способ определения отека мозговой ткани при опухоли головного мозга

Формула изобретения

Способ определения отека мозговой ткани при опухоли головного мозга, включающий забор материала опухоли, проведение электронной микроскопии поперечных срезов капилляров, отличающийся тем, что забор материала опухоли осуществляют из ее периферийной зоны в количестве 3-4 образцов, а при проведении электронной микроскопии сохраняют в электронном виде изображения участков опухоли, на которых визуализируются продольные или поперечные срезы любых сосудов, содержащих межэндотелиальные плотные соединения, определяют форму межэндотелиальных плотных соединений относительно стенки сосуда и, если они имеют форму прямой линии в 50% и более отобранных для исследования сосудов, то диагностируют отек головного мозга.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области медицины, а именно к нейроонкологии, и может быть использовано специалистами нейрохирургических, онкологических и радиологических отделений.

В нейроонкологии крайне важно иметь информацию о состоянии проницаемости гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) в сосудах самой опухоли и вещества мозга, ее окружающего, которая дает возможность диагностировать отек головного мозга. Известно, что отек вокруг опухоли головного мозга может образовываться как за счет нарушения проницаемости ГЭБ в сосудах - вазогенный отек, так и за счет инфильтрации опухоли в интактное вещество мозга, приводящее к гибели клеток - цитотоксический отек. Диагностика причины лежащего в основе формирования отека вокруг опухоли головного мозга в каждом конкретном клиническом случае дает возможность более точно определить алгоритм медикаментозного лечения отека, повышающего его эффективность и рентабельность.

Известен способ диагностики отека вещества головного мозга (Патент № 2012880, МПК G01N 33/48, опубл. 1994 г.). Способ включает измерение оптических характеристик замороженных тонких срезов мозгового вещества, по которым судят о степени отека мозговой ткани.

Недостатком данного способа является сложность его применения в случае исследования мозга, содержащего опухолевую ткань, т.к. количество клеток в опухоли кратно выше, чем в не пораженном опухолью веществе мозга, что неизбежно будет влиять на оптические свойства среза вещества мозга и приведет к ошибочному результату.

Наиболее близким является способ диагностики нарушения проницаемости ГЭБ в капиллярах опухолей головного мозга при выборе тактики лечения больных с глиомами низкой степени злокачественности (Патент РФ № 2441599, МПК A61B 10/00, публ. 2012), основанный на использовании трансмиссионной электронной микроскопии (ТЭМ) при анализе просвета капилляра, который приобретает форму звезды в случае нарушения проницаемости ГЭБ и как следствие набухания эндотелиоцитов и пролабирования последних в просвет капилляра.

Недостатком способа является возможность его использования только в случае, когда такой капилляр представлен в виде поперечного среза. Если при ТЭМ визуализируется продольный срез капилляра, при набухании эндотелия просвета капилляра не будет похож по форме на звезду, что может привести к ошибочным выводам.

Следует так же учитывать, что опухолевые сосуды мало чем напоминают обычные капилляры. Чаще всего они имеют форму тонкостенных дилятированных венул. Просвет таких сосудов значительно превышает диаметр обычного капилляра. Набухание эндотелия в опухолевых сосудах приводит лишь к незначительному сужению его просвета. В результате форма просвета может быть произвольной и не поминать звезду.

Задача, поставленная авторами - устранить указанные недостатки, повысить точность диагностики, обеспечить возможность его использования при анализе ультраструктурных изменений в эндотелии не только капилляров, но артериол и венул, вне зависимости от того, какая форма их просвета представлена на изучаемом срезе - продольная или поперечная, что приводит к значительному увеличению числа наблюдений, выполненных в более короткие сроки, и позволяет применить статистические методики обработки данных.

Для этого в способе определения отека мозговой ткани при опухоли головного мозга, включающем забор материала опухоли, проведение электронной микроскопии поперечных срезов капилляров, предложено забор материала опухоли осуществлять из ее периферийной зоны в количестве 3-4 образцов. При проведении электронной микроскопии, сохранять в электронном виде изображения участков опухоли, на которых визуализируются, как правило, 1-3 продольных или поперечных среза любых сосудов, содержащих межэндотелиальные плотные соединения, определять форму межэндотелиального плотного соединения относительно стенки сосуда, и если оно имеет форму прямой линии в 50% и более отобранных для исследования сосудов - диагностировать отек головного мозга.

Предлагаемый способ позволяет объективизировать оценку состояния ультраструктурных компонентов эндотелия, повреждение которых является причиной формирования отека головного мозга. Исследования показали, что повышение проницаемости ламинарной мембраны эндотелиоцита приводит к увеличению объема жидкости, поступающей из крови в цитоплазму эндотелиоцита. В случае, когда другие компоненты ГЭБ сохраняют свои функции по поддержанию ГЭБ, избыток жидкости задерживается в цитоплазме эндотелиоцита, что приводит к его набуханию и пролабированию в сторону просвета сосуда. Это, в свою очередь, приводит к натяжению ламинарной мембраны эндотелиоцита, в том числе и той ее части, которая контактирует с соседним эндотелиоцитом и формирует межэндотелиальное плотное соединение. В норме соединение имеет форму извилистой линии. В результате натяжения мембрана эндотелиоцита распрямляется и приобретает форму прямой линии, что свидетельствует о формировании отека.

