Własne doświadczenia w stosowaniu diagnostyki fotodynamicznej w rozpoznawaniu powierzchownych nowotworów pęcherza moczowego
Artykuł opublikowany w Urologii Polskiej 2004/57/3.

Wstęp

Rak pęcherza moczowego zajmuje na świecie szóste miejsce pod względem częstości występowania (ponad 3% wszystkich nowotworów). Wśród nowych rozpoznań 75-80% stanowią guzy powierzchowne [1]. U ponad 70% pacjentów z powierzchownym nowotworem pęcherza moczowego występuje jeden lub więcej nawrotów, a u 30% obserwuje się nawroty i progresje nowotworu [1].

Metoda fotodynamicznej diagnostyki nowotworów jest najdokładniejszym sposobem obrazowania tkanki nowotworowej [2]. Pęcherz moczowy jest narządem, do którego można wprowadzić źródło światła do wnętrza i poddać promieniowaniu całą wewnętrzną warstwę nabłonkową. W warstwie tej powstają zmiany przednowotworowe i nowotworowe. Metoda fotodynamicznej diagnostyki nowotworów pęcherza moczowego pozwala, w odróżnieniu od zwykłej cystoskopii, na uwidocznienie wszelkich ognisk nowotworowych w najwcześniejszych fazach [3]. Powinna zatem zostać uznana za metodę z wyboru w przypadku diagnostycznej cystoskopii, a w przyszłości także za jedyne pewne badanie przesiewowe.

Od początku lat osiemdziesiątych w diagnostyce wczesnych form raka pęcherza moczowego badano różne możliwości zastosowania klinicznego, podawanych pozajelitowo, fluoryzujących fotouczulaczy. Zwykle jako substancję fotouczulającą stosowano pochodne hematoporfiryny (Photofrin Fa QLT Vancouver). Badania Lama (1990) [4], Moniera (1991) [5] i Baumgartnera (1992) [6] potwierdziły skuteczność metody, ale wskazywały też na niepożądane konsekwencje, uniemożliwiające jej szerokie zastosowanie kliniczne. Różnica w gromadzeniu substancji fotouczulającej (podanej dożylnie) w tkance guza, w porównaniu z otaczającą prawidłową tkanką pęcherza, była stosunkowo niewielka (maksymalnie pięciokrotna). Dlatego prawidłowa ocena ognisk wzmożonej fluorescencji wymagała dość skomplikowanej i drogiej aparatury wzmacniającej i analizującej uzyskane obrazy. Divaris i wsp. donieśli w 1990 r. [7], że podanie z zewnątrz w stosunku do tkanki diagnozowanej dużych ilości kwasu 5-aminolewulinowego (ALA) prowadzi do wewnątrzkomórkowego gromadzenia się endogennej, silnie fluoryzującej protoporfiryny IX [8]. Stosunek zgromadzonej protoporfiryny IX w komórkach raka rozwijającego się z komórek urotelium, w porównaniu do prawidłowych komórek urotelium u człowieka, wynosi 17: 1. Pozwala to na rozpoznanie „świecących” na różowo lub czerwono ognisk patologicznych, bez konieczności elektronicznej obróbki obrazu. Badania mikroskopowe potwierdziły, że fluorescencja skumulowanych porfiryn jest ściśle ograniczona do nabłonka urotelialnego, zarówno zmienionego patologicznie, jak i prawidłowego. Lamina propria stanowi ostrą granicę między fluoryzującym na różowo nabłonkiem błony śluzowej (epithelium) a zieloną stromą [9].

Kriegmair i wsp. pierwsi wykonali w 1992 r. cystoskopię fluoroscencyjną u człowieka, wykorzystując wlewki dopęcherzowe ALA. Do 1996 roku przeprowadzili diagnostykę fotodynamiczną (PDD) u 104 pacjentów z podejrzeniem pierwotnego lub nawrotowego powierzchownego guza pęcherza moczowego. Na podstawie analizy pobranych podczas PDD 4999 biopsji, potwierdzili bardzo wysoką, niemal 97% czułość badania. Jest ona znamiennie wyższa od 72% czułości cystoskopii w świetle białym [10].

Celem prezentowanej pracy była ocena wartości metody fotodynamicznej w rozpoznawaniu powierzchownych nowotworów pęcherza moczowego oraz w ocenie doszczętności przezcewkowej elektroresekcji.

