Лучевое повреждение и некроз
Лучевая терапия
Ионизирующее облучение включает облучение рентгеновскими и гамма-лучами (в обоих случаях энергия передается фотонами) и облучение заряженными частицами. Целью лучевой терапии (ЛТ) опухолей является гибель их клеток или подавление их способности к делению. Это достигается за счет передачи фотонами критической энергии путем фотоэлектирического эффекта (при низких энергиях, <0,005 мегаэлектрон В), комптоновского рассеяния (при более высоких энергиях от 0,1 до 10 мегаэлектрон В, напр., в линейных ускорителях или в Гамма-ноже) либо за счет образования пар (при еще более высоких энергиях)1. При эффекте Комптона при первичном столкновении фотона с атомом образуется свободный электрон, который затем ионизирует другие атомы и разрушает химические связи. Поглощение радиации при непрямом облучении в присутствии воды приводит к образованию свободных радикалов (содержат непарные электороны), которые вызывают повреждение клеток опухоли (обычно за счет повреждения ДНК).
Поглощение радиации
Дозу облучения можно рассчитать по кол-ву энергии, поглощенной единицей массы, где 1 Грэй (1 Гр) = 1 Дж/кг. Порядок перевода из Грэй в рад показан в табл. 15-1. Биологический эффект радиации можно описать с помощью единиц биологического эквивалента рада (БЭР) или Сайверта (1 Св = 100 БЭР). Подсчитано, что доза в 1 БЭР вызывает »300 новых случаев рака на млн человек (a из которых являются смертельными). Среднегодовая доза облучения составляет 360 мБЭР (из них »30 мБЭР в результате фонового космического облучения). При РГК человек получает »10-40 мБЭР, КТ ГМ »18-40 БЭР (1,25 БЭР/срез), ЦАГ »10-20 БЭР (включая просвечивание), а при трансконтинентальном перелете »5 мБЭР1.
Табл. 15-1. Перевод радиационных единиц
| 1 Гр (Грэй) = 100 сантиГр = 100 рад |
| 1 сантиГр = 1 рад |
Обычное внешнее облучение
Фракционирование
Методика, при которой полная доза подается в виде серии небольших коротких аппликаций. Это один из способов увеличения терапевтического индекса (отнощение эффекта ЛТ на опухолевые клетки по сравнению с нормальными). Степень лучевого повреждения зависит от дозы, времени и площади экспозиции. В радиационной онкологии учитываются2:
1. восстановление сублетального повреждения
2. реоксигенация опухолевых клеток, которые до ЛТ находились в гипоксии: оксигенированные клетки более радиочувствительны, чем гипоксические, поскольку кислород образует с непарными электронами пероксиды, которые являются более стабильными и летальными, чем свободные радикалы
3. репопуляция опухолевых клеток после ЛТ
4. перераспределение кол-ва клеток, находящихся на разных стадиях клеточного цикла: в стадии митоза клетки более чувствительны
Дозирование
Биологический эффект дозы фракционного облучения часто рассчитывают по ур-нию линейно-квадратичной модели (ур-ние 15-1), в котором D – полная доза облучения, d – доза фракции, коэффициенты a и b показывают степень реакции клеток на облучение. Отношение a/b=10 указывает на быстро реагирующую ткань типа опухоли, а =3 – на медленно реагирующую, такую как нормальный мозг или АВМ.
Биологически эффективная доза (Гр) = D % 
Ур-ние 15-1
Облучение головы
После операции по поводу опухоли (краниотомия или спинальная операция) большинство хирургов выжидают »7-10 д до начала ЛТ на область операции (что дает время зажить ране).
Два типа опухолей ЦНС, которые «тают» после ЛТ, но имеют тенденцию позднее рецидивировать:
1. лимфома
2. опухоли зародышевых клеток
Лучевое повреждение и некроз
Радиационный некроз (РН) может напоминать рецидив (или новообразование) опухоли, как клинически, так и рентгенологически. Учитывая разницу в прогнозе и лечении важно дифференцировать между опухолью и РН.
Патофизиология
Поскольку облучение селективно действует на более быстро делящиеся клетки, сосудистый эндотелий (время обновления которого составляет »6-10 мес) и олигодендроглиальные клетки представляют собой два типа нормальных клеток в ЦНС, наиболее подверженных РН. Сосудистые повреждения могут быть основным фактором, лимитирующим переносимость ЛТ головы3. Если ЛТ проводится одновременно с химиотерапией (особенно метотрексатом), то повреждение возникает при использовании меньших доз радиации.
{Механизмы ПД облучения до конца неизвестны, возможно, имеют значение:
1. повреждение сосудистого эпителия
2. повреждение глии
3. влияние на иммунную систему}
Действие ЛТ делят на 3 периода4:
1. острые эффекты: наблюдаются во время лечения. Обычно это усиление уже имеющихся симптомов. Вероятно возникает в результате отека. Лечение состоит в дозы стероидов
2. ранние отсроченные эффекты: от нескольких нед до 2-3 мес после завершения ЛТ. При облучении СМ симптом Лермитта, ГМ лучевую сонливость
3. поздние отсроченные эффекты: от 3 мес до 12 лет (большинство в течение 3 лет). Связаны с некрозом мозга
Проявления эффектов ЛТ:
1. нарушение умственных функций:
2. после ЛТ возможно развитие деменции5
3. дети: может приводить к снижению IQ на »25 баллов, особенно после облучения всего мозга дозой >40 Гр. Определяемая разница IQ наблюдается у детей <7 лет, но и более старших детей возможет менее заметный дефицит6
4. повреждение передних отделов зрительных путей
5. повреждение гипоталамо-гипофизарной оси гипопитуитаризм задержка роста у детей
6. первичный гитотиреоидизм (особенно у детей)
7. может стимулировать образование новой опухоли: опухоли, частота возникновения которых возрастает после ЛТ: глиомы (включая МГБ7), менингиомы8 и опухоли нервных оболочек9. Описано возникновение опухолей основания черепа после общей внешней ЛТ10
8. злокачественное перерождение: напр., после СРХ неврином слухового нерва (см. с.418)
9. лейкоэнцефалопатия: выраженная реакция демиелинизации/некроза через 4-12 мес после комбинированного лечения ЛТ и метотрексатом, особенно у детей с острой лимфобластической лейкемией (ОЛЛ) и у взрослых с первичными опухолями ЦНС
Диагностика
КТ и МРТ
Не позволяют достоверно дифференцировать РН от опухолей (особенно астроцитом; иногда РН напоминает МГБ) даже при использовании КВ. Часто наблюдается перивентрикулярное понижение плотности и увеличение размеров желудочков (трудно отличимое от ГЦФ). Некоторую надежду дают МР-спектроскопия и динамическая FLASH-МРТ.