Ny lysleveringsmetode til udførelse af transbronchial fotodynamisk terapi for perifer lungekræft

Hovedfokus for denne forskning er udviklingen af ​​en innovativ fotodynamisk terapi-metode (PDT) anvendt på perifere lungetumorer. Nuværende behandlinger for lungetumorer, herunder primær lungekræft eller metastatiske tumorer i lungerne, involverer kirurgi, kemoterapi (herunder målrettet og immunterapi) og strålebehandling. Valget af behandling afhænger af faktorer som tumorstørrelse, invasion, genetiske karakteristika og patientens generelle helbred.

For tidlige stadier af perifere lungetumorer er der en kontinuerlig indsats for at udvikle minimalt invasive behandlingsmodaliteter til at erstatte nuværende kirurgiske metoder. Teknikker såsom computertomografi-guidet perkutan eller bronkoskopisk-guidet radiofrekvensablation (RFA), mikrobølgeablation og fotodynamisk terapi er aktivt under forskning og udvikling. Fotodynamisk terapi anvender specielle fotosensibiliserende lægemidler, der selektivt absorberes af kræftceller, efterfulgt af eksponering for lys af specifikke bølgelængder, hvilket udløser en reaktion, der ødelægger kræftceller.

Selvom fotodynamisk terapi har været vellykket til behandling af tidligt stadie af lungekræft i centrale luftveje eller fremskredne tumorer, der forårsager luftvejsobstruktion, har den begrænsninger. Indtrængning af lys er begrænset, hvilket resulterer i et behandlingsområde på cirka 1,5 til 2 centimeter i diameter. Flere vejledninger og lysbehandlinger er nødvendige for at dække hele tumoren, hvilket øger den tekniske vanskelighed ved proceduren.

Lys bevæger sig i en lige linje og gennemgår penetration, absorption og refleksion, når det møder vævsgrænseflader, hvilket begrænser dets penetration i væv. Dr. Friedberg i USA foreslog en ny belysningstilstand i 2003, hvor der blev brugt materialer med høje brydningsindeks, såsom mineralolie (brydningsindeks ca. 1,47), for at muliggøre lysledning i luftrøret og bronkierne. Mineralolie er dog skadelig for lungevæv, hvilket forårsager alvorlige komplikationer, hvis det utilsigtet indåndes i luftvejene.

I denne undersøgelse blev Lipiodol, et kontrastmiddel med et brydningsindeks på 1,47, betragtet som et potentielt alternativ til mineralolie. Lipiodol er en blanding af valmuefrøolie og jodioner og bruges almindeligvis i lymfografi eller til emboliseringsterapi af levertumorer. Det har været brugt i årevis i klinisk praksis til bronkoskopisk instillation som et middel til at visualisere og lokalisere lungetumorer.

Baseret på disse overvejelser antog forskerholdet, at ved at bruge elektromagnetisk navigationsbronkoskopi til at indgyde Lipiodol i det proksimale luftrør i lungesegmentet, der indeholder tumoren, kunne tumoren være fuldstændig omgivet af Lipiodol. Efterfølgende lysterapi i den proksimale luftrør vil derefter belyse lungevævet indeholdende Lipiodol, herunder tumorvævet, der forsyner blodkar og lymfevæv, og selektivt dræbe tumorvæv og potentielle tidlige mikrometastaser.

Forskerholdet gennemførte prækliniske forsøg ved hjælp af en svinemodel, der bekræftede, at Lipiodol kunne instilleres i den perifere lungetumorplacering via bronkoskopi. Desuden viste lysterapi med de nuværende energiindstillinger (200 J/cm, 400 mW/cm, 500 sekunder) i Lipiodol-injiceret lungevæv at være sikker.

Et klinisk multicenterforsøg i USA (ClinicalTrials.gov Identifikator: NCT02916745) udforskede PDT for perifere lungetumorer. Photofrin blev injiceret intravenøst ​​48 timer før behandling, og under vejledning af elektromagnetisk navigationsbronkoskopi og bronkoskopisk ultralyd blev den lette fiber indsat i tumorstedet for PDT med en energiindstilling på 200 J/cm, 400 mW/cm, 500 sekunder. Forsøget omfattede fra januar 2019 fem patienter uden rapporter om alvorlige komplikationer, hvilket indikerer indledende sikkerhed og gennemførlighed. Med udgangspunkt i dette forsøg og holdets foreslåede nye PDT-belysningstilstand blev et fase I klinisk forsøg med mennesker påbegyndt i oktober 2021 og er i gang indtil februar 2022. Tre tilfælde er blevet behandlet, og de første observationer tyder på sikkerhed og gennemførlighed. En patient bukkede desværre under for obstruktiv lungebetændelse seks uger efter behandlingen på grund af hurtig sygdomsprogression, men det blev ikke betragtet som en behandlingsrelateret komplikation.

Selvom effektiviteten af ​​behandlingen ikke var som forventet, er yderligere kliniske forsøg nødvendige for at bestemme den optimale lysdosis. I det igangværende forsøg (NCT02916745) modtog to tilfælde flere lysbehandlinger fra forskellige retninger uden væsentlige komplikationer. En case-rapport fra Dr. Allison viste vellykket og komplikationsfri bronkoskopisk PDT med to lysbehandlinger med 48 timers mellemrum hos en patient, der ikke var egnet til standardbehandlinger.

Den næste fase af kliniske forsøg foreslås baseret på holdets 2022 enkeltlysbehandlingsforsøg, der sigter mod at vurdere sikkerhed og effektivitet ved hjælp af flere lysbehandlinger i forskellige retninger og en yderligere dosis 48 timer senere. Denne undersøgelse vil tjene som reference for den minimale basisbelysningsdosis (NOAEL) og den mulige effektive dosis til fremtidige fase I kliniske forsøg.