Специализированное научно-практическое издания для ветеринарных врачей и студентов ветеринарных ВУЗов.

Автор: Трофимцов Д. В., ветеринарный врач-онколог клиник «Ветерритория», «Гуд Вет», г. Москва.

Введение

Значительная часть онкологических пациентов в ветеринарной практике погибает из-за невозможности достичь локального контроля над первичной опухолью. Методы лечения, которые в основном применяются с этой целью, – хирургическое лечение и лучевая терапия, однако операции часто могут быть калечащими, а лучевая терапия для животных в нашей стране остается малодоступной. Применение цитостатиков, вводимых в опухоль для уменьшения ее объема, на практике по разным причинам не показало значительной эффективности. Все это заставляет искать новые методы для достижения локального контроля над опухолью. С целью улучшения результатов химиотерапии могут быть использованы дополнительные процедуры, которые на время могут менять свойства опухолевой ткани, например воздействие на нее с помощью электрических импульсов (электропорация). Метод, комбинирующий локальное введение цитостатика и воздействие на опухолевую ткань электрическими импульсами, называется электрохимиотерапия (ЭХТ). Впервые данный метод был описан в 1991 году (Mir L. M. et al.), в том же году вышло первое клиническое исследование, посвященное данной теме. Более прочно метод вошел в практику онкологов в 2005 году благодаря работам доктора Rubinsky B. и его коллег. Лишь в 2006 году появилось первое коммерчески доступное устройство «Cliniporator», одобренное для лечения онкологических заболеваний у людей^1-4.
Несколько позже метод получил свое развитие и в ветеринарной медицине во многом благодаря работам Spugnini E. P. et al. Появились устройства, выпускаемые для животных («Electrovet» и др.), а также многочисленные исследования, подтверждающие эффективность применения данного метода у ветеринарных пациентов. В настоящее время многие ветеринарные онкологи в Европе, Латинской Америке и США используют в своей практике электрохимиотерапию как недорогой, простой и эффективный способ локального контроля над опухолевыми заболеваниями^5-8.

Фото 1. Устройство для ЭХТ «Electrovet EZ».

Как это работает?

Само воздействие электрических импульсов может повреждать опухолевые клетки. In vivo электропорация вызывала гибель клеток опухолей, имплантируемых мышам^9,10. In vitro исследования показали эффективность электропорации для ингибирования роста различных опухолевых клеток как в суспензии опухолевых клеток, так и на 3D-культуре^11,12. В клинической практике, как правило, используют электрический ток с заданными величинами: 8 бифазных импульсов продолжительностью 50 + 50 микросекунд каждый с интервалом в 1 миллисекунду, подаваемых последовательностями 1300 В/см (800 В/см для интраоперационной ЭХТ) с частотой 1 Гц.

Электропорация воздействует на мембрану опухолевых клеток. Фосфолипидные компоненты плазматической мембраны обладают полярной гидрофильной «головкой» и неполярным гидрофобным «хвостом». В этой амфифильной структуре фосфолипиды спонтанно организуются в водной физиологической среде, располагая свои гидрофильные головки вместе во внешней области мембраны и агрегируя гидрофобные хвосты во внутренней части, образуя стабильную двухслойную замкнутую везикулу. Плазматическая мембрана действует как регулирующий барьер, отделяющий внутреннюю часть клетки от внешней. Эта структура проницаема для воды, кислорода (O2) и двуокиси углерода (CO2), относительно проницаема для гидрофобных молекул и плохо проницаема для гидрофильных молекул, позволяя только контролируемым мембраной ионам и молекулам проникать в клетку и выходить из нее через диффузионные каналы и мембранные транспортные белки. Так клетки могут естественным образом поддерживать разность электрических потенциалов между внутренней и внешней стороной плазматической мембраны. Когда внешний электрический импульс превышает пороговое значение, он создает электрическое поле, которое может изменять трансмембранное напряжение покоя, приводя к индуцированному трансмембранному напряжению и вызывая структурные и молекулярные изменения компонентов плазматической мембраны. Изменение компонентов плазматической мембраны, в свою очередь, делает ее более проницаемой для некоторых веществ. Например, было доказано, что в случаях применения электропорации блеомицин в 800–1000 раз эффективнее проникал в клетки опухоли, при этом нормальные клетки были менее чувствительны к цитостатику^13-17. Таким образом, электропорация значительно увеличивает локальный эффект от воздействия цитостатиков.
ЭХТ также может активировать локальный иммунный ответ. Считается, что комбинация электропорации и блеомицина может приводить к повреждению опухолевых клеток и выделению ими молекул аденозинтрифосфата (АТФ) и кальретикулина (КРТ), которые способны оказывать иммуностимулирующий эффект. Однако концентрации молекул снижаются в опухолевой ткани через определенное время. Спустя 30 часов после процедуры в опухолевой ткани начинает снижаться концентрация АТФ, а концентрация КРТ снижается спустя 24 часа. Следует отметить, что в некоторых опухолях (меланома человека) повышенные концентрации КРТ могут сохраняться до 14 дней после процедуры^18-21.

