Достижения и перспективы дальнейшего развития технологии фотодинамической терапии в лечении церебральных опухолей.

Выполнен обзор литературы, отражающий современное состояние и степень разработанности методики интраоперационной фотодинамической терапии (ФДТ) в нейроонкологии. Представлены к обсуждению результаты наиболее значимых исследований, посвященных ФДТ в нейроонкологии. Проведен анализ научных публикаций по данной тематике в базах данных Pubmed, EMBASE, CochraneLibrary и eLibrary, вышедших с января 2000-го по декабрь 2022 года. Найдено 204 публикации в зарубежных источниках и 59 — в отечественных изданиях, в которых рассматриваются вопросы применения ФДТ в нейроонкологии. Анализ литературы показал, что в клинической практике интраоперационная ФДТ в нейроонкологии является важным инструментом, способствующим увеличению радикальности операции и локального контроля. Фундаментальное обоснование эффективности ФДТ заключается в изучении путей, ведущих к полной девитализации злокачественной опухоли, изучении механизмов локального и системного иммунного ответа. При этом субклеточные мишени при ФДТ обусловлены свойствами фотосенсибилизаторов (ФС). В многочисленных исследованиях показана противоопухолевая эффективность использования ФДТ с ФС на основе хлорина е6, 5-аминолевулиновой кислоты, производных порфиринов. Установлены механизмы действия и мишени этих ФС. В России в ряде исследований подтверждена клиническая эффективность ФДТ у групп нейроонкологических пациентов с глиальными опухолями и вторичными метастатическими опухолями, однако до сих пор метод не включен в клинические рекомендации по оказанию высокотехнологичной нейрохирургической помощи. Безусловно, необходима дальнейшая разработка методики ФДТ в нейроонкологии, особенно у пациентов с высоким риском рецидива и агрессивными опухолями ЦНС.

1. Urbanska K, et al. Glioblastoma multiforme — an overview // Contemp. Oncol. 2014. Vol. 18 (5). P. 307–312. DOI: 10.5114/wo.2014.40559.

2. Schneider T, et al. Gliomas in adults // Dtsch. Arzteblatt Int. 2010. Vol. 107 (45). P. 799–807. DOI: 10.3238/arztebl.2010.0799.

3. Gerrard GE, et al. Neuro-oncology practice in the U.K. // Clin. Oncol. 2003. Vol. 15(8). P. 478–484. DOI: 10.1016/s0936-6555(03)00150-x.

4. Тиглиев Г.С., Чеснокова Е.А., Олюшин В.Е. и др. Способ лечения злокачественных опухолей головного мозга с мультифокальным характером роста. Патент РФ № 2236270. 2004.

5. Комфорт А.В., Олюшин В.Е., Руслякова И.А. и др. Способ фотодинамической терапии для лечения глиальных опухолей больших полушарий головного мозга. Патент РФ № 2318542. 2008.

6. Noske DP, Wolbers JG, Sterenborg HJ. Photodynamic therapy of malignant glioma. A review of literature. //ClinNeurolNeurosurg. 1991. Vol. 93(4). P. 293–307. DOI: 10.1016/0303-8467(91)90094-6. PMID: 1665763.

7. Akimotо J. Photodynamic therapy for malignant brain tumors // Neurol. Med. Chir. 2016. Vol. 56 (4). P. 151–157. DOI: 10.2176/nmc.ra.2015-0296.

8. Ostrom QT, et al. CBTRUS statistical report: primary brain and other central nervous system tumors diagnosed in the United States in 2009-2013 // Neuro-Oncology. 2016. Vol. 18 (5). P. 1–75. DOI: 10.1093/neuonc/now207.

9. Quirk BJ, et al. Photodynamic therapy (PDT) in malignant brain tumors —Where do we stand? // Photodiagnosis Photodyn. Ther. 2015. Vol. 12(3). P. 530– 544. DOI: 10.1016/j.pdpdt.2015.04.009.

10. Castano AP, et al. Mechanisms in photodynamic therapy: Part one —Photosensitizers, photochemistry and cellular localization // PhotodiagnosisPhotodyn. Ther. 2004. Vol. 1(4). P.279–293. DOI: 10.1016/s15721000(05)00007-4.

11. Josefsen LB, Boyle RW. Photodynamic therapy: Novel third-generation photosensitizers one step closer? // Br. J. Pharmacol. 2008. Vol. 154(1). P. 1–3. DOI: 10.1038/bjp.2008.98.

