Гипербарическая оксигенация и рак: что можно лечить и что остается неопределенным

Гипербарическая оксигенация может показаться методом, созданным для непосредственной борьбы с раком: герметичная камера, воздух под давлением, пациент, вдыхающий чистый кислород под медицинским наблюдением. В действительности ее роль уже и конкретнее. ГБО имеет реальное, хорошо документированное место в онкологической помощи, но почти исключительно связано с восстановлением повреждений, оставшихся после лечения, а не с атакой на активные опухоли. Чтобы понять почему, важно разобраться, что именно кислород под давлением делает в организме и почему кислород так сильно влияет на поведение опухолей.

Как дыхание кислородом под давлением меняет организм

В норме кислород переносится кровью главным образом в связанном с эритроцитами виде, и лишь небольшая его часть растворена непосредственно в плазме. В барокамере человек дышит 100%-ным кислородом при давлении, значительно превышающем нормальное атмосферное. Это давление заставляет гораздо больше кислорода растворяться непосредственно в плазме крови. Это несколько похоже на растворение дополнительного количества сахара в воде под давлением: кислород переходит в раствор, вместо того чтобы зависеть только от своего обычного переносчика. В результате резко увеличивается количество кислорода, достигающего тканей, в том числе участков с плохим кровоснабжением.

В поврежденных, но нераковых тканях такой приток кислорода способствует восстановлению. Он помогает стимулировать рост новых кровеносных сосудов, поддерживает выработку коллагена — структурного белка, участвующего в восстановлении поврежденных тканей, — и способствует мобилизации стволовых и прогениторных клеток, помогающих заживлению. Такова физиологическая основа одобренных медицинских применений ГБО, большинство из которых связано с ранами, испытывающими недостаток кислорода.

Где доказательств больше всего: восстановление повреждений после лучевой терапии

Лечение рака может повреждать здоровые ткани, причем некоторые последствия проявляются лишь спустя годы. В частности, лучевая терапия может надолго повреждать кровеносные сосуды в области облучения — даже после того, как сам рак исчез. В результате близлежащие ткани хронически недополучают кислород. В костях, особенно в челюсти, это может привести к остеорадионекрозу — состоянию, при котором костная ткань разрушается и не заживает. Аналогичное радиационное повреждение может затрагивать мягкие ткани в других частях тела.

Именно здесь доказательства эффективности ГБО наиболее убедительны. Систематический обзор исследований выявил реальную пользу ГБО при некоторых поздних лучевых повреждениях тканей, подтверждая ее устоявшуюся роль в лечении последствий лучевой терапии, а не опухоли, против которой изначально применялось облучение. ГБО также изучалась при лучевом геморрагическом цистите и проктите — состояниях, при которых радиация повреждает слизистую мочевого пузыря или прямой кишки, делая ее склонной к кровотечениям и плохому заживлению. В проспективном исследовании пациентов, получавших ГБО по поводу этих состояний, сообщалось о лучшем восстановлении по оценке самих пациентов. В обоих случаях кислород не лечит рак. Он восстанавливает нормальные ткани, которые лечение рака оставило испытывающими недостаток кислорода.

Почему опухолям часто не хватает кислорода

Чтобы понять, почему вообще возникла идея сочетать ГБО с лечением рака, а не использовать ее только для заживления ран, важно разобраться в гипоксии опухоли. Солидные опухоли часто растут быстрее, чем их собственное кровоснабжение, а формирующиеся в них сосуды обычно дезорганизованы и проницаемы. В результате во многих солидных опухолях возникают участки, где уровень кислорода значительно ниже, чем в окружающих здоровых тканях.

Это имеет клиническое значение, а не только биологическое. Участки опухоли с низким содержанием кислорода, как правило, устойчивы и к лучевой терапии, и к химиотерапии, а опухоли с выраженной гипоксией обычно связаны с худшими исходами. Эффективность лучевой терапии во многом зависит от кислорода, поскольку он помогает закреплять повреждения ДНК, вызванные облучением. Клетки, находящиеся в участках с низким содержанием кислорода, просто труднее уничтожить той же дозой радиации. Поэтому гипоксия давно признана практическим препятствием для излечения некоторых видов рака.