Проведение процедуры

Процедура проводится под седацией с использованием комбинации различных препаратов, включая буторфанол, медетомидин, ацепромазин, золетил в соответствии со стандартными протоколами индукции. После индукции внутривенно вводят пропофол для достижения большей глубины анестезии. В случаях применения интраоперационной ЭХТ пациент обычно поддерживается с помощью газов, таких как изофлуран или севофлуран.
После седации пациента химиотерапевтические препараты вводятся системно и/или локально. Наиболее часто в ветеринарной онкологии для проведения ЭХТ используются блеомицин, цисплатин, 0,9%-ный раствор кальция хлорида. Как правило, блеомицин вводят внутривенно болюсно в течение 5–10 минут в дозе 10–15 МЕ/м². И цисплатин, и блеомицин могут быть использованы локально. Известно, что цисплатин нельзя вводить кошкам из-за выраженной токсичности, однако в некоторых литературных источниках описывается проведение кошкам ЭХТ с использованием локального введения цисплатина без развития значимой токсичности. Это доказывает тот факт, что большая часть препарата остается в опухолевой ткани и не оказывает сиcтемного воздействия на организм.

Более эффективным является введение двух агентов (как указано в некоторых работах).

Затем, после заданного интервала времени (обычно 5–20 минут после в/в введения и 1–5 минут после локального введения), подают 8 электроимпульсов. Во время процедуры наблюдаются довольно выраженные мышечные сокращения, поэтому пациент должен быть зафиксирован. Как правило, процедура занимает около 30–45 минут и повторяется каждые 2 недели до достижения полной ремиссии или до прогрессии опухоли^5-8,22.

Фото 2. ЭХТ при меланоме ротовой полости у собаки.

Фото 3. Интраоперационная ЭХТ при рецидиве постинъекционной саркомы у кошки.

