической трубки непосредственно в опухоль и нагревание кончика до тех пор, пока ткань рядом с трубкой не погибнет.

История

Применение тепла для лечения определенных состояний, включая возможные опухоли, имеет долгую историю. Древние греки, римляне и египтяне использовали тепло для лечения опухолей груди; это все еще рекомендуемый метод лечения нагрубание груди. Врачи древней Индии использовали в качестве лечения регионарную гипертермию и гипертермию всего тела.[15]

В течение XIX века в небольшом количестве случаев сообщалось об уменьшении размера опухоли после сильной лихорадки из-за инфекции.[12] Как правило, отчеты документировали редкую регрессию саркома мягких тканей после рожа (острая стрептококковая бактериальная инфекция кожи; другое проявление инфекции "плотоядные бактерии" ) Было отмечено. Попытки сознательно воссоздать этот эффект привели к развитию Токсин Коли.[15] Устойчивая высокая температура после индукции заболевания считалась критически важной для успеха лечения.[15] Этот метод лечения обычно считается менее эффективным, чем современные методы лечения, и, когда он включает живые бактерии, неоправданно опасным.

Примерно в то же время Вестермарк использовал локализованную гипертермию для регрессии опухоли у пациентов.[16] Обнадеживающие результаты были получены Уорреном, когда он лечил пациентов с запущенным раком различных типов с помощью комбинации тепла, индуцированного пирогенным веществом, и рентгеновской терапии. Из 32 пациентов 29 улучшились в течение 1-6 месяцев.[17]

Правильно контролируемый клинические испытания о преднамеренно индуцированной гипертермии началась в 1970-х годах.[12]

Будущие направления

Гипертермию можно сочетать с генной терапией, особенно с использованием белок теплового шока 70 промоутер.[11]

Две основные технологические проблемы усложняют терапию гипертермией: способность достичь однородной температуры в опухоли и возможность точно контролировать температуру как опухоли, так и окружающей ткани.[11] Ожидаются достижения в области устройств, обеспечивающих равномерное распределение точного количества желаемого тепла, и устройств для измерения общей дозы полученного тепла.[11]

При местнораспространенной аденокарциноме среднего и нижнего отделов прямой кишки региональная гипертермия в сочетании с химиолучевой терапией дала хорошие результаты с точки зрения скорости операции по сохранению сфинктера.[18]

Магнитная гипертермия

Магнитная гипертермия - это экспериментальное лечение рака, основанное на том, что магнитные наночастицы может преобразовывать электромагнитную энергию внешнего высокочастотного поля в тепло.[19] Это связано с магнитный гистерезис материала, когда он подвергается воздействию переменного магнитного поля. Область, ограниченная петлей гистерезиса, представляет собой потери, которые обычно рассеиваются в виде тепловой энергии.[19] Во многих промышленных применениях это тепло нежелательно, однако оно является основой для лечения магнитной гипертермией.[нужна цитата ]

В результате, если магнитные наночастицы помещаются внутрь опухоли и весь пациент помещается в переменное магнитное поле, температура опухоли повышается. Такое повышение температуры может усилить оксигенацию опухоли, радио- и химиочувствительность, что, как мы надеемся, приведет к уменьшению размеров опухоли.[20] Этот экспериментальное лечение рака был также исследован на предмет помощи при других заболеваниях, таких как бактериальные инфекции.[нужна цитата ]

