Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2023. Том 68. № 1
DOI:10.33266/1024-6177-2023-68-1-58-71
О.К. Курпешев
ПОРОГОВЫЕ ТЕПЛОВЫЕ ДОЗЫ ЛОКАЛЬНОЙ ГИПЕРТЕРМИИ
ПРИ ТЕРМОЛУЧЕВОЙ ТЕРАПИИ ОПУХОЛЕЙ
Сибирский научно-исследовательский институт гипертермии, Новосибирск
Контактное лицо: Оразахмет Керимбаевич Курпешев, e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
СОДЕРЖАНИЕ
В обзоре проведен анализ повреждающего, радио- и химиосенсибилизирующего действия различных температурных режимов гипертермии (ГТ) на нормальные и опухолевые клетки в эксперименте и на результаты термолучевой терапии (ТЛТ) онкологических больных в клинике. По критериям минимальной, средней и максимальной температур, а также по кумулятивному эквивалентному времени для нагревания 90-процентного объема новообразования при 43 °C (CEM43T90), ориентировочно определены нижние пороговые тепловые дозы, значимо влияющие на непосредственные результаты ТЛТ. Установлены максимально допустимые температуры для здоровой кожи и кожи с послеоперационными рубцами или лучевыми фиброзами.
СОКРАЩЕНИЯ
ГТ – гипертермия
ЛК – локальный контроль
ЛГТ – локальная гипертермия
ЛТ – лучевая терапия
ОВ – общая выживаемость
ПЛП – поздние лучевые повреждения
ПО – полный ответ
ПЖК – подкожно-жировая клетчатка
РМЖ – рак молочной железы
CEM – Cumulative Equivalent Minutes
(совокупные эквивалентные минуты)
СОД – суммарная очаговая доза
ТЛТ – термолучевая терапия
Тмакс – максимальная температура
Тмин – минимальная температура
Тср – средняя температура
ТХЛТ – термохимиолучевая терапия
УДЛ – усредненные данные литературы
УПМ – удельная поглощенная мощность
ХП – химиопрепараты
ХТ – химиотерапия
ХЛТ– химиолучевая терапия
КТУ – коэффициент термического усиления
ЧО – частичный ответ
Ключевые слова: гипертермия, тепловая доза, химиотерапия, термолучевая терапия, термохимиотерапия, термохимиолучевая терапия
Для цитирования: Курпешев О.К. Пороговые тепловые дозы локальной гипертермии при термолучевой терапии опухолей // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2023. Т. 68. № 1. С. 58–71. DOI: 10.33266/1024-6177-2023-68-1-58-71
Список литературы
1. Van der Zee J., Vujaskovic Z., Kondo M., Sugahara T. Part I. Clinical Hyperthermia. The Kadota Fund International Forum 2004 - Clinical Group Consensus // Int. J. Hyperthermia. 2008. V.24, No. 2. С. 111-122.
2. Van der Heijden A.G., Dewhirst M.W. Effects of Hyperthermia in Neutralizing Mechanisms of Drug Resistance in Non-muscleinvasive Bladder Cancer // Int. J. Hyperthermia. 2016. V.32, No. 4. P. 434–445. http://dx.doi.org/10.3109/02656736.2016.1155761.
3. Курпешев О.К., Van der Zee J. Экспериментальные основы применения гипертермии в онкологии // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2018. Т.63, № 1. С. 57-77. DOI: 10.12737/article_5a8556b4be3e24.36808227.
4. Курпешев О.К., Van der Zee J. Анализ результатов рандомизированных исследований по гипертермии в онкологии // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2018. Т.63, № 2. С. 52-67. DOI: 10.12737/article_5b179d60437d54.24079640.
5. Linthorst M., Baaijens M., Wiggenraad R., Creutzberg C., Ghidey W., van Rhoon G.C., van der Zee J. Local Control Rate After the Combination of Reirradiation and Hyperthermia for Irresectable Recurrent Breast Cancer: Results in 248 Patients // Radiother. Oncol. 2015. No. 117. P. 217-222. http://dx.doi.org/10.1016/j.radonc.2015.04.019.
