Способ лечения злокачественных новообразований в эксперименте

Способ лечения злокачественных новообразований в эксперименте

Реферат

Изобретение относится к медицине, точнее, к онкологии, и может быть использовано при химиотерапии злокачественных новообразований в эксперименте на перевивных опухолях для повышения эффективности противоопухолевого лечения, а также предупреждения развития выраженной интоксикации и стойкой иммунодепрессии.

Изобретение основано на развитии открытия СССР, диплом №158 от 23.05.75, и включает разработку способа усиления антистрессорного действия низкоинтенсивного электромагнитного излучения (ЭМИ) миллиметрового, или крайне высокочастотного (КВЧ), диапазона путем модуляции высокочастотного сигнала определенным образом организованной последовательностью низких биологически значимых частот.

Известен способ повышения противоопухолевого и снижения повреждающего эффекта химиотерапевтического и лучевого лечения в эксперименте с помощью низкоинтенсивного (не более 12 мВт/см²) ЭМИ КВЧ с частотной модуляцией в полосе 42,1 - 42,3 ГГц с применением для модуляции одной частоты (чаще всего - 50 Гц), описанный в статье Лебедевой Н.Н., Котровской Т.А. "Экспериментально-клинические исследования в области биологических эффектов миллиметровых волн" (журнал "Миллиметровые волны в биологии и медицине" - М., 1999. - №3(15). - С.3-15), содержащей обзор основополагающих экспериментальных работ Севастьяновой Л.А. (1969-1980). Сущность способа заключается в проведении 3-4-х сеансов КВЧ-терапии перед началом курса химиотерапии или лучевой терапии и последующем сопровождении специфического противоопухолевого лечения воздействиями ЭМИ КВЧ ежедневно, с возможными перерывами в 1-2 дня в течение недели. При этом курс КВЧ-терапии может включать 5-15 сеансов и более в зависимости от продолжительности эксперимента или схемы лечения. Экспозиция воздействия, 60 минут, остается постоянной в течение всего курса. Локализация воздействия у крыс - затылочная область головы, бедро, плечо, бок, или живот.

При этом необходимо отметить, что в рассматриваемой работе совершенно не затронут вопрос об оптимизации режимов КВЧ-терапии с целью повышения эффективности комбинированного противоопухолевого лечения. Модуляция высокочастотного сигнала является моночастотной и применяется здесь только с целью преодоления зависимости несущей ("резонансной") частоты ЭМИ КВЧ от локализации воздействия, а не для усиления протекторного и модифицирующего влияния миллиметровых радиоволн.

В настоящее время большинство исследователей и специалистов-практиков в области КВЧ-терапии в качестве основных направлений повышения эффективности медико-биологического действия миллиметровых волн рассматривает выявление новых резонансных частот, а также совершенствование методов так называемой КВЧ-пунктуры. Между тем известно, что сложномодулированные сигналы воспринимаются биологическими объектами лучше и их гармонизирующие возможности выше по сравнению с моночастотными воздействиями. Таким образом, поиск перспективных алгоритмов модуляции ЭМИ КВЧ является мало разработанным направлением развития методов КВЧ-терапии вообще и применительно к онкологии, в частности. Данное обстоятельство диктует необходимость поиска прототипа предлагаемого изобретения среди исследований медико-биологических эффектов ЭМИ других частотных диапазонов.

Известен способ экспериментальной терапии злокачественных новообразований, описанный в диссертационной работе Шихляровой А.И. "Роль биотропных параметров электромагнитных полей в повышении неспецифической противоопухолевой резистентности" (Автореф....дисс. докт. биол. наук: Ростов-на-Дону, 2001). Способ включает использование сложноструктурированного магнитного воздействия с применением для амплитудной модуляции сигнала частотой 300 Гц последовательности сверхнизких частот, адекватных эндогенным ритмам мозга, для повышении эффективности противоопухолевой терапии перевивных опухолей белых лабораторных крыс (саркома-45). Этот способ выбран нами в качестве прототипа. Основное его содержание заключается в том, что животным с опухолями поздних сроков развития (2,0 см³) осуществляют центрально (на голову) воздействие структурированным низкочастотным (НЧ) переменным магнитным полем (ПеМП) индукцией 5 мТ, имеющим следующие частотные характеристики - несущая частота - 300 Гц с прямоугольной формой импульса, последовательность частот амплитудной модуляции - 0,03-0,3-3-9 Гц с синусоидальной формой импульса; экспозиция - 8 минут (5 минут - частота 0,03 Гц, остальные частоты модуляции - по 1 минуте). Воздействие осуществляют ежедневно в течение 2-х недель. При этом противоопухолевый эффект может четко проявиться уже через 5-7 дней после начала воздействия как при магнитотерапии в качестве монотерапии, так и при сочетании магнитного воздействия с влиянием циклофосфана, вводимого внутрибрюшинно в дозе 75 мг/кг дважды с интервалом в 5 дней. Использование поличастотно модулированного магнитного излучения способствует активизации антистрессорных механизмов, снижению выраженности структурно-функциональных нарушений в различных регуляторных системах организма, вызываемых опухолевым процессом и токсическим влиянием циклофосфана и может приводить к заметному уменьшению объемов опухолей по сравнению с показателями в соответствующих контрольных группах.

