Введение
В настоящее время по-прежнему актуален вопрос ранней диагностики меланоцитарной дисплазии в пигментных новообразованиях кожи как фонового состояния для развития меланомы. Проблемой является не только сложность клинической диагностики, но и отсутствие четких клинических критериев постановки этого диагноза. Многие авторы отмечают, что клиническая картина диспластического невуса иногда может иметь типичные черты меланомы, но также может быть неотличима от картины простых пигментных невусов [1–3].
В ряде исследований показана зависимость характеристик свечения, наблюдаемого при проведении аутофлюоресцентной спектроскопии, от выраженности пролиферативных изменений и процессов неоангиогенеза в тканях [4–7]. На основе анализа показателей аутофлюоресценции эндогенных порфиринов можно судить о пролиферативном потенциале того или иного новообразования. Методика аутофлюоресцентной спектроскопии позволяет своевременно диагностировать развитие меланоцитарной дисплазии пигментных новообразований кожи.
Цель исследования — изучение основных характеристик и особенностей метода аутофлюоресцентной спектроскопии кожи, а также возможностей его применения в диагностике диспластических невусов.
Для реализации этой цели были поставлены следующие задачи: 1) провести спектральный анализ пигментных новообразований кожи с определением таких его характеристик, как уровень, интенсивность аутофлюоресценции и аутофлюоресцентная контрастность; 2) оценить характер и формы кривых спектров аутофлюоресценции с целью объективной интерпретации данных спектрального анализа; 3) сравнить полученные данные аутофлюоресцентной спектроскопии с результатами последующего гистологического исследования удаленных невусов.
Материал и методы
Исследовано 139 пигментных образований кожи у 122 пациентов (55 мужчин, 67 женщин) с I–IV фототипом кожи по Фицпатрику. Возраст пациентов варьировал от 22 до 78 лет (средний — 43,8±6,4 года). В исследование вошли пациенты как со спорадическими невусами, так и с синдромом множественных невусов.
Первичной конечной точкой исследования являлась дооперационная постановка диагноза диспластического невуса. При сборе данных анализировали сведения, полученные при помощи шкал-опросников, а также результаты лабораторных исследований и медицинских отчетов.
Расчет дерматоскопического индекса проводили с использованием ABCD-алгоритма. Согласно данному алгоритму, оцениваемыми показателями новообразования являлись: A — асимметрия (абсолютно симметричное новообразование — 0 баллов, асимметрия в одной плоскости — 1 балл, асимметрия в двух плоскостях — 2 балла); B — четкость границ (от 0 до 8 баллов); C — цвет (светло-коричневый, темно-коричневый, белый, красный, сине-черный или черный; каждый из цветов — 1 балл); D — дерматоскопические структуры (пигментная сеть, радиально ориентированные лучи, бесструктурные участки, пигментные глобулы и точки различных цветов, максимально возможное число — 5 баллов). Все баллы вносили в формулу: (A · 1,3) + (B · 0,1) + (C · 0,5) + (D · 0,5).
Для проведения спектрометрии пигментных образований кожи применяли спектральный анализатор Godox QTI200 II («Godox Photo Equipment Co. LTD», Китай) (рис. 1), позволяющий принимать и оцифровывать полученный эмиссионный сигнал и с помощью специального программного обеспечения отображать его на экране монитора в виде кривой с интервалом получения спектров диффузного отражения и аутофлюоресценции 0,01 с (процедура исследования занимала в среднем 1,5–2 мин).
Рис. 1. Внешний вид портативного источника мультиспектрального лазерного излучения с интегрированным спектральным анализатором.