12. Dolmans DE, et al. Photodynamic therapy for cancer // Nature. 2003. Vol. 3. P. 380–387. DOI: 10.1038/nrc1071.

13. Allison RR, Sibata CH. Oncologic photodynamic therapy photosensitizers: A clinical review // PhotodiagnosisPhotodyn. Ther. 2010. Vol. 7(2). P. 61–75. DOI: 10.1016/j.pdpdt.2010.02.001.

14. Stepp H, Stummer W. 5-ALA in the management of malignant glioma // Lasers Surg. Med. 2018. Vol. 50(5). P. 399–419. DOI: 10.1002/lsm.22933.

15. Bechet D, et al. Photodynamic therapy of malignant brain tumours: A complementary approach to conventional therapies // Cancer Treat. Rev. 2014. Vol. 40(2). P. 229–241. DOI: 10.1016/j.ctrv.2012.07.004.

16. Абрамова О.Б., Дрожжина В.В., Чурикова Т.П. и др. Фотодинамическая терапия экспериментальных опухолей различных морфологических типов с липосомальным борированным хлорином е6. // BiomedicalPhotonics. 2021. T. 10, № . C. 12–22. doi.org/10.24931/2413-9432-2021-10-3-12-22.

17. Hiramatsu R, et al. Application of a novel boronated porphyrin (H2 OCP) as a dual sensitizer for both PDT and BNCT // Lasers Surg. Med. 2011. Vol. 43(1). P. 52–58. DOI: 10.1002/lsm.21026.

18. Miao HQ, et al. Neuropilin-1 expression by tumor cells promotes tumor angiogenesis and progression // FASEB J. 2000. Vol. 14(15). P. 2532–9. DOI: 10.1096/fj.00-0250com.

19. Rajora AK, et al. Recent Advances and Impact of Chemotherapeutic and AntiangiogenicNanoformulations for Combination Cancer Therapy. Pharmaceutics. 2020. Vol. 12. P. 592. DOI: 10.3390/pharmaceutics12060592.

20. Yudintceva NM, Mikhrina AL, Nechaeva AS, Shevtsov MA. Assessment of heat-shock protein Hsp70 colocalization with markers of tumor stem-like cells. CellandTissueBiology. 2022. 16(5). C. 459–464. DOI: 10.1134/S1990519X22050108.

21. Тагаева Р.Б., Бобков Д.Е., Нечаева А.С. и др. Мембранно-связанный белок теплового шока mHsp70 как маркер злокачественных опухолей головного мозга. // Российский нейрохирургический журнал имени профессора А. Л. Поленова. 2023. Т. 15, № 2. С. 98–101. DOI: 10.56618/2071.

22. Deng CX. Targeted drug delivery across the blood-brain barrier using ultrasound technique // Ther. Deliv. 2010. Vol. 1(6). P. 819–848. DOI: 10.4155/tde.10.66.

23. Banks WA. From blood-brain barrier to bloodbrain interface: New opportunities for CNS drug delivery. // Nat. Rev. Drug Discov. 2016. Vol. 15. P. 275–292. DOI: 10.1038/nrd.2015.21.

24. Fecci PE, et al. Viruses in the treatment of brain tumors // Neuroimaging Clin. of North America. 2002. Vol. 12(4). P. 553–570. DOI: 10.1016/s1052-5149(02)00028-x.

25. Patel MM, Patel BM. Crossing the Blood-Brain Barrier: Recent Advances in Drug Delivery to the Brain // CNS Drugs. 2017. Vol. 31. P. 109–133. DOI: 10.1007/s40263-016-0405-9.

26. Roet M, et al. Progress in euromodulation of the brain: A role for magnetic nanoparticles? // Prog. Neurobiol. 2019. Vol. 177. P. 1–14. DOI: 10.1016/j.pneurobio.2019.03.002.

27. Baek SK, et al. Photothermal treatment of glioma; an in vitro study of macrophage-mediated delivery of gold nanoshells // Journal of Neuro-Oncology. 2011. Vol. 104(2). P. 439–448. DOI: 10.1007/s11060-010-0511-3.

28. Male D, et al. Gold Nanoparticles for Imaging and Drug Transport to the CNS // Int. Rev. Neurobiol. 2016. Vol. 130. P. 155–198. DOI: 10.1016/bs.irn.2016.05.003.