Вместе с тем необходимо заметить, что возможность применения рассматриваемого способа ограничено диапазоном магнитных полей и не предусматривает использование сложномодулированных сигналов других частотных диапазонов электромагнитных излучений в целях экспериментальной и клинической онкологии.

Целью изобретения является повышение противоопухолевого эффекта химиотерапии и ослабление повреждающего действия цитостатиков, предупреждение развития выраженной интоксикации и иммунодепрессии.

Поставленная цель достигается тем, что до начала специфического лечения и на протяжении всего курса животные-опухоленосители получают 3-5 раз в неделю на затылочную область воздействие электромагнитного излучения крайне высокочастотного диапазона с частотной модуляцией в полосе 42,1 - 42,3 ГГц с применением для модуляции последовательности низких попарно кратных частот 1,7 Гц - 3,4 Гц - 7,8 Гц - 15,6 Гц при соотношении длительности предъявления каждой из этих частот 2:2:1:1 в пределах общей экспозиции воздействия 15-30 минут, изменяемой в зависимости от этапов комбинированного лечения и динамики сигнального показателя общих неспецифических адаптационных реакций организма - лейкоцитарной формулы периферической крови.

Изобретение "Способ лечения злокачественных новообразований в эксперименте" является новым, так как он не известен при повышении эффективности лечения злокачественных опухолей с помощью низкоинтенсивных модулированных ЭМИ КВЧ.

Новизна изобретения заключается, во-первых, в использовании для модуляции ЭМИ КВЧ не одной частоты, а последовательности низких биологически значимых частот, во-вторых, в определенной организации такой последовательности, предполагающей как конкретные соотношения между значениями частот первой и второй пары членов последовательности (1:2), так и конкретные соотношения длительностей предъявления каждой из частот (2:2:1:1), в-третьих, в использовании частоты 1,7 Гц (и соответственно 3,4 Гц) для модуляции ЭМИ КВЧ, в-четвертых, в изменении экспозиции воздействия в пределах 15-30 минут в зависимости от динамики адаптационных реакций и этапа эксперимента.

Применявшаяся последовательность частот модуляции включала одну из частот шумановских волн - 7,8 Гц - как известно, относящихся к биологически активным компонентам геомагнитного поля (Пресман А.С., 1997), а также ранее не применявшуюся для модуляции частоту 1,7 Гц, поскольку слабое ПеМП такой частоты в ранее проведенных экспериментах при однократном воздействии приводило к развитию антистрессорных адаптационных реакций спокойной или повышенной активации у большинства экспериментальных животных (Гаркави Л.Х., Квакина Е.Б., 1998). Кратное отношение между частотами последовательных пар (1,7 Гц и 3,4 Гц, 7,8 Гц и 15,6 Гц), предложенное Л.Х.Гаркави, было обусловлено предположением о соответствии биоритмических закономерностей работы различных подсистем организма музыкальным гармоническим соотношениям (Пресман А.С., 1997; Гаркави Л.Х., Квакина Е.Б., Кузьменко Т.С., 1998). Так, значение 2, соответствующее отношению частот одноименных звуков соседних октав дорийского звукоряда, практически совпадает со значением расчетного коэффициента изменения интенсивности воздействия для перехода в одноименную адаптационную реакцию соседнего уровня реактивности (Гаркави Л.Х., Квакина Е.Б., Кузьменко Т.С., 1998).