Достоинством способа является возможность его использования специалистами, не имеющими большого опыта исследования мозгового вещества методом ТЭМ.

Предлагаемый способ дает возможность установить, нарушена ли проницаемость ГЭБ тотально - по всему периметру просвета сосуда, или ограничена лишь отдельным сектором. При анализе продольного среза сосуда появляется возможность установить протяженность эндотелия, в пределах которого имеются признаки нарушения ГЭБ, приводящие к формированию отека головного мозга. Все это позволяет более точно разработать адекватные схемы купирования отека головного мозга.

На фиг.1 - видны два межэндотелиальных соединения, имеющие извилистую форму; на фиг.2 - представлено межэндотелиальное соединение, имеющее форму прямой линии.

Способ осуществляется следующим образом.

Забор биологических образцов осуществляют как минимум из 3-4 зон стенки послеоперационной кисты, представленной периферической зоной опухоли головного мозга. В этих образцах присутствуют как ткани резидуальной опухоли, так и интактное вещество головного мозга, которое располагалось на границе с опухолью. Размер образца не должен превышать 3-5 мм, так как образец именно таких размеров лучше всего подходит для дальнейшего исследования.

Подготовка образцов для выполнения трансмиссионной электронной микроскопии проводится по обычной программе. Для диагностики отека головного мозга в исследование включаются как продольные, так и поперечные срезы артериол, капилляров и венул любого размера. В ходе выполнения ТЭМ в каждом из образцов выявляют и сохраняют в электронном виде сосуды, в которых визуально определяются межэндотелиальные плотные соединения. В случае отсутствия такового, сосуд выбраковывается. Далее определяют форму и положение межэндотелиального плотного соединения относительно стенки сосуда, и если в 50 и более % сосудов межэндотелиальное плотное соединение имеет форму прямой линии (фиг 2), то считают, что есть отек вещества мозга.

Пример 1.

Пациентка Т., 58 лет, поступила с диагнозом опухоль головного мозга. В нейрохирургическом отделении было проведено хирургическое удаление опухоли, в процессе которого был осуществлен забор 3 образцов ткани из стенки послеоперационной кисты, представленной периферийной зоной опухоли. При ТЭМ образцов были обнаружены и сохранены в электронном виде 10 изображений сосудов в эндотелии, в которых обнаружены межэндотелиальные плотные соединения - 4 изображения продольного среза сосудов, 6 изображений поперченного среза сосудов. На фиг.1 они обозначены стрелками. В ходе анализа установлено, что в 100% отобранных для анализа сосудов межэндотелиальные соединения имеют извилистую форму. По результатам проведенного исследования установлено, что в настоящем наблюдении нет отека головного мозга.

Пример 2.

У пациентки Ю. 50 лет во время удаления опухоли головного мозга выполнен забор образцов из 4 зон стенки послеоперационной кисты. В ходе выполнения ТЭМ выявлены и зафиксированы в электронном виде 14 поперечных срезов и 6 продольных срезов сосудов. В эндотелии 17 (85%) из 20 сосудов обнаружены межэндотелиальные плотные соединения, имеющие форму прямой линии. В данном случае диагностирован отек головного мозга.

Сразу после операции был назначен дексаметазон по 8 мГ два раза в сутки. Через 3 дня состояние пациентки улучшилось настолько, что она самостоятельно передвигалась по палате и обслуживала себя без посторонней помощи.

По предлагаемому способу в отделении нейрохирургии была проведена диагностика отека головного мозга у 17 человек. Достоверно установлено, что поставленный диагноз подтвердился в 100% случаев, что позволило провести своевременную адекватную терапию, сократить время пребывания пациентов в стационаре.

Диагностика отека головного мозга, являющегося следствием нарушения проницаемости ГЭБ, важна для определения дозы противоотечных медикаментов, в которых будет нуждаться пациент. Очевидно, что если отек цитоплазмы эндотелиоцитов определяется во всех опухолевых сосудах, следует назначать более высокие дозы глюкокортикоидов. Если нарушение ГЭБ фиксируется лишь в части сосудов - то назначаемые дозы глюкокортикоидов будут значительно ниже. Такой подход значительно снизит затраты на лечение такого пациента.

Точная диагностика отека так же является важным моментом при решении вопроса о назначении химиотерапевтического лечения при опухоли головного мозга. Благодаря тому, что удается установить наличие отека головного мозга при использовании данного способа, появляется возможность наряду с глюкокортикоидами применять химиотерапевтические препараты, в норме не проникающими через ГЭБ, что приводит к значительному уменьшению размера резидуальной (периферическая зона) опухоли, и, в последующем при проведении лучевой терапии, позволяет значительно уменьшить объем мишени. В результате будет снижена лучевая нагрузка на области мозга, примыкающие к стенке послеоперационной кисты (резидуальная опухоль), и приведет к снижению риска лучевого некроза вещества мозга. Одновременно при планировании лучевой терапии появляется возможность увеличить как разовую, так и суммарную дозы в области стенки послеоперационной кисты, что, в сочетании с повышением радиочувствительности клеток, формирующих резидуальную опухоль после воздействия на них химиотерапии, неизбежно приведет к повышению выживаемости пациентов.