6. Bakker A., Van der Zee J., Van Tienhovena G., Kok H.P., Rasch C.R.N., Crezee H. Temperature and Thermal Dose During Radiotherapy and Hyperthermia for Recurrent Breast Cancer are Related to Clinical Outcome and Thermal Toxicity: A Systematic Review // Int. J. Hyperthermia. 2019. V.36, No. 1. P. 1024–1039. https://doi.org/10.1080/02656736.2019.1665718.
7. Ademaj A., Veltsista D.P., Ghadjar P., Marder D., Oberacker E., Ott O.J., Wust P., Puric E., Hälg R.A., Rogers S., Bodis S., Fietkau R., Crezee H., Riesterer O. Clinical Evidence for Thermometric Parameters to Guide Hyperthermia Treatment // Cancers. 2022. V.14, No. 3. P. 625. https://doi.org/10.3390/cancers14030625.
8. Sapareto S.A., Dewey W.C. Thermal Dose Determination in Cancer Therapy // Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 1984. No. 10. P. 787-800.
9. Roizin-Towle L., Pirro J.P. The Response of Human and Rodent Cells to Hyperthermia // Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 1991. No. 20. P. 751–756.
10. Ben-Hur E., Elkind M.M., Bronk B.V. Thermally Enhanced Radioresponse of Cultured Chinese Hamster Cells: Inhibition of Repair of Sublethal Damage and Enhancement of Lethal Damage // Radiat. Res. 1974. V.58, No. 1. P. 38-51. DOI:10.2307/3573947.
11. Robinson J.E., Wizenberg M.J. Thermal Sensitivity and the Effect of Elevated Temperatures on the Radiation Sensitivity of Chinese Hamster Cells // Acta Radiologica: Therapy Physics Biology. 1974. V.13, No. 3. P. 241-248. DOI: 10.3109/02841867409129880.
12. Urano M., Kuroda M., Nishimura Y. Invited Rview. For the Clinical Application of Thermochemotherapy Given at Mild Temperatures // Int. J. Hyperthermia. 1999. V.15, No. 2. P. 79-107.
13. Dewhirst M.W., Sim D.A., Sapareto S., Connor W.G. Importance of Minimum Tumor Temperature in Determining Early and Long-Term Responses of Spontaneous Canine and Feline Tumors to Heat and Radiation // Cancer Res. 1984. V.44, No. 1. P. 43-50.
14. Thrall D.E., LaRue S.M., Yu D., Samulski T., Sanders L., Case B., Rosner G., Azuma C., Poulson J., Pruitt A.F., Stanley W., Hauck M.L., Williams L., Hess P., Dewhirst M.W. Thermal Dose is Related to Duration of Local Control in Canine Sarcomas Treated with Thermoradiotherapy // Clin. Cancer Res. 2005. V.11, No. 14. P. 5206-5214.
15. Leopold K.A., Dewhirst M.W., Samulski T.V., Dodge R.K., George S.L., Blivin J.L., Prosnitz L.R., Oleson J.R. Cumulative Minutes with T90 Greater than Tempindex is Predictive of Response of Superficial Malignancies to Hyperthermia and Radiation // Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 1993. No. 25. P. 841-847.
16. De Bruijne M., Van der Holt B., Van Rhoon G.C., Van der Zee J. Evaluation of CEM43°CT90 Thermal Dose in Superficial Hyperthermia // Strahlentherapie und Onkologie. 2010. V.186, No. 8. P. 436-443.
17. Dunlop P.R.C., Hand J.W., Dickinson R.J., Field S.B. An Assessment of Local Hyperthermia in Clinical Practice // Int. J. Hyperthermia. 1986. No. 2. P. 39–50.
18. Seegenschmiedt H., Karrisson U.L., Sauer R., Brady L.W., Herbst M., Amendola B.E., et al. Superficial Chest Wall Reccurences of Breast Cancer: Prognostic Treatment Factors for Combined Radiation Therapy and Hyperthermia // Radiology. 1989. No. 173 P. 551-558.