29. Pass HI. Photodynamic therapy in oncology: Mechanisms and clinical use. // J. Natl. Cancer Inst. 1993. Vol. 85. P. 443–456. doi.org/10.1093/jnci/85.6.443.

30. Lukšienë Ž. Photodynamic therapy: Mechanism of action and ways to improve the efficiency of treatment. // Medicina. 2003. Vol. 39. P. 1137–1150.

31. Vrouenraets MB, et al. Basic principles, applications in oncology and improved selectivity of photodynamic therapy. // Anticancer Res. 2003. Vol. 23. P. 505–522.

32. Allison RR. Photodynamic therapy: Oncologic horizons // Future Oncology. 2014. Vol. 10(1). P. 123–142. DOI: 10.2217/fon.13.176.

33. Scheffer GL, et al. Specific detection of multidrug resistance proteins MRP1, MRP2, MRP3, MRP5 and MDR3 P-glycoprotein with panel of monoclonal antibodies. // Cancer Res. 2000. Vol. 60. P. 5269–5277.

34. Schipmann S, et al. Combination of ALA-induced fluorescence-guided resection and intraoperative open photodynamic therapy for recurrent glioblastoma: case series on a promising dual strategy for local tumor control. // J. Neurosurg. 2020. Vol. 134. Р. 426–436.

35. Akimoto J, et al. First autopsy analysis of the efficacy of intra-operative additional photodynamic therapy for patients with glioblastoma. // Brain Tumor Pathol. 2019. Vol. 36. Р. 144–151.

36. Vermandel M, et al. Standardized intraoperative 5-ALA photodynamic therapy for newly diagnosed glioblastoma patients: a preliminary analysis of the INDYGO clinical trial. // J. Neurooncol. 2021. Vol. 152. Р. 501–514.

37. Ricchelli F. Photophysical properties of porphyrins in biological membranes. // J. Photochem. Photobiol. B Biol. 1995. Vol. 29. P. 109–118. doi.org/10.1016/1011-1344(95)07155-U.

38. Castano AP, et al. Mechanisms in photodynamic therapy: Part three — Photosensitizer pharmacokinetics, biodistribution, tumor localization and modes of tumor destruction. Photodiagnosis. Photodyn. Ther. 2005. Vol. 2. P. 91–106. doi.org/10.1016/S15721000(05)00060-8.

39. Bartusik-Aebisher D, et al. The Use of Photodynamic Therapy in the Treatment of Brain Tumors — A Review of the Literature. // Molecules. 2022. Vol. 27. P. 6847. doi.org/10.3390/molecules27206847.

40. Efendiev K, Alekseeva P, Shiryaev A, at al. Near-infrared phototheranostics of tumors with protoporphyrin IX and chlorin e6 photosensitizers // Photodiagnosis and Photodynamic Therapy. 2023. Vol. 42. P. 103566. DOI: 10.1016/j.pdpdt.2023.103566.

41. Церковский Д.А., Маслаков Е.А., Багринцев Д.А. и др. Роль фотодинамической терапии в лечении первичных, рецидивных и метастатических злокачественных опухолей головного мозга // Biomedical Photonics. 2018. Т. 7, № 2. С. 37–49. DOI: 10.24931/2413– 9432–2018–7–2–37–49.

42. Stummer W, et al. Technical principles of microsurgical resection of malignant glioma tissue controlled by protoporphyrin-IX-fluorescence. // ActaNeurochir. 1998. Vol. 140. P. 995–1000. DOI: 10.1007/s007010050206.

43. Stummer W, et al. Long-sustaining response in a patient with non-resectable, distant recurrence of glioblastoma multiforme treated by interstitial photodynamic therapy using 5-ALA: Case report. // J. Neurooncol. 2008. Vol. 87. P. 103–109. doi.org/10.1007/s11060-007-9497-x.

44. Schwartz C, et al. Interstitial photodynamic therapy for de-novo multiforme glioblastoma // WHO IV. Neurooncology. 2015. Vol. 17. P. 214–220. doi.org/10.1093/neuonc/nov235.25.

45. Рында А.Ю., Олюшин В.Е., Ростовцев Д.М. и др. Применение интраоперационной фотодинамической терапии в структуре комплексного лечения злокачественных глиом. // Журнал «Вопросы нейрохирургии» имени Н. Н. Бурденко. 2023. Т. 87, № 1. C. 25–34. doi.org/10.17116/neiro20238701125.