Изучение кислорода как дополнения к лучевой терапии

Роль гипоксии в снижении чувствительности к радиации десятилетия назад привела исследователей к очевидному вопросу. Если низкий уровень кислорода защищает опухолевые клетки от радиации, может ли дополнительный кислород повысить эффективность облучения? Начиная с 1970-х годов, ГБО изучали именно как радиосенсибилизатор — метод, призванный сделать раковые клетки более уязвимыми для радиации. Британское исследование 1977 года, в котором ГБО сочетали с лучевой терапией при раке головы и шеи под руководством Henk и его коллег, стало одной из заметных ранних попыток.

Результаты этой работы были неоднозначными и различались в зависимости от типа рака, дизайна исследования и времени подачи кислорода относительно облучения. Спустя десятилетия Jens Overgaard проанализировал эту историю и описал гипоксическую радиосенсибилизацию как стратегию, которую поочередно «обожали и игнорировали». В его обзоре признавалось наличие обоснованной биологической предпосылки, которая так и не привела к надежной клинической пользе в разных условиях. Для сегодняшнего дня эта история важна как контекст: использование кислорода для усиления лучевой терапии — не новая идея, а научный вопрос, которому уже несколько десятилетий и на который пока нет однозначного ответа.

Открытый вопрос: может ли дополнительный кислород также способствовать росту опухоли?

Та же гипоксия, которая ослабляет действие лучевой терапии, имеет и другое последствие. Она активирует клеточную систему тревоги при недостатке кислорода, центральную роль в которой играет белок HIF-1α. Когда кислорода становится мало, HIF-1α активируется и запускает изменения, помогающие клеткам пережить дефицит, включая сигналы, стимулирующие ангиогенез — рост новых кровеносных сосудов. В опухоли это может означать формирование именно того кровоснабжения, которое гипоксичной опухоли необходимо для продолжения роста.

Это поднимает обоснованный с биологической точки зрения вопрос. Если повышение уровня кислорода в тканях помогает ангиогенезу и восстановлению ран, может ли тот же эффект помочь опухоли сформировать собственное кровоснабжение? В обзорах, посвященных этой проблеме, она рассматривается как правдоподобная, а не как не заслуживающая внимания, поскольку сигнальные пути действительно связывают уровень кислорода с ростом новых сосудов. Но правдоподобие — не то же самое, что доказанность. Клинические данные не подтвердили, что ГБО повышает риск рецидива рака у пациентов, получавших лечение, несмотря на это теоретическое опасение. Исследования на животных, непосредственно оценивавшие влияние ГБО на рост опухолей, дали противоречивые результаты, различавшиеся в зависимости от типа опухоли, модели животного и способа подачи кислорода. Сама эта неоднородность служит основанием для осторожности: не следует считать какой-либо отдельный доклинический результат окончательным ответом на этот вопрос в ту или иную сторону.

Что это означает на практике

Все это не означает, что ГБО является методом лечения рака. Но это также не доказывает, что ГБО опасна для людей, перенесших рак. Имеющиеся данные подтверждают довольно узкую роль ГБО: восстановление тканей, поврежденных лучевой терапией, после завершения основного лечения рака. Доказательства применения ГБО для усиления лучевой терапии устарели, неоднозначны, и этот подход так и не стал стандартной практикой. Теоретическое опасение, что кислород может поддерживать рост опухоли, остается именно опасением, которое следует воспринимать серьезно, а не фактом, подтвержденным современными клиническими данными.

Для человека с активным, остаточным или недавно леченным раком, который рассматривает ГБО из-за раны или лучевого повреждения, важны такие обстоятельства, как тип и стадия рака, а также история лечения. Их лучше обсудить с лечащей онкологической командой, а не делать выводы на основании общих принципов. В некоторых аспектах научные данные здесь действительно остаются неопределенными. Эту неопределенность следует прямо признавать, а не разрешать с помощью желаемых выводов в ту или иную сторону.

Photo: Pumpkin Diamond / Wikimedia Commons / CC BY-SA 4.0