Показания

Постинъекционные саркомы у кошек. ЭХТ может быть рекомендована интраоперационно или при получении после хирургической операции «грязных краев» либо в случае возникновения рецидива. В недавней работе (Spugnini E. P.) было описано преимущество комбинированного лечения (операция и 2 сеанса электрохимиотерапии). В группе пациентов, получавших комбинированное лечение, отмечалась более длительная медиана выживаемости по сравнению с контрольной группой²³.
Саркомы мягких тканей у собак. ЭХТ может быть рекомендована интраоперационно или при получении после хирургической операции «грязных краев» либо в случае возникновения рецидива. В работе Spugnini E. P. с соавторами в 2019 году на примере 30 собак с саркомой мягких тканей, иссеченной с «грязными краями», была показана эффективность ЭХТ как дополнительного метода лечения²⁴. В похожем ретроспективном исследовании, проведенном Filippo Torrigiani с коллегами, авторы пришли к аналогичным выводам ²⁵.
Перианальные опухоли у собак. ЭХТ может быть рекомендована в монорежиме, интраоперационно или при получении после хирургической операции «грязных краев», а также в случае возникновения рецидива. В опубликованном Tozon N. с соавторами исследовании на примере 12 собак, получавших ЭХТ с блеомицином и цисплатином, было зарегистрировано впечатляющее количество объективных ответов со стороны опухолей: 92% узлов «ответили» на лечение, 65% полных ремиссий и 27% частичных ремиссий. Авторы исследования пришли к выводам о высокой эффективности данного метода при перианальных опухолх (аденомы, аденокарциномы гепатоидных желез)²⁶.
Опухоль перианальных мешков. ЭХТ может быть рекомендована в монорежиме, интраоперационно или при получении после хирургической операции «грязных краев» либо в случае возникновения рецидива. В работе Valenti V. с соавторами 6 из 10 собак с опухолями перианальных мешков, получавших ЭХТ в виде монотерапии, ответили частичной ремиссией. Медиана до прогрессии заболевания составила 303 дня, а медиана выживаемости – 365 дней²⁷. Тем не менее отмечается, что для операбельных пациентов хирургическое лечение является более предпочтительным.
Плоскоклеточная карцинома носового зеркала и ушей у кошек. ЭХТ может быть рекомендована в монорежиме или как часть мультимодального лечения. В недавнем ретроспективном мультицентровом исследовании Simcic P. с соавторами ЭХТ была рекомендована в качестве основной методики для лечения плоскоклеточной карциномы носового зеркала (на ранней стадии) у кошек. Общая частота ответов в исследовании составила 96,7%, причем 65,6% кошек достигли полной ремиссии. По данным этого исследования, глубокие поражения хуже поддавались лечению, что требует тщательного отбора пациентов и, возможно, комбинированной терапии посредством ЭХТ и ЛТ²⁸.
Плоскоклеточная карцинома ротовой полости у кошек. ЭХТ хоть и может быть рекомендована как паллиативная процедура в монорежиме или в комбинации с другими методиками, но скорее как жест отчаяния. Опубликованных данных о ее эффективности нет, а личный опыт автора статьи пока что ограничивается несколькими неудачными попытками лечения в очень запущенных случаях. Тем не менее есть надежда на то, что терапия на ранних стадиях заболевания и сочетание ЭХТ и ЛТ принесут результаты при наличии данной патологии.
Плоскоклеточная карцинома ротовой полости у собак. ЭХТ может быть рекомендована в монорежиме. Существует серия опубликованных клинических случаев с частотой объективных ответов в 90,9% случаев при наличии опухолей, не превышающих 2 см. ЭХТ считается довольно эффективным методом, но предпочтение стоит отдавать хирургическому лечению, как более надежному, особенно у пациентов с большими опухолями²⁹.
Меланома ротовой полости у собак. ЭХТ может быть рекомендована как паллиативная процедура в монорежиме. Недавно была опубликована серия клинических случаев с частотой объективных ответов, составляющих 36,4–100%³⁰. При этом частота ответов имела обратную корреляцию со стадией заболевания: пациенты с опухолями на 1-й стадии показывали 100% объективных ответов, на 2-й стадии – 89,5%, на 3-й стадии – 57,7%, на 4-й стадии – 36,4%. ЭХТ считается довольно эффективным методом, но предпочтение стоит отдавать хирургическому лечению или комбинации методов.
Мастоцитомы кожи у собак. ЭХТ может быть рекомендована в монорежиме, интраоперационно или при получении после хирургической операции «грязных краев» либо в случае возникновения рецидива. В серии опубликованных клинических случаев отмечается частота объективных ответов до 78% у собак c кожными мастоцитомами. В другой статье, опубликованной Lowe R. с соавторами, собаки с кожными мастоцитомами, получавшие интраоперационную ЭХТ, продемонстрировали наилучшие показатели по безрецидивному периоду в сравнении с группами пациентов, получавших только хирургическое лечение или только ЭХТ либо ЭХТ послеоперационно³¹.
ЭХТ может быть рассмотрена как альтернатива хирургической операции у пожилых пациентов или в сложных хирургических случаях³².

Кожная форма лимфомы. ЭХТ может быть рекомендована в составе мультимодальной терапии, однако количество очагов не должно быть более 7–8 (иначе общая доза цитостатика получится очень высокой)^33,34.
Венерическая саркома – довольно редкое показание для ЭХТ, поскольку заболевание, как правило, хорошо лечится с помощью стандартной терапии. ЭХТ может быть рекомендована как терапия запаса у пациентов с резистентной формой венерической саркомы³⁵.