Materiał i metody

U 115 chorych (97 na powierzchowny nawrotowy nowotwór pęcherza moczowego potwierdzony histopatologicznie i 18 z podejrzeniem nowotworu pęcherza moczowego), od 30 grudnia 1996 roku do grudnia 2002 roku przeprowadzono 427 zabiegów diagnostyki fotodynamicznej. Wśród obserwowanych chorych było 28 kobiet i 87 mężczyzn, a ich wiek wahał się od 19 do 87 lat. U 17 chorych wykonano pojedynczą diagnostykę fotodynamiczną, u 21 chorych wykonano PDD dwukrotnie, a u 77 trzy i więcej razy (od 3 do 7). 97 chorych było poddanych PDD po uprzedniej przezcewkowej elektroresekcji zmian nowotworowych w świetle białym (TURBT).

Zabiegi PDD wykonywano po uprzedniej instylacji przygotowanego na bieżąco roztworu kwasu 5-aminolewulinowego do światła pęcherza moczowego. Do PDD używano 1,5 g suchej substancji 5-ALA zbuforowanej 50 ml 1,4% roztworu NaHCO3, uzyskując tym samym 3% roztwór 5-ALA. Tak przygotowany roztwór podawano poprzez cewnik do światła pęcherza moczowego na około 120 minut przed planowanym PDD (90-150 minut). Chorzy nie oddawali moczu aż do zabiegu. Zabieg diagnostyki fotodynamicznej przebiegał w niżej opisany sposób.

Po dokładnym odkażeniu ujścia zewnętrznego cewki moczowej do światła pęcherza moczowego wprowadzano cystoskop 19 – 21 F wyposażony w optykę umożliwiającą obserwacje w świetle białym i ultrafioletowym. Następnie obserwowano dokładnie błonę śluzową pęcherza moczowego w świetle białym lampy ksenonowej o mocy 300 W oraz w świetle ultrafioletowym (405 nm), generowanym przez źródło światła D-Light STORZ, a także stosując oba rodzaje światła na zmianę w celu porównania obrazów. Z miejsc podejrzanych o zmiany nowotworowe (widoczne, czy to w obu rodzajach świateł, czy tylko w świetle ultrafioletowym) kleszczami pobierano wycinki.

Chorzy, zakwalifikowani do badania, byli poddani 18-miesięcznej obserwacji (zarówno przed stosowaniem diagnostyki fotodynamicznej, jak i po jej zastosowaniu i wdrożeniu leczenia) w celu porównania częstości występowania wznowy choroby w zależności od stosowanej metody diagnostycznej, a także w celu oceny skuteczności przezcewkowej elektroresekcji zmian nowotworowych w błonie śluzowej pęcherza moczowego kontrolowanej metodą fotodynamiczną.

Wyniki

W cystoskopii w świetle białym u 75 spośród 115 chorych nie stwierdzono zmian nowotworowych. Natomiast w momencie porównywania obrazów cystoskopii w świetle białym (SB) i ultrafioletowym (UV) zmian podejrzanych o nowotworowe w obu rodzajach świateł nie stwierdzono u 21 (18,3%).

U 54 chorych w SB nie wykryto zmian, natomiast w UV stwierdzono obecność miejsc fluorescencji, a pobrane wycinki potwierdziły obecność nowotworu. U 25 (46%) potwierdzono obecność nowotworu w stadium TaG1, u 22 (41%) występowały zmiany Tis, u sześciu (11%) były to zmiany TaG2, a u jednego ( %) T1G1 (ryc. 1).

Zmiany o charakterze Tis potwierdzono tylko w UV u 22 chorych. Ogółem zmiany Ta (G1 i G2) potwierdzono w badaniu u 37 chorych, w SB u sześciu, a w UV dodatkowo u 31. Zmiany o charakterze T1 zostały potwierdzone w UV u 32 chorych, natomiast w SB u 31 chorych. U trzech chorych stwierdzono zarówno w SB, jak i UV zmiany o charakterze T2 (tabela I).

U analizowanych chorych przed stosowaniem diagnostyki fotodynamicznej, czyli przy stosowaniu tylko światła białego w rozpoznawaniu i leczeniu zmian nowotworowych (TURBT), odsetek występowania wznowy nowotworu w obserwowanym okresie 18 miesięcy został przedstawiony na wykresie w przedziałach trzymiesięcznych (wahał się on od 42,9% do 52,4%). Przy zastosowaniu PDD jako metody diagnostycznej połączonej z przezcewkową elektroresekcją lub elektrokoagulacją zmian w błonie śluzowej pęcherza podejrzanych o rozrost nowotworowy w tej samej grupie chorych, odsetek wznów w okresach trzymiesięcznych był niższy i wahał się od 9,1% do 22% (ryc. 2).

