english version wersja do druku
	kwartalnik ISSN 0500-7208 Czasopismo punktowane przez KBN, Index Copernicus oraz w bazie GBL

WSTĘP Rak pęcherza moczowego jest u ludzi szóstym nowotworem pod wzglądem zachorowalności na świecie. Wśród pierwszorazowych rozpoznań 75-80% stanowią guzy powierzchowne. U ponad 70% pacjentów z powierzchownymi guzami pęcherza moczowego występuje jeden lub więcej nawrotów, a u 30% obserwuje się nawroty i progresję nowotworu [9]. Ostatnio do diagnostyki i leczenia nawrotowych powierzchownych nowotworów pęcherza moczowego wprowadzono metodę fotodynamiczną [1, 5, 7-9,11]. Możliwości śród-operacyjnego rozpoznania rakowych lub dysplastycznych zmian w powierzchownych guzach pęcherza moczowego w świetle białym są ograniczone, a wiele nawrotów jest wynikiem przeoczonych zmian [1, 7, 11]. Współistnieje z tym duża liczba progresji zmian nowotworowych z drastycznie zmniejszającymi się odsetkami przeżyć. Od dawna poszukiwano sposobu na uwidocznienie zmian nowotworowych w błonie śluzowej pęcherza moczowego, niewidocznych w świetle białym cystoskopu [I, 5]. Pochodzące sprzed stu lat badania Raaba (1900 r.), który opisał zmiany zachodzące w tkankach pod wpływem stosowania barwników i ich naświetlania, uważa się za początek diagnostyki fotodynamiczncj (photodynamic diagnosis - PDD) i badania leczniczego wpływu związków fotouczulających na tkanki organizmu {photodynamic therapy - PDT) fi, 5, 11]. W latach 40. Policard zaobserwował, że zmiany nowotworowe naświetlane światłem ultrafioletowym wykazują podwyższoną fluorescencję [1]. Doniesienia te stanowiły podstawę dalszych obserwacji i doświadczeń w poszukiwaniu związków fotouczulających. Kolejnym etapem intensywnych badań nad stosowaniem PDD i PDT w diagnostyce i terapii nowotworów okazały się dopiero lata 70. Prace prowadzone przez Do-ugherty\\\'ego i wsp. oraz Diamonda i wsp. [1,5] doprowadziły do znalezienia odpowiednich związków fotouczulających (fotosensybilizatorow, fotosensytyzerow), a także do poznania mechanizmów fotochemicznych zachodzących w tkankach. Na podstawie tych obserwacji ustalono, że metoda fotodynamiczną polega na wybiórczym utlenianiu przez tlen singletowy i formy rodnikowe generowane przez rozpuszczony tlen cząsteczkowy, wprowadzony barwnik (fotosen- sytyzer) oraz światło o odpowiedniej mocy i długości fali. Wiele barwników, wykazujących właściwości fotouczu-lające, na przykład pochodne porfiryn (sulfonowe meso-tetrafenylo-porfiryny), naftacyjanin, ftulocyjanin oraz pochodne chlorofilu (mono-1-aspatyl chlorine 6 - Npe6), poddano licznym badaniom w celu uzyskania najskuteczniejszych związków stosowanych w diagnostyce fotodyna-micznej [2,4,6,12,14]. Kennedy, Pottier i Pross zastosowali kwas 5 aminolewu-linowy (5-ALA) jako prekursor do endogennej syntezy protoporfiryny IX. Obecnie trwają zaawansowane badania nad zastosowaniem 5-ALA w diagnostyce i terapii fo-todynamicznej [1, 3. 