Содержание молекул порфиринового ряда в клетках с атипичным пролиферативным потенциалом, как известно, в несколько раз может превышать таковое в клетках неизмененных тканей. Учитывая данные литературы о максимальной интенсивности эмиссии эндогенных порфиринов в диапазоне излучения 600–750 нм [8, 9], мы проводили аутофлюоресцентную спектроскопию в диапазоне волн 550–750 нм с использованием волн возбуждающего света различной длины. Одним из параметров спектрального анализа является гомогенность аутофлюоресценции, отсутствие которой указывает на наличие зон атипии. Для оценки гомогенности свечения анализ проводили как в монорежиме с постепенно возрастающей длиной волны, так и в мультиспектральном режиме, позволяющем воздействовать на пигментное образование одномоментно короткими и длинными волнами. Такая комбинированная методика позволяла прецизионно определять зоны пролиферации диспластического невуса, характеризовавшиеся снижением интенсивности свечения в синем спектре (темные пятна) и повышением уровня их аутофлюоресценции в красном спектре. При использовании такой комбинированной методики в участках дисплазии наблюдалась аутофлюоресценция в красном спектре на фоне гомогенного синего свечения участков типичного невуса. Данные литературы свидетельствуют о высокой эффективности этой методики в выявлении участков дисплазии в тканях на самых ранних этапах ее возникновения [10, 11]. Характер и интенсивность аутофлюоресценции определяли как визуально (непосредственно во время процедуры), так и при помощи компьютерной программы, определявшей уровень интенсивности сигнала и тип свечения (диффузный, характерный для неизмененной ткани, и локализованный, характерный для тканей с клеточной атипией). Оценивали кривые спектров, смещение и/или появление дополнительных максимумов аутофлюоресценции, а также соотношение интенсивности максимальных сигналов из противоположных краев спектра — синего/красного (интенсивность аутофлюоресценции) и соотношение интенсивности аутофлюоресценции пигментного образования к интенсивности аутофлюоресценции неизмененной кожи (аутофлюоресцентная контрастность). Высокие значения этих показателей свидетельствуют об активности пролиферативных процессов и тенденции к диспластическим изменениям в тканях [12–14]. Смещение максимума (пика) аутофлюоресценции более чем на 5 нм от пороговых показателей в сторону длинных волн рассматривалось как отклонение от референсных показателей и также указывало на наличие диспластических процессов в структуре пигментного новообразования. С целью объективной интерпретации полученных данных, а также для определения пороговых показателей аутофлюоресцентной спектроскопии у всех пациентов проводили исследование неизмененной кожи.
После проведения спектроскопии новообразований их удаляли и подвергали гистологическому исследованию.
Статистический анализ проводили с использованием пакета статистических программ Statistica for Windows 10 («StatSoft, Inc.», 2004) и IBM SPSS Statistics 22.0 for Mac (IBM, 2016). В отсутствие нормального распределения использовали непараметрические методы определения статистической значимости различий: для двух независимых групп — критерий Манна—Уитни (PMW), для двух зависимых групп — критерий Уилкоксона (PW). Основные характеристики представляли в виде среднего значения (M) и стандартного отклонения (SD). Постоянные переменные сравнивали с использованием однофакторного дисперсионного анализа, дискретные — с помощью критерия χ2. Различия считали достоверными при p<0,05.
Результаты
У 114 обследованных пациентов отмечены единичные невусы, у 8 — множественные. Тридцать девять (28,1%) пигментных новообразований локализовались на груди, 25 (18%) — на животе, 37 (26,6%) — на спине и в ягодичной области, 17 (12,2%) — на верхних конечностях (кроме матрикса ногтя), 21 (15,1%) — на нижних конечностях (кроме матрикса ногтя). У 38 (27,3%) пигментных новообразований размеры не превышали 10 мм, у 31 (22,3%) — 20 мм, у 34 (24,5%) — 30 мм, у 36 (25,9%) — размеры были >30 мм.
Анализ дерматоскопической картины новообразований показал, что у 15 (12,3%) пациентов дерматоскопический индекс составил <4,5, у 56 (45,9%) — 4,5–5,0, у 51 (41,8%) — 5,0–5,45.
При аутофлюоресцентной спектроскопии неизмененной кожи выявлены следующие характеристики аутофлюоресценции: средний уровень аутофлюоресценции составил 0,49±0,05 усл. ед. (максимум ее зарегистрирован в диапазоне волн 610–635 нм), средняя интенсивность — 3,26 усл. ед. Равномерное слабое диффузное свечение кожи, редко регистрируемые точечные зоны повышенного сигнала эмиссии в красном спектре, особенно при исследовании кожи спины, были обусловлены незначительной концентрацией порфиринов в сальных железах. В неизмененной коже регистрировали диффузный тип свечения (100%), гомогенный в спектре как коротких (синее свечение), так и длинных (красное) волн, что свидетельствовало об отсутствии зон пролиферации или ангиогенеза и, следовательно, предполагало отсутствие зон меланоцитарной дисплазии.