Porównano również odsetek występowania wznowy nowotworu po trzech miesiącach, w zależności od stosowanej metody diagnostycznej (cystoskopia w białym świetle w porównaniu z diagnostyką fotodynamiczną). Jeżeli jako metodę diagnostyczną nowotworu przed leczeniem stosowano cystoskopię z użyciem światła białego, to wznowa po trzech miesiącach występowała w 47,9%, natomiast gdy stosowano diagnostykę fotodynamiczną połączoną z TURBT lub koagulacją, to analogicznie wznowa występowała w 18,9% (ryc. 3). Jest to zależność statystycznie znamienna przy p<0,001. Analizowano również częstość występowania nawrotów nowotworu u chorych po elektrokoagulacji lub przezcewkowej elektroresekcji nowotworu pęcherza moczowego (TURBT) zarówno przed stosowaniem PDD, jak i po stosowaniu PDD do kontrolowania zmian nowotworowych w trakcie TURBT. W badanej grupie TURBT był wykonany u 97 chorych. Gdy nie kontrolowano doszczętności TURBT w PDD, wówczas nawroty po 12 miesiącach występowały u 48 chorych, natomiast jeśli TURBT kontrolowano PDD, nawroty po 12 miesiącach występowały u 21 chorych (ryc. 4).

Omówienie

Od dawna poszukiwano sposobu na ujawnienie zmian nowotworowych w błonie śluzowej pęcherza moczowego, niewidocznych w świetle białym cystoskopu. Metoda diagnostyki fotodynamicznej jest najdokładniejszym i wyjątkowo czułym sposobem obrazowania i rozpoznawania powierzchownych nowotworów pęcherza moczowego [11]. Jest to sposób dość powszechnie znany, ale w praktyce klinicznej niezmiernie rzadko stosowany [12] z powodu braku dostępności wielu tkanek i narządów dla źródła światła diagnostycznego [13]. W odróżnieniu od nich pęcherz moczowy jest narządem umożliwiającym wprowadzenie źródła światła do jego wnętrza i ekspozycję na promieniowanie całej wewnętrznej powierzchni wysłanej nabłonkiem przejściowym, w którym powstają zmiany przednowotworowe i nowotworowe pęcherza moczowego [14].

W ostatnich latach wykazano właściwości fluoroscencyjne fotosensytyzerów, które umożliwiają poszukiwanie niewidocznych zmian nowotworowych w pęcherzu moczowym [15]. Kwas 5-aminolewulinowy (5 ALA), podany we wlewce dopęcherzowej na 1-4 godzin przed cytoskopią, powoduje w świetle ultrafioletowym zabarwienie guza i ognisk ca in situ na kolor czerwony na niebieskim tle [16]. Postępowanie takie ułatwia zniszczenie guzów nowotworowych elektrosekcją lub promieniem laserowym. Dysplazję komórkową i ogniska ca in situ można wykryć nie tylko obok zmian brodawczakowatych, ale również w prawidłowo wyglądającej śluzówce pęcherza, gdy rozpoznanie zmian jest trudne lub wręcz niemożliwe w klasycznej cystoskopii [17].

Użycie 5-ALA do cystoskopii fluoroscencyjnej stwarza perspektywy znaczącej poprawy w leczeniu powierzchownych guzów pęcherza moczowego. Kwas 5-ALA jako jedyny z podobnych porfiryn, ma zdolność do selektywnego gromadzenia się w komórkach nowotworowych [9]. Umożliwia to uwidocznienie w świetle fluorescencyjnym małych albo płaskich guzów, co zwiększa wykrywalność raka pęcherza, sięgającą nawet do 95-100%, i stanowi o 20-30% większą liczbę rozpoznań niż w normalnej cystoskopii w świetle białym [10]. Jest to niezwykle ważne w przypadkach, w których występuje wysokie ryzyko wczesnych nawrotów. Pod kontrolą cystoskopii fluorescencyjnej przezcewkowa elektroresekcja (TURBT) guza może być bardziej skuteczna [18]. W przyszłości metody diagnostyczne, w których istnieje możliwość przeoczenia nowotworu, będą stopniowo zastępowane cystoskopią fluoroscencyjną [19].