5-7, 9-14]. Wydaje się, że 5-ALA ma największe szanse stania się uniwersalnym fotosen-sytyzerem ze względu na możliwości stosowania go po rozpuszczeniu w formie instylacji do jam ciała oraz w formie pasty na skórę, czy też w formie aerozolu do drzewa oskrzelowego fil]. W metodzie fotodynamiczncj najpowszechniej stosuje się mieszaninę HpD. Składa się ona z hematoporfiryny (Hp), hydroksyetylowinylodeuteroporfiryny (Hvd), protoporfiryny (PP), cięższych frakcji, będących dimerami i oligomerami Hp, połączonych wiązaniami estrowymi i eterowymi f 1, 5]. Podstawowy preparat wykorzystywany w diagnostyce fotodynamicznej to stosowany dożylnie Fotofrin II. Został on zatwierdzony do stosowania w praktyce klinicznej przez Food and Drug Administration (FDA). Mechanizm działania fotosensytyzerow w tkankach przedstawia się następująco: podany fotosensybilizatorjest pochłaniany przez wszystkie tkanki, ale gromadzi się i wydala w różnym stopniu. Z tkanek zdrowych jest on usuwany po kilkunastu godzinach, natomiast w tkankach nowotworowych pozostaje nawet przez kilka dni. Przyczyna selektywnego gromadzenia się barwników nie została do końca wyjaśniona. Folouczulacze mają tendencję do tworzenia agregatów oraz dirnerów o charakterze hydrofobowym, co tłumaczy ich powinowactwo z obszarami o podwyższonej zawartości cholesterolu i lipoprotein o niskiej częstości (LDL). Mnożące się komórki nowotworowe potrzebują do budowy błon komórkowych dużych ilości LDL oraz cholesterolu i to prawdopodobnie stanowi przyczynę akumulacji w nich fotouczulaczy. Ponadto, słabo wykształcony system naczyń limfatycznych utrudnia procesy wydalania fotosensytyzerow z tkanki nowotworowej, co sprawia, że ich stężenie jest kilka razy większe niż w tkance zdrowej. Niszczenie komórek nowotworowych metodą fotodynamiczną następuje pod wpływem produktów powstałych przez wzbudzone foto-uczulaczc, tlen singletowy lub formy rodnikowe [3, 4, 6, 10-12, 14J. Wyróżnia się dwa typy reakcji fotosensytyzerów: • Fotouczulacz w stanie wzbudzenia poprzez transfer energii z tlenem generuje tlen singletowy, który niszczy głównie cholesterol i nienasycone fosfolipidy, będące podstawowymi składnikami błon komórkowych. • Wzbudzony fotoscnsybilizator oddziałuje bezpośrednio na składniki komórek, a wytworzone formy rodnikowe i jo-norodnikowe reagują z wewnątrzkomórkowym tlenem molekularnym. Panuje pogląd, że oba mechanizmy występują równocześnie, jednak typ I jest dominujący [3, 6, 11,12, 14]. Czynnikami, które decydują o wzajemnym udziale obu typów reakcji są: względna ilość tlenu, barwnika oraz destrukcja naczyń krwionośnych naświetlanych tkanek f3, 6, 10]. Reakcję z tlenem singlctowym najszybciej obserwuje się na błonach cytoplazmatycznych ze względu na wartość współczynnika podziału woda/lipidy, który to podział umożliwia lokalizację, zarówno o właściwościach hydro-filowych, jak i hydrofobowych [14]. Udowodniono, że pochodne porfiryn są w pierwszym etapie transportu wewnątrzkomórkowego wiązane w błonach plazmalycznych, a następnie przemieszczają się do organelli komórkowych. Uszkodzenie błon komórkowych powoduje ich nad-przepuszczalność oraz przechodzenie płynu wewnątrzkomórkowego do zewnątrzkomórkowego i odwrotnie. Uszkodzeniu ulegają również błony mitochondriów, li-zosomów, aparatu Golgiego oraz jądra komórkowego, a tu - także nici DNA. Uszkodzenie mitochondriów, polegające na zahamowaniu działania enzymów fosforylacji oksydacyjnej i enzymów odpowiedzialnych za transport elektronów, powoduje obniżenie stężenia kwasu adc-nozynotrójfosforowego (ATP) wewnątrz komórki [3, 6, 12, 14]. Podany we wlewce dopęcherzowej co najmniej na 2 godziny przed cystoskopią kwas 5 aminolewulinowy (5-ALA) powoduje, że na niebieskim tle światła ultrafioletowego guz i niewidzialne w świetle białym ognisko ca in situ zabarwia