Побочные эффекты

В большинстве работ, посвященных ЭХТ в гуманной и ветеринарной онкологии, частота системных побочных эффектов незначительная. Это связано с тем, что большая часть цитостатика не распределяется системно и остается в опухолевом очаге.
Наиболее важные побочные эффекты – отек, воспаление, некроз в зоне проведения процедуры – связаны с локальной токсичностью ЭХТ. Важно помнить об этих побочных явлениях при работе с опухолями некоторых локализаций. Так, например, выраженный отек после процедуры в каудальной части ротовой полости может привести к дисфагии и диспноэ, для чего может потребоваться проведение эзофаго- и трахеостомии.

Заключение

ЭХТ – перспективная методика, позволяющая достичь локального контроля за ростом опухоли.

Количество работ, посвященных ЭХТ, непрерывно растет с 2000-х годов. Только в 2020 году было опубликовано около 100 работ, аналогичное количество ожидается и в 2021 году. В гуманной онкологии ЭХТ часто применяют для лечения не только поверхностных опухолей, но и опухолей головы и шеи или, например, в качестве паллиативной терапии рака поджелудочной железы³⁶.
В ветеринарной онкологии интересным направлением является применение ЭХТ при наличии опухолей носовой полости и внутренних органов, однако для этого необходимы электроды специальной конструкции^37,38.
На данный момент ограничивающим фактором для массового использования ЭХТ в ветеринарной медицине в РФ является высокая стоимость зарубежных устройств для проведения данной процедуры и отсутствие отечественных аналогов.

Список литературы:

Albert, A., Bulcroft, K. Pets and Urban Life. Anthrozoös 1987, 1, 9–25.
Mir, L.M., Orlowski, S., Belehradek, J., Paoletti, C. Electrochemotherapy potentiation of antitumour effect of bleomycin by local electric pulses. Eur. J. Cancer 1991, 27, 68–72.
Mir, L.M.; Belehradek, M.; Domenge, C.; Orlowski, S.; et al. Electrochemotherapy, a new antitumor treatment: First clinical trial. C. R. Acad.Sci. III 1991, 313, 613–618.
Davalos, R.V.; Mir, I.L.; Rubinsky, B. Tissue ablation with irreversible electroporation. Ann. Biomed. Eng. 2005, 33, 223–231.
Spugnini EP, Azzarito T, Fais S, et al. Electrochemotherapy as first line cancer treatment: experiences from veterinary medicine in developing novel protocols. Curr Cancer Drug Targets 2016; 16:43–52.
Spugnini EP, Fanciulli M, Citro G, et al. Preclinical models in electrochemotherapy: the role of veterinary patients. Future Oncol 2012; 8:829–37.
Spugnini EP, Fais S, Azzarito T, et al. Novel instruments for the implementation of electrochemotherapy protocols: from bench side to veterinary clinic. J Cell Physiol 2017; 232:490–5.
Spugnini EP, Melillo A, Quagliuolo L, et al. Definition of novel electrochemotherapy parameters and validation of their in vitro and in vivo effectiveness. J Cell Physiol 2014; 229:1177–81.
Siddiqui IA, Kirks RC, Latouche EL, et al. High-frequency irreversible electroporation: safety and efficacy of next-generation irreversible electroporation adjacent to critical hepatic structures. Surg Innov. 2017; 24(3):276-283.
Pech M, Janitzky A, Wendler JJ, et al. Irreversible electroporation of renal cell carcinoma: a first-in-man phase I clinical study. Cardiovasc Intervent Radiol. 2011; 34(1):132-138.
.Arena CB, Szot CS, Garcia PA, Rylander MN, Davalos RV. A three-dimensional in vitro tumor platform for modeling therapeutic irreversible electroporation. Biophys J. 2012; 103(9): 2033-2042.
Kurata K, Matsushita M, Yoshii T, Fukunaga T, Takamatsu H. Effect of irreversible electroporation on three-dimensional cell culture model. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 2012; 2012:179-182.
Gehl, J., Sersa, G., Matthiessen, L.W., Muir, T., et al. Updated standard operating procedures for electrochemotherapy of cutaneous tumours and skin metastases. Acta Oncol. 2018, 57, 874–882.
Miklavˇciˇc, D.; Mali, B.; Kos, B.; Heller, R.; Serša, G. Electrochemotherapy: From the drawing board into medical practice. Biomed. Eng. Online 2014, 13, 29.
Spugnini, E.P.; Vincenzi, B.; Citro, G.; Dotsinsky, I.; Mudrov, T.; Baldi, A. Evaluation of Cisplatin as an electrochemotherapy agent for the treatment of incompletely excisedmast cell tumors in dogs. J. Vet. Intern. Med. 2011, 25, 407–411.
Cemazar, M.; Kotnik, T.; Sersa, G.; Miklavcic, D. Electroporation for electrochemotherapy and gene therapy. Electromagn. Fields Biol. Med. 2015, 24, 395–413.
Jourabchi, N.; Beroukhim, K.; Tafti, B.A.; Kee, S.T.; Lee, E.W. Irreversible electroporation (NanoKnife) in cancer treatment. GII Gastrointest. Interv. 2014, 3, 8–18.
Calvet, C.Y.; Famin, D.; Andre, F.M.; Mir, L.M. Electrochemotherapy with bleomycin induces hallmarks of immunogenic cell death in murine colon cancer cells. Oncoimmunology 2014, 3, e28131.
Jakstys, B., Jakutaviciute, M., Uzdavinyte, D., Satkauskiene, I., Satkauskas, S. Correlation between the loss of intracellular molecules and cell viability after cell electroporation. Bioelectrochemistry 2020, 135, 107550.
Schultheis, K.; Smith, T.R.F.; Kiosses,W.B.; Kraynyak, K.A., et al. Delineating the Cellular Mechanisms Associated with Skin Electroporation. Hum. Gene Ther. Methods 2018, 29, 177–188.
Zhan, Y., Sun, C., Cao, Z., Bao, N., Xing, J., Lu, C. Release of intracellular proteins by electroporation with preserved cell viability. Anal. Chem. 2012, 84, 8102–8105.
Spugnini EP, Baldi A. Electrochemotherapy in veterinary oncology: from rescue to first line therapy. Methods Mol Biol 2014;1121:247–56.
Enrico P Spugnini, Bruno Vincenzi, Francesca Carocci, Chiara Bonichi, et al. Combination of bleomycin and cisplatin as adjuvant electrochemotherapy protocol for the treatment of incompletely excised feline injection-site sarcomas: A retrospective study. Open Vet J . 2020 Oct;10(3):267-271. doi: 10.4314/ovj.v10i3.4. Epub 2020 Jul 31.