Zdobyte doświadczenie w stosowaniu metody diagnostyki fotodynamicznej nowotworów pęcherza moczowego pozwoliło na prawidłowe rozpoznanie wielu zmian nowotworowych, które byłyby przeoczone w zwykłej cystoskopii oraz nierozpoznane przez nowoczesne testy antygenowe [20]. Obszary śluzówki pęcherza moczowego podejrzane o metoplazję nowotworową po uprzednim pobraniu wycinka do badania histopatologicznego niszczono sondą waporyzującą. Stosowanie sondy waporyzującej jest działaniem bezpiecznym dla chorego i likwidującym zmianę [21]. Rozpoznania histopatologiczne pobranych wycinków potwierdzały obecność nowotworu. Ostatnio pojawia się coraz więcej informacji o nowych możliwościach rozpoznawania nowotworów pęcherza moczowego przez zastosowanie cytologii fluorescencyjnej [19], połączonej z diagnostyką fotodynamiczną w celu rozpoznania ca in situ. Badanie to może stanowić nowy krok w rozpoznawaniu powierzchownych nowotworów pęcherza moczowego. Inni autorzy – podobnie jak autor niniejszej pracy – uważają, że zastosowanie diagnostyki fotodynamicznej pozwala na zmniejszenie częstości nawrotów powierzchownych nowotworów pęcherza moczowego [21,22].

Doświadczenia zdobyte podczas diagnostyki fotodynamicznej pozwalają na potwierdzenie skuteczności rozpoznawania zmian nowotworowych (w tym ca in situ i ognisk dysplazji komórkowej) z użyciem tej metody, dając szansę na całkowite i skuteczne leczenie nowotworów pęcherza moczowego.

Wnioski

Na podstawie sześcioletnich doświadczeń w stosowaniu metody fotodynamicznej w diagnostyce powierzchownych nowotworów pęcherza moczowego można wysnuć następujące wnioski:

1. Cystoskopia w świetle ultrafioletowym (diagnostyka fotodynamiczna – PDD) umożliwia rozpoznanie powierzchownych nowotworów pęcherza moczowego z czułością większą niż w standardowej cystoskopii z użyciem światła białego.
2. Wykonywanie cystoskopii w celu rozpoznania powierzchownych nowotworów pęcherza moczowego oraz wczesnej oceny powstawania wznowy i nowych ognisk nowotworu bez użycia PDD jest mniej skuteczne.
3. PDD pozwala na ocenę doszczętności przezcewkowej elektroresekcji powierzchownych nowotworów pęcherza moczowego.
4. Wprowadzenie do systemu ochrony zdrowia metody diagnostyki fotodynamicznej powierzchownych nowotworów pęcherza moczowego przyczyni sie do ograniczenia liczby nawrotów choroby i zapewni lepsze wyniki leczenia.