Магнитная гипертермия определяется «удельной скоростью поглощения» (SAR) и обычно выражается в ваттах на грамм наночастиц.[21]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c «Гипертермия в лечении рака». Национальный институт рака. 9 сентября 2011 г.. Получено 7 ноября 2017.
  2. ^ Эта статья включаетматериалы общественного достояния из США Национальный институт рака документ: «Словарь терминов по раку».: Гипертермическая терапия запись в общедоступном словаре NCI терминов по раку
  3. ^ Волк, Питер (2008). Инновации в биологической терапии рака, руководство для пациентов и их родственников. Ганновер: Naturasanitas. С. 31–3. ISBN  978-3-9812416-1-7.
  4. ^ Баронцио, Джан Франко; Хагер, Э. Дитер (2006). Гипертермия в лечении рака: учебник. Группа медицинской разведки. Дои:10.1007/978-0-387-33441-7. ISBN  978-0-387-33440-0.[страница нужна ]
  5. ^ а б c d Мэллори М., Гогинени Э., Джонс Г.К., Грир Л., Симона С.Б. 2-й (август 2015 г.). «Лечебная гипертермия: старое, новое и грядущее». Crit Rev Oncol Hematol. 97 (15): 30018–4. Дои:10.1016 / j.critrevonc.2015.08.003. PMID  26315383.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  6. ^ Джавиди, Мехрдад; Гейдари, Мортеза; Аттар, Мохаммад Махди; Хагпанахи, Мохаммад; Карими, Алиреза; Навидбахш, Махди; Аманпур, Саид (19 декабря 2014 г.). «Цилиндрический агаровый гель с потоком жидкости, подвергнутой воздействию переменного магнитного поля во время гипертермии». Международный журнал гипертермии. 31 (1): 33–39. Дои:10.3109/02656736.2014.988661. PMID  25523967.
  7. ^ а б Джавиди, М; Гейдари, М; Карими, А; Haghpanahi, M; Навидбахш, М; Размкон, А (15 декабря 2014 г.). «Оценка влияния скорости инъекции и различных концентраций геля на наночастицы в терапии гипертермии». Журнал биомедицинской физики и инженерии. 4 (4): 151–162. ЧВК  4289522. PMID  25599061.
  8. ^ ГЕЙДАРИ, МОРТЕЗА; ХАВИДИ, МЕХРДАД; АТТАР, МОХАММАД МАХДИ; КАРИМИ, АЛИРЕЗА; НАВИДБАХШ, МАХДИ; ХАГПАНАХИ, МОХАММАД; АМАНПУР, САЭИД (октябрь 2015 г.). «ГИПЕРТЕРМИЯ МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ В ЦИЛИНДРИЧЕСКОМ ГЕЛЕ СОДЕРЖИТ ПОТОК ВОДЫ». Журнал механики в медицине и биологии. 15 (5): 1550088. Дои:10.1142 / S0219519415500888.
  9. ^ а б c d е Информация из США Национальный институт рака
  10. ^ "Лечение рака гипертермии - CancerTutor.com". Репетитор по раку. 6 декабря 2016 г.. Получено 25 апреля 2019.
  11. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м Кэролайн Фриман; Гальперин, Эдвард С .; Брэди, Лютер У .; Дэвид Э. Вейзер (2008). Принципы и практика радиационной онкологии Переса и Брэди. Филадельфия: Wolters Kluwer Health / Lippincott Williams & Wilkins. С. 637–644. ISBN  978-0-7817-6369-1.
  12. ^ а б c d е ж грамм Доллингер, Малин (2008). Руководство по терапии рака для всех; Пересмотренное 5-е издание: как ежедневно диагностировать, лечить и лечить рак. Канзас-Сити, Миссури: Эндрюс МакМил Паблишинг. стр.98–100. ISBN  978-0-7407-6857-6.
  13. ^ Маэта М., Кога С., Вада Дж. И др. (Март 1987 г.). «Клиническая оценка гипертермии всего тела в сочетании с противоопухолевой химиотерапией при далеко зашедших различных формах рака в Японии». Рак. 59 (6): 1101–6. Дои:10.1002 / 1097-0142 (19870315) 59: 6 <1101 :: AID-CNCR2820590610> 3.0.CO; 2-G. PMID  3815283.
  14. ^ Джон, Лукаш; Джанета, Матеуш; Шаферт, Славомир (2017). «Разработка макропористого магнитного биопокрытия на основе функционализированной метакрилатной сети, покрытой гидроксиапатитами и легированной нано-MgFe 2 O 4 для потенциальной терапии гипертермии рака». Материаловедение и инженерия: C. 78: 901–911. Дои:10.1016 / j.msec.2017.04.133. PMID  28576066.
  15. ^ а б c Джан Ф. Баронцио (2006). "Вступление". Гипертермия в лечении рака: учебник. Группа медицинской разведки. Берлин: Springer. ISBN  0-387-33440-8.[страница нужна ]
  16. ^ Вестермарк Ф (1898 г.). «Uber die Behandlung des Ulcerirended Cervixcarcinoms. Mittel Konstanter Warme». ЗБЛ Гынаколь. 22: 1335.
  17. ^ Уоррен С.Л. (1935). «Предварительное изучение влияния искусственной лихорадки на безнадежные случаи опухоли». Am J Roentgenol. 33: 75.
  18. ^ Малута С., Романо М., Далл'оглио С. и др. (2010). «К усиленному предоперационному облучению при местнораспространенной аденокарциноме средней и нижней прямой кишки добавилась региональная гипертермия». Международный журнал гипертермии. 26 (2): 108–17. Дои:10.3109/02656730903333958. PMID  20146565.
  19. ^ а б Périgo, E.A .; Hemery, G .; Sandre, O .; Ортега, Д .; Garaio, E .; Plazaola, F .; Теран, Ф. Дж. (30 ноября 2015 г.). «Основы и достижения магнитной гипертермии». Обзоры прикладной физики. 2 (4): 041302. arXiv:1510.06383. Дои:10.1063/1.4935688.
  20. ^ Кумар, CS; Мохаммад, Ф (14 августа 2011 г.). «Магнитные наноматериалы для терапии на основе гипертермии и контролируемой доставки лекарств». Расширенные обзоры доставки лекарств. 63 (9): 789–808. Дои:10.1016 / j.addr.2011.03.008. ЧВК  3138885. PMID  21447363.
  21. ^ Керри, Дж .; Mehdaoui, B .; Респо, М. (15 апреля 2011 г.). «Простые модели для расчета динамической петли гистерезиса магнитных однодоменных наночастиц: приложение для оптимизации магнитной гипертермии». Журнал прикладной физики. 109 (8): 083921–083921–17. Bibcode:2011JAP ... 109х3921С. Дои:10.1063/1.3551582.

внешняя ссылка