46. Stummer W, Pitchimeier U, Meinel T, et al. Fluorescence-guided surgery with 5-aminolevulinic acid for resection of malignant glioma: a randomized controlled multicentre phase III trial. // Lancet Oncol. 2006. Vol.7. P. 392–401.

47. Eljamel S. Photodynamic applications in brain tumors: A comprehensive review of the literature. // PhotodiagnosisPhotodyn. Ther. 2010. Vol. 7. P. 76–85. doi.org/10.1016/j.pdpdt.2010.02.002.

48. Stylli SS, Kaye AH, MacGregor L, et al Photodynamic therapy of high-grade glioma — long term survival. // J. Clin. Neurosci. 2005. Vol.12(4). P. 389–398.

49. Kostron H, Fiegele T, Akatuna E. Combination of «FOSCAN» mediated fluorescence guided resection and photodynamic treatment as new therapeutic concept for malignant brain tumors. // Med. Laser Applic. 2006. Vol. 21. P. 285–290.

50. Muller P, Wilson B. Photodynamic therapy of brain tumors--a work in progress // Lasers Surg Med. 2006. Vol. 38(5). P. 384–389.

51. Muragaki Y, Akimoto J, Maruyama T, et al. Phase II clinical studyon intraoperative photodynamic therapy with talaporfin sodium and semiconductor laser in patients with malignant brain tumors. // J. Neurosurg. 2013. Vol. 119(4). P. 845–852.

52. Akimoto J, et al. First autopsy analysis of the efficacy of intra-operative additional photodynamic therapy for patients with glioblastoma. // Brain Tumor Pathol. 2019. Vol. 36. Р. 144–151.

53. Shimizu K, Nitta M, Komori T, et al. Intraoperative Photodynamic Diagnosis Using Talaporfin Sodium Simultaneously Applied for Photodynamic Therapy against Malignant Glioma: A Prospective Clinical Study. // Frontiers in Neurology. 2018. Vol. 9. P. 1–9. doi.org/10.3389/fneur.2018.00024.

54. Nitta M, Muragaki Y, Maruyama T, et al. T. Role of photodynamic therapy using talaporfin sodium and a semiconductor laser in patients with newly diagnosed glioblastoma. // J Neurosurg. 2018. Vol. 7. P. 1–8. doi.org/10.3171/2018.7.JNS18422.

55. Kobayashi T, Nitta M, Shimizu K, et al. Therapeutic Options for Recurrent GlioblastomaEfficacy of Talaporfin Sodium Mediated Photodynamic Therapy // Pharmaceutics. 2022. Vol. 14(2). P. 353. doi.org/10.3390/pharmaceutics14020353.

56. Teng CW, Amirshaghaghi A, Cho SS, et al. Combined fluorescence-guided surgery and photodynamic therapy for glioblastoma multiforme using cyanine and chlorin nanocluster. // J Neurooncol. 2020. Vol.149. P. 243–252. doi.org/10.1007/s11060-02003618-1.

57. Maruyama T, Muragaki Y, Nitta M, et al. Photodynamic therapy for malignant brain tumors. // Japanese J Neurosurg. 2016. Vol. 25. P. 895.

58. Kozlikina EI, et al. The Combined Use of 5-ALA and Chlorin e6 Photosensitizers for FluorescenceGuided Resection and Photodynamic Therapy under Neurophysiological Control for Recurrent Glioblastoma in the Functional Motor Area after Ineffective Use of 5-ALA: Preliminary Results. // Bioengineering. 2022. Vol. 9. P. 104. doi.org/10.3390/bioengineering9030104

59. Hamid AS, Zimmermann W, et al. In vitro study for photodynamic therapy using Fotolon in glioma treatment. // Proc. SPIE. 2015. Vol. 9542. P. 13. doi.org/10.1117/12.2183884.

60. Akimoto J, Fukami S, Ichikawa M, et al Intraoperative Photodiagnosis for Malignant Glioma Using Photosensitizer Talaporfin Sodium. // Frontiers in Surgery. 2019. Vol. 21. P. 6–12. doi.org/10.3389/fsurg.2019.00012.

61. Stummer W, Pichlmeier U, Meinel T. Fluorescence-guided surgery with 5–aminolevulinic acid for resection of malignant glioma: a randomised controlled multicentre phase III trial // Lancet Oncol. 2006. Vol. 7. P. 392–401.