19. Kapp D.S., Petersen I.A., Cox R.S., Hahn G.M., Fessenden P., Prionas S.D., Bagshaw M.A. Two or Six Hyperthermia Treatments as an Adjunct to Radiation Therapy Yield Similar Tumor Responses: Results of a Randomized Trial // Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 1990. V.19, No. 6. P. 1481-1495. https://doi.org/10.1016/0360-3016(90)90361-M.
20. Phromratanapongse P., Steeves R.A., Severson S.B., Paliwal B.R. Hyperthermia and Irradiation for Locally Recurrent Previously Irradiated Breast Cancer // Strahlenther Onkol. 1991. V.167, No. 2. P. 93-97.
21. Kapp D.S., Cox R.S. Thermal Treatment Parameters are Most Predictive of Outcome in Patients with Single Tumor Nodules Per Treatment Field in Recurrent Adenocarcinoma of the Breast // Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 1995. No. 33. P. 887–899.
22. Lee С.K., Song С.W., Rhee J.G., Foy J.A., Seymour B.A., Levitt H. Clinical Experience Using 8 MHz Radiofrequency Capacitive Hyperthermia in Combination with Radiotherapy: Results of a Phase I/Ii Study // Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 1995. V.32, No. 3. P. 733-745.
23. Amichetti M., Romano M., Busanaa L., Bolnera A., Fellin G., Pania G., et al. Hyperfractionated Radiation in Combination with Local Hyperthermia in the Treatment of Advanced Squamous Cell Carcinoma of the Head and Neck: A Phase I-II Study // Radiotherapy and Oncology. 1997. No. 45. P. 155-158.
24. Hand J.W., Machin D., Vernon C.C., Whaley J.B. Analysis of Thermal Parameters Obtained During Phase III Trials of Hyperthermia as an Adjunct to Radiotherapy in the Treatment of Breast Carcinoma // Int. J. Hyperthermia. 1997. V.13, No. 4. P. 343-364.
25. Sherar M., Liu F.F., Pintilie M., Levin W., Hunt J., Hill R.I., et al. Relationship Between Thermal Dose and Outcome in Thermoradiotherapy Treatments for Superficial Recurrences of Breast Cancer: Data From a Phase III Trial // Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 1997. V.39, No. 2. P. 371–380. DOI: 10.1016/s0360-3016(97)00333-7.
26. Lee H.K., Antell A.G., Perez C.A., Straube W.L., Ramachandran G., Myerson R.J., et al. Superficial Hyperthermia and Irradiation for Recurrent Breast Carcinoma of the Chest Wall: Prognostic Factors in 196 Tumors // Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 1998. No. 40. P. 365–375. DOI: 10.1016/s0360-3016(97)00740-2.
27. Myerson R.J., Straube W.L., Moros E.G., Emami N., Lee H.K., Perez C.A., Taylor M.E., et al. Simultaneous Superficial Hyperthermia and External Radiotherapy: Report of Thermal Dosimetry and Tolerance to Treatment // Int. J. Hyperthermia. 1999. V.15, No. 4. P. 251-266.
28. Maguire P.D., Samulski T.V., Prosnitz L.R. A Phase II Trial Testing the Thermal Dose Parameter CEM43°T90 as a Predictor of Response in Soft Tissue Sarcomas Treated with Pre-Operative Thermoradiotherapy // Int. J. Hyperthermia. 2001. V.17, No. 4. P. 283-290.
29. Li G., Mitsumori M., Ogura M., Horii N., Kawamura S., Masunaga S.-I., et al. Local Hyperthermia Combined with External Irradiation for Regional Recurrent Breast Carcinoma // Int. J. Clin. Oncol. 2004. No. 9. P. 179–183. DOI 10.1007/s10147-004-0395-3.
30. Jones E.L., Oleson J.R., Prosnitz L.R., Samulski T.V., Vujaskovic Z., Yu D., et al. Randomized Trial of Hyperthermia and Radiation for Superficial Tumors // J. Clin. Oncol. 2005. No. 23. P. 3079–3085.