Изобретение "Способ лечения злокачественных новообразований в эксперименте" является промышленно применимым, так как может быть использован в здравоохранении, в научно-исследовательских онкологических институтах, при экспериментальных и клинических исследованиях возможностей КВЧ-терапии в комплексном противоопухолевом лечении.

"Способ лечения злокачественных новообразований в эксперименте" осуществляется следующим образом.

Для получения поличастотно модулированного ЭМИ сигнала КВЧ-диапазона используется аппарат "Явь-1" (7,1 мм) и модулятор, позволяющий произвольно задавать частоту внешней частотной модуляции. В нашем случае это модулятор, изготовленный специалистами Ростовского НИИ радиосвязи, с широким диапазоном частот модуляции и возможностью изменения полосы, в которой происходит частотная модуляция сигнала. Контроль "текущей" частоты модуляции осуществляется с помощью цифрового индикатора, расположенного на панели модулятора.

Животное (белая лабораторная крыса) помещается в плексигласовую камеру с возможностью изменения объема в зависимости от размеров крысы, сконструированную с учетом норкового рефлекса и имеющую отверстие непосредственно над затылочной областью животного с диаметром, соответствующим диаметру рупора аппарата "Явь-1", затянутое радиопроницаемой пленкой. К камере животные приучаются заранее, за 1-2 недели до начала воздействия. Рупор аппарата помещается непосредственно над отверстием в камере, максимально близко к нему (до соприкосновения пластмассовой насадки рупора с поверхностью камеры). Переключение частот модуляции происходит вручную по показаниям секундомера.

Как в случае использовании моночастотной модуляции (например, 50 Гц), так и при поличастотной модуляции ЭМИ КВЧ, в первый день воздействия экспозиция относительно невелика и составляет 15-18 минут в зависимости от того, насколько спокойно ведет себя животное в камере, (так называемое "вхождение в волну" по Дремучеву В.А., 1994). В течение 3-4-х дней экспозиция воздействия ступенчато нарастает, достигая 27-30 минут. При этом соотношение длительностей предъявления различных частот модуляции всегда сохраняется равным 2:2:1:1.

После начала химиотерапии - введения циклофосфана внутрибрюшинно в различной дозе (от 80 до 150 мг/кг, в один - три приема (по 50 мг/кг) с интервалом в 4дня, а затем - в 10, дней) - экспозиция сначала (в 1-й день) сокращается довольно резко, на 30% (до 18-21 мин), а затем ступенчато (на 10-15% в соответствии со значениями коэффициентов перехода организма в соседнюю по сравнению с исходной адаптационную реакцию без изменения уровня реактивности - по Гаркави Л.Х. - Квакиной Е.Б. - Уколовой М.А., 1977) увеличивается до 24-27 минут, после чего так же ступенчато изменяется в пределах 21-27 минут в течение недели. Затем, после нормализации содержания лейкоцитов в крови, экспозиция изменяется в несколько более широком диапазоне 18-30 минут в зависимости от динамики характера и напряженности адаптационных реакций, оцениваемых по лейкоцитарной формуле периферической крови 1-2 раза в неделю (Гаркави Л.Х., Гарибьян В.Р., 1968). Таким образом, изменение экспозиции электромагнитного воздействия происходит в соответствии с различными вариантами оптимизации "дозы" действующего фактора (автоматизированный экспоненциальный режим, непосредственное изменение с учетом лейкоцитарной формулы и соответствующего коэффициента перехода в другую, более предпочтительную, адаптационную реакцию) с целью усиления его антистрессорного влияния (Гаркави Л.Х., Квакина Е.Б, 1979-1998). Использование поличастотной модуляции ЭМИ КВЧ низкими частотами позволяло увеличивать противоопухолевое влияние высокочастотного воздействия на перевивные опухоли поздних сроков развития и улучшать состояние иммунокомпетентных органов, о чем свидетельствуют результаты проведенных нами исследований.

I. Так, в экспериментах на белых беспородных половозрелых крысах-самцах (200-300 г) с перевивной саркомой-45 было показано более выраженное противоопухолевое, а также протекторное в отношении иммунокомпетентных структур действие поличастотно модулированного (ПЧМ) ЭМИ КВЧ по сравнению с моночастотно модулированным (МЧМ) частотой 50 Гц (частота собственной модуляции медицинского аппарата "Явь-1"). В таблице 1 представлены данные о динамике опухолей подопытных у животных, получавших цитостатик циклофосфан в суммарной дозе 150 мг/кг (в 3 приема с интервалом в 4 дня и затем в 10 дней).