Piśmiennictwo

1. Amling CL: Diagnosis and management of superficial bladder cancer. Curr Probl Cancer 2001; 25 (4): 219-278.
2. Husiatyński W, Pypno W: Fotodynamiczna diagnostyka i terapia w powierzchownych guzach pęcherza moczowego w: Fotodynamiczna metoda rozpoznawania i leczenia nowotworów, red. Graczyk A, Dom Wydawniczy Bellona Warszawa 2001: 415-427.
3. Baert L, Berg R, van Damme B, D’Hallewin MA, Johansson J, Svanberg K, Svanberg S: Clinical fluorescence diagnosis of human bladder carcinoma following low-dose Photophrin injection. Urology 1993; 322.
4. Monnier P: Potential of photodynamic therapy in the treatment of pharyngeal tumours: the clinical point of view. J Photochem Photobiol B 19; 9: 122-125.
5. Lam S, Palcic B, Mclean D, Hang J, Korbelik M, Profio AE: Detection of early lung Cancer using low dose Photofrin II. Chest 1990; 97: 333.
6. Baumgartner R, Kriegmair M, Jochan D, Hofstetter A: Photodynamic diagnosis of early stage malignancies – Preliminery results in urology and pulmonology. SPIE Prog 1992; 1641: 107.
7. Divaris DX, Kennedy JC, Pottier RH: Phototoxic damage to sebaceous glands and hair follicles of mice following systemic administration of 5-aminolevulinic acid correlates with localized protoporphyrin IX fluorescence. Am J Pathol 1990; 155: 105.
8. Moan J, Bech O, Gaullier J M, Stokke T, Steen H B, Ma L W, Berg K: Protoporphyrin IX accumulation in cells treated with 5-aminolevulinic acid: dependence on cell density, cell size and cell cycle. Int J Cancer 1998; 75 (1): 134-149.
9. Steinbach P, Kriegmair M, Baumgartner R, Hofstadter F, Knuchel R: Intravesical instillation of 5-aminolevulinic acid: the fluorescent metabolite is limited to urothelial cells. Urology 1994; 44 (5): 676-681.
10. Kriegmair M, Stepp H, Steinbach P, Lumper W, Ehsan A, Stepp HG, Rick K Knüchel R, Baumgartner R, Hofstetter A: Fluorescence cystoscopy following intravesical instillation of 5-aminolevulinic acid: a new procedure with high sensitivity for detection of hardly visible urothelial neoplasias. Urol Int 1995; 55: 190-196.
11. Kriegmair M, Baumgartner R, Knüchel R, Stepp H, Hofstädter F, Hofstetter A: Detection of early bladder cancer by 5-aminolevulinic acid induced porphyrin fluorescence. J Urol 1996; 155: 109-110.
12. Ackroyd R; Kelty C; Brown N; Reed M: The history of photodetection and photodynamic therapy. Photochem-Photobiol. 2001; 74 (5): 656-669.
13. Kriegmair M, Zaak D, Knuechel R, Baumgartner R, Hofstetter A: 5-Aminolevulinic acid-induced fluorescence endoscopy for the detection of lower urinary tract tumors. Urol Int 1999; 63 (1): 27-31.
14. Kriegmair M, Baumgartner R, Knuchel R, Ehsan A, Steinbach P, Lumper W, Hofstadter F, Hofstetter A: Photodynamische Diagnose urothelialer Neoplasien nach intravesikaler Instillation von 5-Aminolavulinsaure. Urologe-A 1994; 33 (4): 270-275.
15. D’Hallewin MA, VanHerzeele H, Baert L: Fluorescence detection of flat transitional cell carcinoma after intravesical instillation of aminolevulinic acid. Am J Clin Oncol 1998; 21: 223-225.
16. Ehsan A, Sommer F, Haupt G, Engelmann U: Significance of fluorescence cystoscopy for diagnosis of superficial bladder cancer after intravesical instillation of delta animolevulinic acid. Urol Int 2001; 67: 298-304.
17. Lange N, Jichlinski P, Zellweger M, Forrer M, Marti A, Guillou L, Kucera P, Wagnieres G, van den Bergh H: Photodetection of early human bladder cancer based on the fluorescence of 5-aminolaevulinic acid hexylester-induced protoporphyrin IX: a pilot study. Br J Cancer 1999; 80 (1-2): 185-193.
18. Filbeck T, Roessler W, Knuechel R, Straub M, Kiel HJ, Wieland WF: 5-aminolevulinic acid-induced fluorescence endoscopy applied at secondary transurethral resection after conventional resection of primary superficial bladder tumors. Urology 1999; 53 (1): 77-81.
19. Pytel A, Schmeller N: New aspect of photodynamic diagnosis of bladder tumors: fluorescence cytology. Urology 2002; 59 (2): 216-219.
20. Lipiński M, Jeromin L: Comparison of Bard BTA stat test with Photodynamic Diagnosis (PDD) in Patients with Recurrent Superficial Urinary Bladder Tumours Pathologicaly Confirmed. BJU Int 2002; 89 (7): 757-759.
21. Lipiński M, Jeromin L: Zastosowanie metody fotodynamicznej w rozpoznawaniu oraz w ocenie skuteczności elektroresekcji powierzchownych nowotworów nabłonkowych pęcherza moczowego Urol Pol 2001; 54: 57-61.
22. Riedl CR, Daniltchenko D, Koenig R, Simak R, Loening SA, Pflueger H: Fluorescence endoscopy with 5-aminolevulinic acid reduces early recurrence rate in superficial bladder cancer. J Urol 2001; 165: 1121.

Adres autora:

Marek Lipiński
Klinika Urologii z Pracownią Litotrypsji Uniwersytetu Medycznego
ul. Pabianicka 62
93-513 Łódź
tel. (0 42) 689 52 11
miklipa@poczta.onet.pl