31. Gabriele P., Ferrara T., Baiotto B., Garibaldi E., Marini P.G., Penduzzu G., et al. Radio Hyperthermia for Retreatment of Superficial Tumours // Int. J. Hyperthermia. 2009. V.25, No. 3. P. 189–198.
32. Perez C.A., Pajak T., Emami B., Hornback N.B., Tupchong L., Rubin P. Randomized Phase III Study Comparing Irradiation and Hyperthermia with Irradiation Alone in Superficial Measurable Tumors. Final report by the Radiation Therapy Oncology Group // Am. J. Clin. Oncol. 1991. V.14, No. 2. P. 133–141.
33. Datta N.R., Puric E., Klingbiel D., Gomez S., Bodis S. Hyperthermia and Radiation Therapy in Locoregional Recurrent Breast Cancers: A Systematic Review and Meta-Analysis // Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 2016. No. 94. P. 1073-1087. https://doi.org/10.1016/j.ijrobp.2015.12.361.
34. Dragovic J., Seydel H.G., Sandhu T., Kolosvary A., Blough J. Local Superficial Hyperthermia in Combination with Low-Dose Radiation Therapy for Palliation of Locally Recurrent Breast Carcinoma // J. Clin. Oncol. 1989. V.7, No. 1. P. 30–35.
35. Van der Zee J., Van der Holt B., Rietveld P.J.M., Helle P.A., Wijnmaalen A.J., Van Putten W.L.J., Van Rhoon G.C. Reirradiation Combined with Hyperthermia in Recurrent Breast Cancer Results in a Worthwhile Local Palliation // Br. J. Cancer. 1999. V.79, No. 3/4. P. 483–490.
36. Dewhirst M.W., Sim D.A. The Utility of Thermal Dose as a Predictor of Tumor and Normal Tissue Responses to Combined Radiation and Hyperthermia // Cancer Research. 1984. V.44, No. 10. P. 4772s-4780s.
37. Leopold K.A., Dewhirst M., Samulski T., Harrelson J., Tucker J.A., George S.L., Dodge R.K., Grant W., Clegg S., Prosnitz L.R., Oleson J.R. Relationships Among Tumor Temperature, Treatment Time, and Histopathological Outcome Using Preoperative Hyperthermia with Radiation in Soft Tissue Sarcomas // Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phis. 1992. No. 22. P. 989-998.
38. Fajardo L.F. Pathological Effects of Hyperthermia in Normal Tissues // Cancer Research. 1984. No. 44. P. 4826s–4835s.
39. Курпешев О.К., Лебедева Т.В., Светицкий П.В., Мардынский Ю.С., Н.А.Чушкин. Экспериментальные основы применения гипертермии в онкологии. – Ростов-на-Дону: Издательство «НОК», 2005. 164 с.
40. Haveman J., Sminia P., Wondergem J., Van der Zee J., Hulshof MCCM. Effects of Hyperthermia on the Central Nervous System: What Was Learnt from Animal Studies? // Int. J. Hyperthermia. 2005. V.21, No. 5. P. 473-487. doi: 10.1080/02656730500159079.
41. Hume S.P., Marigold J.C., Michalowski A. The Effect of Local Hyperthermia on Non-Proliferative, Compared with Proliferative, Epithelial Cells of the Mouse Intestinal Mucosa // Radiat. Research. 1983. No. 94. P. 252–262.
42. Peck J.W., Gibbs Jr.F.A., Dethlefsen L.A. Localized Hyperthermia and X-Irradiation of Murine Jejunum in Situ: A New Method // Int. J. Hyperthermia. 1986. V.2, No. 3. P. 277-298. DOI: 10.3109/02656738609016486.
43. Haveman J., Van Der Zee J., Wondergem J., Hoogeveen J.F., Hulshof MCCM. Effects of Hyperthermia on the Peripheral Nervous System: A Review // Int. J. Hyperthermia. 2004. V.20, No. 4. P. 3713-3791. doi: 10.1080/02656730310001637631.