62. Cramer SW, Chen CC. Photodynamic Therapy for the Treatment of Glioblastoma. // Front. Surg. 2020. Vol. 6. P. 81. doi.org/10.3389/fsurg.2019.00081.

63. Schipmann S, et al. Combination of ALA-induced fluorescence-guided resection and intraoperative open photodynamic therapy for recurrent glioblastoma: case series on a promising dual strategy for local tumor control. // J. Neurosurg. 2020. Vol. 134. Р. 426–436.

64. Stummer W, et al. Long-sustaining response in a patient with non-resectable, distant recurrence of glioblastoma multiforme treated by interstitial photodynamic therapy using 5-ALA: Case report. // J. Neurooncol. 2008. Vol. 87. P. 103–109. doi.org/10.1007/s11060-007-9497-x.

65. Schwartz C, et al. Interstitial photodynamic therapy for de-novo multiforme glioblastoma // WHO IV. Neurooncology. 2015. Vol. 17. P. 214–220. doi.org/10.1093/neuonc/nov235.25.

66. Mahmoudi K, et al. 5-Aminolevulinic Acid Photodynamic Therapy for the Treatment of High-Grade Gliomas. // J. Neurooncol. 2019. Vol. 141. P. 595–607. doi.org/10.1007/s11060-019-03103-4.

67. Chen R, Aghi MK. Atypical meningiomas. // HandbClin Neurol. 2020. Vol. 170. P. 233–244. doi. org/10.1016/B978-0-12-822198-3.00043-4.

68. Kiesel B, et al. G. 5-ALA in suspected low-grade gliomas: Current Role, limitations, and new approaches. // Front. Oncol. 2021. Vol. 11. P. 699301. doi.org/10.3389/fonc.2021.699301.

69. Решетов И.В., Коренев С.В., Романко Ю.С. Формы гибели клеток и мишени при фотодинамической терапии. // Сибирский онкологический журнал. 2022. Т. 21, № 5. С. 149–154. DOI: 10.21294/1814-48612022-21-5-149-154.

70. Куканов К.К., Воробьёва О.М., Забродская Ю.М. и др. Интракраниальные менингиомы: клинико-интраскопические и патоморфологические причины рецидивирования с учетом современных методов лечения (обзор литературы). // Сибирский онкологический журнал. 2022. Т. 21, № 4. C. 110–123. doi.org/10.21294/1814-4861-2022-21-4-110-123.

71. Рында А.Ю., Ростовцев Д.М., Олюшин В.Е. и др. Лечебный патоморфоз в тканях злокачественной глиомы после фотодинамической терапии с хлорином е6 (сообщение о двух клинических случаях). // Biomedical Photonics. 2020. Т. 9, № 2. C. 45–54. DOI: 10.24931/2413–9432–2020–9–2–45–54.

72. Рында А.Ю., Ростовцев Д.М., Олюшин В.Е. Флуоресцентно-контролируемая резекция астроцитарных опухолей головного мозга — обзор литературы. // Российский нейрохирургический журнал имени профессора А. Л. Поленова. 2018. Т. 10, № 1. C. 97– 110.

73. Рында А.Ю., Олюшин В.Е., Ростовцев Д.М. и др. Флуоресцентная диагностика с хлорином е6 в хирургии глиом низкой степени злокачественности. // Biomedical Photonics. 2021. Т. 10, № 4. С. 35–43. doi.org/10.24931/2413-9432-2021-10-4-35-43.

74. Рында А.Ю., Олюшин В.Е., Ростовцев Д.М. и др. Результаты использования интраоперационного флюоресцентного контроля с хлорином Е6 при резекции глиальных опухолей головного мозга // Журнал «Вопросы нейрохирургии» имени Н. Н. Бурденко. 2021. Т. 85, № 4. С. 20–28. doi.org/10.17116/neiro20218504120.

75. Рында А.Ю., Олюшин В.Е., Ростовцев Д.М. и др. Сравнительный анализ флуоресцентной навигации в хирургии злокачественных глиом с использованием 5-АЛА и хлорина Е6. // Хирургия. Журнал им. Н. И. Пирогова. 2022. Т 1. С. 5–14. doi.org/10.17116/hirurgia20220115.

76. Рында А.Ю., Олюшин В.Е., Ростовцев Д.М. и др. Возможности интраоперационной флуоресцентной биовизуализации нервов в нейрохирургической практике // Российский нейрохирургический журнал им. проф. А. Л. Поленова. 2023. Т. 15, № 1. С. 12.