się na kolor czerwony. Postępowanie takie umożliwia rozpoznanie i zniszczenie guzów nowotworowych za pomocą clektroresekcji lub promieniowania laserowego [2,5-7, 9, 11, 13]. MATERIAŁ I METODA Pierwszą w Polsce cystoskopie z użyciem fotosensytyzera wykonano 30 grudnia 1996 r. w kierowanym ówcześnie przez dr. n. fiz. L. Wolfa Centrum Diagnostyki i Terapii Lasero- wej Politechniki Łódzkiej (prof. L. Jeromin, dr med. M. Lipiński), korzystając z ultrafioletowego światła lasera barwnikowego. Od tego czasu do lipca 2000 r. w Klinice Urologii AM w Lodzi wykonano 123 cystoskopie, z wykorzystaniem zjawiska fotodynamicznego, u 61 chorych na powierzchowny nowotwór pęcherza moczowego, który został potwierdzony badaniem histopatologicznym. U 22 chorych wykonano pojedynczą diagnozę fotodynamiczną zmian w błonie śluzowej, u 31 - dwukrotną, a u 8 osób -3 i więcej razy. Do pęcherza moczowego, po jego opróżnieniu, wprowadza się przygotowany roztwór powstały z rozpuszczenia 1,5 g 5-ALA w 50 ml 1,4% NallCO,. Po 2-3 godzinach od podania roztworu w pęcherzu moczowym można obserwować błonę śluzową pęcheiza w świetle ultrafioletowym. Jako źródło światła stosowano lampę ksenonową D-Light Stoiz (emitującą światło o długości fali 1 = 375-440 nm), a w celu zobrazowania obserwacji stosowano kamerę Storz systemu PDD wyposażoną w filtry umożliwiające rejestrację obrazu w świetle ultrafioletowym. Uzyskany obraz endoskopowy oceniano w świetle białym i lampy D-Light Stor- oraz u 9 chorych, dodatkowo, w świetle lasera kryptonowo-jonowego (1 = 406,7 nm) w Centrum Diagnostyki i Terapii Laserowej Politechniki Łódzkiej. U 40 chorych obserwacji dokonano po uprzednio wykonanej przezcewkowej clektroresekcji nowotworów pęcherza moczowego. Chorych podzielono na 3 grupy: Grupa I - chorzy z potwierdzonym nowotworem pęcherza moczowego obserwowani co 3 miesiące, bez widocznych w zwykłej cystoskopii zmian w błonie śluzowej pęcherza moczowego. W cystoskopii z wykorzystaniem zjawiska fotodynamicznego stwierdzono świecące na czerwono zmiany. Pobrane wycinki potwierdziły obecność nowotworu. Wszystkie zabarwione na czerwono zmiany niszczono sondą waporyzującą. Grupa II - chorzy z widocznymi zmianami w świetle białym, poddani przezcewkowej elektroresekeji guza, u których w PDD stwierdzono świecenie w miejscu po clektroresekcji oraz nowe zmiany, które zniszczono pod kontrolą lampy D-Light (wapo-ryzacja świecących miejsc). Grupa III - chorzy po TUR tumoris vesicae urinariae, u których wykonano 2 i więcej obserwacji błony śluzowej z wykorzystaniem światła ultrafioletowego i nie stwierdzono w PDD wznowy, mino że przed stosowaniem PDD w cystoskopiach przeprowadzanych co 3 miesiące występowały nawroty zmuszające do elektroresekeji. U chorych z grupy III, u których nie stwierdzono zmian w błonie śluzowej we wziernikowaniu pęcherza moczowego, wykonano cytologiczne badania osadu moczu, a te zarówno w teście BTA Stat-BARD, jak i w trzykrotnych badaniach cytologicznych nie wykazały obecności komórek nowotworowych. WYNIKI U 21 chorych (w tym u 12 po elektroresekcji) stwierdzono - poza zmianami egzofitycznymi widocznymi w świetle białym - obszary fluorescencji widoczne tylko w świetle D-Light lub lasera. U 24 chorych (w tym u 15 po elektroresekcji) bez zmian w obrazie białym błony śluzowej, w świetle D-Light oraz lasera zaobserwowano obszary fluorescencji