Пигментные новообразования кожи, по результатам анализа аутофлюоресцентной спектроскопии, были распределены на 3 группы. Первую группу (n=44) составили пигментные новообразования с аутофлюоресценцией низкой интенсивности, максимум которой не превышал 0,5±0,05 усл. ед. и регистрировался в красном спектре в диапазоне волн 620–630 нм, что статистически значимо не превышало уровень аутофлюоресценции, получаемый от неизмененной кожи. В этой группе средние значения интенсивности аутофлюоресценции и коэффициента аутофлюоресцентной контрастности составляли соответственно 3,3 усл. ед. и 1,2. Характер свечения во всех случаях был диффузный, дополнительных пиков аутофлюоресценции не выявлено, смещения максимума аутофлюоресценции по сравнению с пороговыми показателями не отмечено. Свечение было гомогенным как в синем, так и в красном спектре возбуждения. Профиль спектральных линий в 1-й группе новообразований представлен на рис. 2.
Рис. 2. Средний уровень аутофлюоресценции в 1-й группе новообразований (n — количество новообразований).
Во 2-й группе новообразований (n=46) средний уровень аутофлюоресцентного свечения в красном спектре составил 0,71±0,05 усл. ед. Кривая аутофлюоресцентного свечения в 40 (86,9%) новообразованиях имела один максимум аутофлюоресценции, регистрируемый в диапазоне 630–640 нм, в 6 (13,1%) — 2 пика аутофлюоресценции, зарегистрированных в диапазонах 635–645 и 685–695 нм. В данной группе отмечено смещение максимума аутофлюоресценции более чем на 5 нм от пороговых значений в сторону длинных волн в 42 (91,3%) новообразованиях. Интенсивность аутофлюоресценции в среднем составила 4,73±0,05 усл. ед. Средний уровень аутофлюоресценции и среднее значение интенсивности аутофлюоресценции превышали пороговые значения на 44,8 и 45,1% соответственно. Среднее значение коэффициента аутофлюоресцентной контрастности в данной группе составило 1,45. Показатели кривых аутофлюоресценции свечения во 2-й группе представлены на рис. 3.
Рис. 3. Средний уровень аутофлюоресценции во 2-й группе новообразований. Профиль спектральных линий с одним пиком аутофлюоресценции изображен синим цветом, с двумя пиками — оранжевым (n — количество новообразований).
В 38 (82,6%) новообразованиях отмечен диффузный тип свечения, в 8 (17,39%) — преобладал локализованный тип. В синем спектре (длина волны до 575 нм) в 38 (82,6%) новообразованиях получено гомогенное сине-зеленое свечение без темных пятен (аутофлюоресценция, схожая с аутофлюоресценцией неизмененной ткани), однако в 8 (17,39%) — выявлены зоны отсутствия свечения. При проведении мультиспектрального анализа данных пигментных новообразований (одновременное воздействие короткими и длинными волнами 550–700 нм) в 3 из этих 8 новообразований получена эмиссия красного света, что, по всей видимости, соответствовало зонам, характеризовавшимся нарушениями обменных процессов в клетках с преобладанием процессов окисления и накопления в них молекул порфиринов.
В 3-й группе новообразований (n=49) регистрировались высокие показатели уровня аутофлюоресцентного свечения в красном спектре: среднее значение аутофлюоресценции составило 0,89±0,05 усл. ед. Кривая аутофлюоресцентного свечения в 12 (24,5%) новообразованиях имела один максимум аутофлюоресценции в диапазоне 630–640 нм, в 37 (75,5%) — 2 пика аутофлюоресценции в диапазонах 625–635 и 685–695 нм. Интенсивность аутофлюоресценции в среднем составила 5,93±0,05 усл. ед. Средние показатели уровня и интенсивности аутофлюоресценции превышали пороговые значения на 81,6 и 81,9% соответственно. Коэффициент аутофлюоресцентной контрастности в данной группе составил 1,82, миграция максимума в сторону длинных волн также встречалась довольно часто. Смещение максимумов аутофлюоресценции от пороговых значений в сторону красного спектра на 5 нм и более отмечено в 31 (63,25%) новообразовании, на 7 нм и более — в 18 (36,7%). Показатели кривых аутофлюоресцентного свечения в 3-й группе представлены на рис. 4.