Enrico P Spugnini, Bruno Vincenzi, Bruno Amadio, Alfonso Baldi. Adjuvant electrochemotherapy with bleomycin and cisplatin combination for canine soft tissue sarcomas: A study of 30 cases. Open Vet J . 2019 Apr; 9(1):88-93. doi: 10.4314/ovj.v9i1.15. Epub 2019 Mar 25.
Filippo Torrigiani, Alessio Pierini, Ron Lowe, Petra Simčič, George Lubas. Soft tissue sarcoma in dogs: A treatment review and a novel approach using electrochemotherapy in a case series. Vet Comp Oncol . 2019 Sep;17(3):234-241. doi: 10.1111/vco.12462. Epub 2019 Apr 8.
Natasa Tozon, Veronika Kodre, Gregor Sersa, Maja Cemazar. Effective treatment of perianal tumors in dogs with electrochemotherapy. Anticancer Res . Mar-Apr 2005;25(2A):839-45.
Paola Valenti, Francesco Menicagli, Alfonso Baldi, Gabriele Barella, Chiara Catalucci, et al. Evaluation of electrochemotherapy in the management of apocrine gland anal sac adenocarcinomas in dogs: A retrospective study. Open Vet J . Jan-Mar 2021; 11(1):100-106. doi: 10.4314/ovj.v11i1.15. Epub 2021 Feb 5.
Petra Simčič, Alessio Pierini, George Lubas, Ron Lowe, Valentina Granziera, Raimondo Tornago, et al. A Retrospective Multicentric Study of Electrochemotherapy in the Treatment of Feline Nasal Planum Squamous Cell Carcinoma. Vet Sci . 2021 Mar 22; 8(3):53. doi: 10.3390/vetsci8030053.
Petra Simčič, Ron Lowe, Valentina Granziera, Alessio Pierini, et al. Electrochemotherapy in treatment of canine oral non-tonsillar squamous cell carcinoma. A case series report. Vet Comp Oncol . 2020 Sep;18(3):428-432. doi: 10.1111/vco.12530. Epub 2019 Aug 27.
Matías Nicolás Tellado, Felipe Horacio Maglietti, Sebastián Diego Michinski, Guillermo Ricardo Marshall, et al. Electrochemotherapy in treatment of canine oral malignant melanoma and factors influencing treatment outcome. Radiol Oncol . 2020 Mar 7; 54(1):68-78. doi: 10.2478/raon-2020-0014.
R Lowe, A Gavazza, J A Impellizeri, D M Soden, G Lubas. The treatment of canine mast cell tumours with electrochemotherapy with or without surgical excision. Vet Comp Oncol . 2017 Sep;15(3):775-784. doi: 10.1111/vco.12217. Epub 2016 Mar 22.
Veronika Kodre, Maja Cemazar, Jani Pecar, Gregor Sersa, Andrej Cor, Natasa Tozon. Electrochemotherapy compared to surgery for treatment of canine mast cell tumours. In Vivo . Jan-Feb 2009;23(1):55-62.
E P Spugnini 1, G Citro, P Mellone, I Dotsinsky, N Mudrov, A Baldi. Electrochemotherapy for localized lymphoma: a preliminary study in companion animals. J Exp Clin Cancer Res . 2007 Sep; 26(3):343-6.
Alessandro Gatti 1, Giuseppe Stinco, Sara Trevisini, Nicola di Meo, Diego Signoretto, et al. Electrochemotherapy as a novel treatment for primary cutaneous marginal zone B-cell lymphomas. Dermatol Ther . Jul-Aug 2014;27(4):244-7. doi: 10.1111/dth.12128. Epub 2014 Apr 22.
Enrico P Spugnini, Ivan Dotsinsky, Nikolay Mudrov, Gennaro Citro, et al. Biphasic pulses enhance bleomycin efficacy in a spontaneous canine genital tumor model of chemoresistance: Sticker sarcoma. J Exp Clin Cancer Res . 2008 Nov 3;27(1):58. doi: 10.1186/1756-9966-27-58.
Francesco Izzo, Vincenza Granata, Roberta Fusco, Valeria D'Alessio, Antonella Petrillo, Secondo Lastoria, et al. A Multicenter Randomized Controlled Prospective Study to Assess Efficacy of Laparoscopic Electrochemotherapy in the Treatment of Locally Advanced Pancreatic Cancer. J Clin Med . 2021 Sep 5;10(17):4011. doi: 10.3390/jcm10174011.
Felipe Maglietti, Matías Tellado, Nahuel Olaiz, Sebastian Michinski, Guillermo Marshall. Minimally Invasive Electrochemotherapy Procedure for Treating Nasal Duct Tumors in Dogs using a Single Needle Electrode. Radiol Oncol . 2017 Nov 1;51(4):422-430. doi: 10.1515/raon-2017-0043. eCollection 2017 Dec.
L Luerken, M Doppler, S M Brunner, H J Schlitt, W Uller. Stereotactic Percutaneous Electrochemotherapy as Primary Approach for Unresectable Large HCC at the Hepatic Hilum. Cardiovasc Intervent Radiol . 2021 Sep;44(9):1462-1466. doi: 10.1007/s00270-021-02841-1. Epub 2021 May 25.

Электрохимиотерапия – метод лечения онкологических заболеваний в ветеринарной практике (обзор)

Как это работает?

Проведение процедуры

Показания

Побочные эффекты

Заключение