44. Ichinoseki-Sekine N., Naito H., Saga N., Ogura Y., Shiraishi M., Giombini A., Giovannini V., Katamoto S. Changes in Muscle Temperature Induced by 434 MHz Microwave Hyperthermia // Br. J. Sports Med. 2007. No. 41, P. 425–429. DOI: 10.1136/bjsm.2006.032540.
45. Lyng H., Monge O.R., Bohler P.J., Rofstad E.K. Relationships Between Thermal Dose and Heat-Induced Tissue and Vascular Damage after Thermoradiotherapy of Locally Advanced Breast Carcinoma // Int. J. Hyperthermia. 1991. No. 3. P. 403-415.
46. Sharma S., Sandhu A.P., Patel F.D., Ghoshal S., Gupta B.D., Yadav N.S. Side-Effects of Local Hyperthermia Results of a Prospectively Randomized Clinical Study // Int. J. Hyperthermia. 1990. V.6, No. 2. P. 279–285.
47. Varma S., Myerson R., Moros E., Taylor M., Straube W., Zoberi I. Simultaneous Radiotherapy and Superficial Hyperthermia for High-Risk Breast Carcinoma: A Randomised Comparison of Treatment Sequelae in Heated Versus Non-Heated Sectors of the Chest Wall Hyperthermia // Int. J. Hyperthermia. 2012. V.28, No. 7. P. 583-590. DOI:10.3109/02656736.2012.705216.
48. Van der Zee J., Gonzales Gonzales D., Van Rhoon G.C., Van Dijk J.D.P., Van Putten W.L.J., Hart A.A.M., Dutch Deep Hyperthermia Group. Comparison of Radiotherapy Plus Hyperthermia in Locally Advanced Pelvic Tumors: A Prospective, Randomised, Multicentre Trial // The Lancet. 2000. No. 355. P. 1119–1125.
49. Dewhirst M.W., Vujaskovic Z., Jones E., Thrall D. Re-Setting the Biologic Rationale for Thermal Therapy // Int. J. Hyperthermia. 2005. V.21, No. 8. P. 779-790.
50. Ben-Yosef R., Sullivan D.M., Kapp D.S. Peripherial Neuropathy and Myonecrosis Following Hyperthermia and Radiation Therapy for Recurrent Prostatic Cancer: Correlation of Damage with Predicted SAR Pattern // Int. J. Hyperthermia. 1992. V.8, No. 2. P.173-185. https://doi.org/10.3109/02656739209021773.
51. Engin K., Tupchong L., Waterman F.M., McFarlane J.D., Hoh L.L., Leeper D.B. Predictive Factors for Skin Reactions in Patients Treated with Thermoradiotherapy // Int. J. Hyperthermia. 1995. V.11, No. 3. P. 357-364. DOI: 10.3109/02656739509022471.
52. Balzer S., Schneider D.T., Bernbeck M.B., Jäger M., Mils O., Schaper J., et al. Avascular Osteonecrosis after Hyperthermia in Children and Adolescents with Pelvic Malignances: A Retrospective Analysis of Potential Risk Factors // Int. J. Hyperthermia. 2006. V.22, No. 6. P. 451-461.
53. Курпешев О.К., Андреев В.Г., Панкратов В.А., Гулидов И.А., Орлова А.В. Сравнительные результаты консервативной химиолучевой и термохимиолучевой терапии местнораспространенного рака гортани // Вопросы онкологии. 2014. Т.60, № 5. С. 602-606.
54. Курпешев О.К., Мардынский Ю.С., Максимов С.А. Kомбинированное лечение больных раком полости рта с использованием «условно-динамического» режима фракционирования лучевой терапии и локо-регионарной гипертермии // Сибирское медицинское обозрение. 2011. Т.67, № 1. С. 80-84.
55. Field S.B., Hume S.P., Law M.P., Myers R. The Response of Tissue to Combined Hyperthermia and X-rays // Brit. J. Radiol. 1977. V.50, No. 1. P. 129-134.