podejrzane o występowanie nowotworu. Wycinki pobrane z miejsc fluorescencji wykazały obecność nowotworu lub atypii komórkowej. U 16 chorych (w tym u 13 po elektroresekcji) w świetle białym i D-Light nie stwierdzono żadnych zmian. U chorych poddanych obserwacji - po instylacji dopęcherzo-wej 5-ALA - nie obserwowano objawów ubocznych, przede wszystkim nadwrażliwości skóry. OMÓWIENIE Wczesne rozpoznanie nowotworów błony śluzowej pęcherza moczowego jest istotnym czynnikiem skutecznego leczenia. Zjawisko fotodynamiczne wywołane przez kwas 5aminolewulinowy (5-ALA), prekursora porfiryn fluoryzujących w świetle nadfioletowym, po dotarciu do komórki nowotworowej i połączeniu z nią, pozwala na rozpoznawanie powierzchownych guzów pęcherza moczowego i ma duże znaczenie w wykrywaniu wczesnych postaci raka (niewidocznych w zwykłym świetle białym, używanym do cystoskopii) oraz w odpowiedniej kwalifikacji do leczenia. Wykorzystanie zjawiska fotodynamicznego pozwala na wczesne rozpoznanie komórek nowotworowych rozwijających się w błonie śluzowej pęcherza moczowego [2,5-7,9, 111- Od dawna poszukiwano sposobu na uwidocznienie zmian nowotworowych w błonic śluzowej pęcherza moczowego, niewidocznych w świetle białym cystoskopu. Właściwości fluoroscencyjne fotosensytyzerów umożliwiają poszukiwanie takich właśnie zmian [7,9,11]. Zastosowanie 5-ALA do cystoskopii fluoroscencyjnej stwarza obiecujące perspektywy na całkowitą poprawę leczenia powierzchownych nowotworów pęcherza moczowego [2, 5, 7, 9]. Kwas 5-ALA, jako prekursor porfiryn, ma zdolność selektywnego gromadzenia się w komórkach guza. Czułość rozpoznawania guzów może wzrosnąć do prawie 93-100% [2, 6, 7, 9, 111. Zwiększy to o 20-30% liczbę rozpoznań w porównaniu z liczbą rozpoznań dokonywanych na drodze cystoskopii w białym świetle. Jest to niezwykle ważne dla tych pacjentów, u których istnieje wysokie ryzyko wczesnych nawrotów. W cystoskopii fluorescencyjnej wycięcie guza może być bardziej radykalne, co odpowiednio zwiększy szanse na całkowite wyleczenie [2, 5]. Dzięki upowszechnieniu diagnostyki fo-todynamicznej inne metody diagnostyczne, inwazyjne i obarczone możliwością przeoczenia nowotworu, na przykład randomizowana biopsja (mapping), nie będą wykonywane, a chorzy zyskają szansę na dłuższe przeżycie [2, 5J. Dysplazję komórkową i ca in situ można odnaleźć nic tylko obok zmian egzofizycznych, ale również w pozornie zdrowej -wyglądającej na taką w świetle białym -śluzówce pęcherza [2, 7, 9]. WNIOSKI Na podstawie czteroletniego doświadczenia w stosowaniu diagnostyki fotodynamicznej powierzchownych nowotworów pęcherza moczowego oraz przeprowadzeniu 123 obserwacji błony śluzowej pęcherza moczowego w świetle D-Light można wysnuć następujące wnioski: 1. Cystoskopia z wykorzystaniem zjawiska PDD pozwala na uwidocznienie zmian nowotworowych, które w zwykłym świetle są niewidoczne. 2. PDD pozwala na ocenę doszczętności przczcewkowej elektroresekcji powierzchownych nowotworów pęcherza moczowego. 3. Wykonywanie cystoskopii w celu rozpoznania powierzchownych nowotworów pęcherza moczowego oraz wczesnej oceny powstawania wznowy po elektroresekcji i nowych ognisk nowotworu bez użycia PDD wydaje się mało skuteczne.

1. [I] Dougherty T. J.. A brief history of clinical photodynamic therapy development at Rosweil Park Cancer Institute. J. Clin. Laser. Med. Surg. 1996,14,219-221.