Как видно из таблицы, в случае использования ЭМИ КВЧ ПЧМ усиление противоопухолевого эффекта циклофосфана под влиянием ЭМИ наступает раньше, чем при ЭМИ КВЧ МЧМ, и к концу эксперимента этот эффект выражен в большей степени.

Для более полной оценки антистрессорных эффектов применявшихся воздействий был проведен анализ морфофункционального состояния органов тимико-лимфатической системы подопытных животных. Микрокартина тимуса и селезенки крыс-опухоленосителей контрольной группы и группы с использованием только циклофосфана была характерна для глубокого хронического стресса - с отчетливо выраженными признаками гипоплазии лимфоидной ткани и нарушений в состоянии микроциркуляторного русла исследованных органов (Селье Г., 1960; Гаркави Л.Х., Квакина Е.Б., Уколова М.А., 1979-1991). В случаях же применения ЭМИ КВЧ отмечались явные признаки активизации антистрессорных механизмов как в плане уменьшения признаков повреждения, так и в плане изменений, свидетельствовавших о повышении функциональной активности различных компонентов защитных механизмов. Причем отмеченные признаки были наиболее выражены у животных, подвергавшихся действию ЭМИ КВЧ ПЧМ. Так, если при ЭМИ КВЧ с модуляцией 50 Гц в тимусе животных наряду с картиной, характерной для самцов контрольных групп, можно было наблюдать увеличение количества вполне функционально полноценных долек с отсутствием признаков делимфатизации, то в группе с ЭМИ КВЧ ПЧМ отмечено еще и наличие долек с признаками умеренной и даже высокой пролиферативной активности лимфоидных элементов, а в селезенке этих животных - повышение (в 1,3-1,7 раз по сравнению со случаями использования ЭМИ КВЧ МЧМ, р<0,05) числа фолликулов с герминативными центрами и увеличенными в размерах Т-зависимыми зонами - периартериальными муфтами.

II. Данные, полученные в эксперименте на белых беспородных половозрелых крысах-самках (200-300 г) с перевивной саркомой М-1 больших размеров также свидетельствовали о большей эффективности предложенного режима поличастотной модуляции ЭМИ КВЧ по сравнению с моночастотной модуляцией частотой 50 Гц.

Как видно из таблицы 2, саркома М-1, даже очень больших размеров, оказалась чрезвычайно чувствительна к ЭМИ КВЧ. При этом в группе с использованием одного циклофосфана, объединившей животных с опухолями гораздо меньших размеров, явного противоопухолевого эффекта отмечено не было. Все животные пали вследствие развития опухолевого процесса или токсического действия циклофосфана - объемы опухолей на момент гибели достигали 12,7-57 см³.

Таблица 2
Основные эффекты сочетанного действия циклофосфана в дозе 100 мг/кг и ЭМИ КВЧ с разными режимами модуляции у крыс-самок с саркомой М-1
Группа /Эффект	Размеры М-1исходно (см3)	Случаи гибели	Сроки гибели	Случаи регрессии М-1	Сроки полной регрессии
ЭМИ КВЧ МЧМ +ЦФ(n=5)	10,33±1,22*	1	3 недели	4	Около 2,5 месяцев
ЭМИ КВЧ ПЧМ +ЦФ(n=5)	12,35±2,45*	0	-	5	Около 2-х месяцев
ЦФ(n=5)	3,64±1,83	5	3-4 недели	0	-
Контроль(n=5)	12,27±2,27*	5	1-2 недели.	0	-
Примечание: * - достоверные отличия от значений в группе ЦФ, р<0,05

В контрольной группе также погибли все животные, причем в течение менее продолжительного периода (и с меньшими значениями максимального объема опухолей - 34 см³). Высокая противоопухолевая эффективность ЭМИ КВЧ выразилась в значительном числе случаев полной регрессии опухолей в обеих экспериментальных группах. Преимущество поличастотной модуляции заключалось в отсутствии случаев гибели животных (вследствие опухолевого процесса) и менее продолжительном времени полной регрессии опухолей по сравнению с группой, где использовали ЭМИ КВЧ МЧМ.