56. Bakker A., Holman R., Rodrigues D.B., Trefná H.D., Stauffer P.R., van Tienhoven G., et al. Analysis of Clinical Data to Determine the Minimum Number of Sensors Required for Adequate Skin Temperature Monitoring of Superficial Hyperthermia Treatments // Int. J. Hyperthermia. 2018. V.34, No. 7. P. 910-917.
57. Cox R.S., Kapp D.S. Correlation of Thermal Parameters with Outcome in Combined Radiation Therapy-Hyperthermia Trials // Int. J. Hyperthermia. 1992. No. 8. P. 719–732. https://doi.org/10.3109/02656739209005020.
58. Курпешев О.К., Ван дер Зее Я., Кавагнаро М. Гипертермия опухолей глубокой локализации ‒ возможности ёмкостного метода // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2019. Т.64, № 4. С. 64-75. DOI: 10.12737/1024-6177-2019-64-4-64-75.
59. Курпешев О.К. Радиобиологический анализ использования низких мощностей доз облучения в лучевой терапии // Медицинская радиология. 1980. Т.25, № 8. С. 68-74.
60. Beitler J.J., Zhang Q., Fu K.K., Trotti A., Spencer S.A., Jones C.U., et al. Final Results of Local-Regional Control and Late Toxicity of RTOG 9003: A Randomized Trial of Altered Fractionation Radiation for Locally Advanced Head and Neck Cancer // Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 2014. V.89, No. 1. P. 13-20.
61. Колесникова А.И., Курпешев О.К., Коноплянников А.Г., Лепехина Л.А. Индукция термотолерантности в клоногенных клетках карциномы легких Льюис // Экспериментальная онкология (Киев, Наукова думка). 1986. Т.8, № 4. С. 66-67.
62. Курпешев О.К., Коноплянников А.Г. Восстановление кожи мышей после повреждений вызванных ионизирующим излучением и гипертермией // Медицинская радиология. 1986. Т.31, № 3. С. 31-36.
63. Van Rhoon G.C. Is CEM43 Still a Relevant Thermal Dose Parameter for Hyperthermia Treatment Monitoring? // Int. J. Hyperthermia. 2016. V.32, No. 1. P. 50–62. DOI: 10.3109/02656736.2015.1114153.
64. Liu T., Ye Y.-W., Zhu A.-L., Yang Z., Fu Y., Wei C., et al. Hyperthermia Combined with 5-Fluorouracil Promoted Apoptosis and Enhanced Thermotolerance in Human Gastric Cancer Cell Line SGC-7901 // Onco. Targets Ther. 2015. No. 8. P. 1265-1270. DOI: 10.2147/OTT.S78514.
65. Bettaieb A., Averill-Bates D.A. Hyperthermia Combined with 5-Fluorouracil Promoted Apoptosis and Enhanced Thermotolerance in Human Gastric Cancer Cell Line SGC-7901 // Biochim. Biophys. Acta. 2015. V.1853, No. 1. P. 52–62. DOI: 10.1016/j.bbamcr.2014.09.016.
66. Datta N.R., Marder D., Datta S., Meister A., Puric E., Stutz E., et al. Quantification of Thermal Dose in Moderate Clinical Hyperthermia with Radiotherapy: A Relook Using Temperature–Time Area Under the Curve (AUC) // Int. J. Hyperthermia. 2021. V.38, No. 1. P. 296-307. DOI: 10.1080/02656736.2021.1875060.
67. Trefná H.D., Crezee H., Schmidt M., Marder D., Lamprecht U., Ehmann M. et al. Quality assurance guidelines for superficial hyperthermia clinical trials: I. Clinical requirements // Int. J. Hyperthermia. 2017. Vol. 33, No. 471–482.
PDF (RUS) Полная версия статьи
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.
Участие авторов. Cтатья подготовлена с равным участием авторов.
Поступила: 20.09.2022. Принята к публикации: 25.11.2022.