2. [2] Filbcck T., Roesslcr W., Knuechcl R.. Slraub M. Kiel 11. J., Wie-land. W. F.: S aminolevulinic acid induced fluorescence endoscopy applied at secondary- transurethral resection after conventional resection of primary superficial bladder tumors. Urology. 1999,53,77-81.
3. [3] Gronlund-Pakkancn S., Makincn K., Talja M., Kuusisto A.. Alhava E.: The importance of fluorescence distribution and kinetics of ALA-induced PplX in the bladder in photodynamic therapy. J. Photochem. Pholobiol. B. 1997,38.269-273.
4. [4] Herman M. A., Webber J.. Fromm D.. Kesse. I): Hemodynamic effects of 5a-aminole\\\\itlink acid in humans, i. Photochem. Pho-tobioLB. 1998,43,61-65.
5. / \\\'S] Jeromin L.. Lipiński M.: Wartośćfotosensytyzera w rozpoznawaniu i leczeniu powierzchownych nowotworów nabłonkowych pęcherza moczowego. Videochimrgia I999.4.57-60.
6. jf>] Kennedy J. C, Marcus S. L., Potlier R. H.: Phototlynamic therapy (PDTj and photodiagnosis (PD) using endogenous pholosenxi-tization induced by 5aininoIevulinic acid (ALA): mechanisms and clinical results, J. Clin. Laser. Med. Surg. 1996. 14.289-304.
7. [7] Kriegmair M.. Slepp H., Steinbach P.. Lumper W.. Ehsan A.. Siepp H. Ci., Rick K., Kniichel R.. Baumgartner.R., Hofstetter A.: Fluorescence cystoscopy following intravesical instillation of 5 aminolevulinic acid: a new procedure with high sensitivity for (/election of hardly visible urothelial neoplasias. Urol. Int. 1995,55,190-196.
8. 18] Kriegmair M., Waidelich R., Lumper W., Ebsan A,. Baumgartner R., 1-lofsleller A.: Integral pliotodynamic treatment ofrefractory superficial bladder cancer, i\\\'. Urol. 1995,154,1339-1341.
9. [9] Kriegmair M„ Baumgartner R., Kniichel R., Slepp H., 1 lofsliidter F., Hofstetter A.: Detection of early bladder cancer by 5a-ami-nolevulinic acid induced porphyrin fluorescence. J. Urol. 1996. 155,105-110.
10. [10] Manyak M. J.; Practical aspects ofphotodynamic therapy for superficial bladdercarcinoma. Tech. Urol. 1995,1.84-93.
11. [11] Marcus S. L., Sobel R. S„ Golub A. L„ Can-oil R. [.., Lundahl S., Shulman D. G.: Pliotodynamic therapy (POT) and photodiagnosis (PD) using endogenous plioioseiisitization induced by 5a-ami nolevulinic acid (ALA): current clinical and development status. J. Clin. Laser. Med. Surg. 1996.14.59-66.
12. [12/ Moan J.. Beth O., Gaullicr J. M.. StokkeT., Sieen H. B., Ma, L. W., Berg. K...\\\' Protoporphyrin IX accumulation in cells treated with 5a-amiitolevulinic acid: dependence on cell density, cell size and cell cycle. InL J. Cancer 1998,75.134-139.
13. [13] Waidelich R., Hofstetter A.. Slepp H.. Baumgartner R.. Weninger L., Kriegmair M.: Early clinical experience with 5a-aminolevuli-nic acid for the pliotodynamic therapy of upper tract urothelial tumors.}. Ural 1998. 159.401-404.
14. [14] Xiao 7... MillerG. G., McCallum T. J.. Brown K. M., Lown J. W., Tulip J., Moore R. 13.: Biodistrihulion of Photofrin II and 5a-aminolevidinic acid induced protoporphyrin IX in normal rat bladder and bladder tumor models: implications for pliotodynamic therapy. Photochem. Photobiol. 1998.67, 573-583.

Marek Lipiński
Klinika Urologii I Ch AM w Łodzi ul. Pabianicka 62. 93-513 Łódź