III. В опытах на крысах-самцах с перевивной лимфосаркомой Плисса (так же, как и в 2-х вышеописанных экспериментах, получавших 3-4 сеанса КВЧ-терапии до начала химиотерапии) и однократным внутрибрюшинным введением циклофосфана в дозе 80 мг/кг было проведено сравнение эффектов ЭМИ КВЧ ПЧМ и ЭМИ КВЧ, модулированного частотой 7,8 Гц (входившей в состав последовательности частот модуляции ЭМИ КВЧ ПЧМ). В ходе рассматриваемого эксперимента противоопухолевый эффект удалось получить лишь у части животных-опухоленосителей, что было связано с характеристиками использованного штамма - динамичным ростом, быстрым прорастанием в соседние ткани и активным метастазированием во многие внутренние органы (Плисс Г.Б., 1961) - а также значительным для данного штамма объемом опухолей к началу химиотерапии. У остальных животных всех экспериментальных групп объемы опухолей достигали значений 10-25 см³, достоверно не отличаясь от контрольных величин. Как видно из таблицы 3, только в группе с ЭМИ КВЧ ПЧМ отсутствовали случаи гибели животных в результате опухолевого процесса и токсического действия циклофосфана, именно в этой группе отмечено наибольшее количество случаев торможения и регрессии лимфосаркомы Плисса, причем в одном случае удалось добиться регрессии опухоли объемом 3,79 до 0,3 см³.

Кроме того, в 2-х из 3-х случаев эффективного противоопухолевого лечения в рассматриваемой группе не обнаружено признаков метастазирования в исследованные органы (тимус, селезенку, лимфатические узлы, надпочечник, печень, почку и щитовидную железу), тогда как у животных других групп признаки отдаленного метастазирования опухолевых клеток (в просвет сосудов и субкапсулярно) отмечены в разной степени выраженности (максимально практически во все исследованные органы - в случаях использования одного цитостатика и в контрольной группе).

Таким образом, и в случае использования для моночастотной модуляции высокочастотного сигнала другой (по сравнению с 50 Гц) частоты - 7,8 Гц - входившей в состав последовательности частот поличастотной модуляции, воздействие ЭМИ КВЧ с поличастотной модуляцией также оказалось более эффективным в плане влияния на уровень неспецифической противоопухолевой резистентности организма.

Таблица 3
Основные эффекты сочетанного действия циклофосфана и ЭМИ КВЧ с разными режимами модуляции у крыс-самцов с лимфосаркомой Плисса
Группа/Эффект	Vоп.cp. (см3) перед введением ЦФ	Случаи гибели	Случаи торможения и регрессии	Vоп.(см3) в случаях торм. и регр.
ЭМИ КВЧ МЧМ+ЦФ(n=7)	2,95±0,45	3	1	0,95
ЭМИ КВЧ ПЧМ+ЦФ(n=7)	2,01±0,76	о	3	0,3-2,49
ЦФ(n=7)	2,14±0,54	5	1	0,55
Контроль(n=7)	2,36±0,65	3	0	-
Обозначения: Vоп - объем опухоли

Технико-экономическая эффективность "Способа лечения злокачественных новообразований в эксперименте" заключается в более выраженном повышении неспецифической противоопухолевой резистентности организма, активизации антистрессорных механизмов и улучшении состояния иммунорегуляторных систем организма под влиянием электромагнитного излучения крайне высокочастотного диапазона с частотной модуляцией в полосе 42,1 - 42,3 ГГц с применением для модуляции организованной последовательности низких биологически значимых частот по сравнению с моночастотно модулированным электромагнитным излучением миллиметрового диапазона, широко используемым в экспериментальной и клинической практике.

Способ лечения злокачественных новообразований в эксперименте, включающий химиотерапевтическое лечение и воздействие низкоинтенсивным электромагнитным излучением, отличающийся тем, что до начала специфического лечения и на протяжении всего курса лечения животные - опухоленосители получают 3-5 раз в неделю на затылочную кость воздействие электромагнитного излучения крайне высокочастотного диапазона с частотной модуляцией диапазона 42,1 - 42,3 ГГц с применением для модуляции последовательности низких попарно кратных частот 1,7-3,4 - 7,8-15,6 Гц при соотношении длительности предъявления каждой из этих частот 2:2:1:1 в пределах общей экспозиции воздействия 15-30 мин, изменяемой в зависимости от этапа комбинированного лечения и динамики сигнального показателя характера и напряженности общих неспецифических адаптационных реакций организма - лейкоцитарной формулы периферической крови.