Рис. 4. Средний уровень аутофлюоресценции в 3-й группе новообразований. Профиль спектральных линий с одним пиком аутофлюоресценции изображен синим цветом, с двумя пиками — оранжевым (n — количество новообразований).
В 24 (48,9%) новообразованиях отмечен диффузный тип свечения, в 25 (51,02%) — локализованный, что свидетельствовало об активности процессов пролиферации и неоангиогенеза в пигментном новообразовании. При оценке аутофлюоресценции в синем спектре на фоне гомогенного сине-зеленого свечения в 26 (53,06%) новообразованиях выявлены темные пятна — зоны очагового снижения интенсивности эмиссии. При возбуждении аутофлюоресценции в мультиспектральном режиме (550–700 нм) данные темные зоны давали изоинтенсивное красное свечение на фоне гомогенной сине-зеленой аутофлюоресценции. Эти данные свидетельствовали о повышенном содержании в новообразованиях порфиринов, т.е. о наличии в этих зонах клеток с атипией и пролиферативным потенциалом.
При проведении гистологических исследований пигментных новообразований отмечены следующие особенности. В 1-й группе новообразований гистологических данных, свидетельствующих о меланоцитарной дисплазии, не выявлено ни в одном случае. Характер гистологической картины новообразований соответствовал картине типичных пигментных невусов с сохраненной архитектоникой без признаков дисплазии. Во 2-й группе в 22 (47,8%) новообразованиях обнаружены патогистологические признаки диспластического невуса — наличие пролиферирующих меланоцитов с увеличенным соотношением ядро/цитоплазма, интенсивной окраской ядра и редкими фигурами митоза, а также наличие лимфоцитарного инфильтрата. В 3-й группе меланоцитарная дисплазия выявлена в 46 (93,9%) новообразованиях: в 18 (36,7%) обнаружена меланоцитарная дисплазия средней степени, в 28 (57,1%) — тяжелой степени. Наличие меланоцитарной дисплазии средней и тяжелой степеней во всех случаях подтверждено результатами иммуногистохимического исследования с определением экспрессии маркера меланоцитарной дифференцировки HMB-45. Характеристика показателей аутофлюоресцентной спектроскопии в исследуемых группах представлена в табл. 1.
Таблица 1. Характеристика показателей аутофлюоресцентной спектроскопии неизмененной кожи и кожи пигментных новообразований (M)
| Исследуемая группа | Уровень аутофлюоресценции, усл. ед. | Интенсивность аутофлюоресценции, усл. ед. | Коэффициент аутофлюоресцентной контрастности | Превышение уровня аутофлюоресценции/интенсивности аутофлюоресценции неизмененной кожи, % | Локализованный тип аутофлюоресценции, % | Гистологически подтвержденная меланоцитарная дисплазия, % |
| Неизмененная кожа (n=96) | 0,49±0,05 | 3,26±0,05 | — | — | 0 | — |
| 1-я группа новообразований (n=44) | 0,5±0,05 | 3,3±0,05 | 1,2±0,05 | 2,04±0,05/1,22±0,05 | 0 | 0 |
| 2-я группа новообразований (n=46) | 0,71±0,05 (p<0,05) | 4,73±0,05 (p<0,05) | 1,45±0,05 (p≥0,05) | 44,8±7,05/45,1±6,69 (p<0,05) | 17,39±4,23 (p<0,05) | 47,8 |
| 3-я группа новообразований (n=49) | 0,89±0,05 (p<0,05) | 5,93±0,05 (p<0,05) | 1,82 ±0,05 (p≥0,05) | 81,6±9,23/81,9±8,84 (p<0,05) | 51,02±6,46 (p<0,05) | 93,9 |
Во 2-й группе уровень и интенсивность АФ, а также частота регистрации локализованного типа свечения были достоверно выше аналогичных показателей в группе неизмененной кожи и в 1-й группе (p<0,05). Достоверных различий коэффициента аутофлюоресцентной контрастности между 1-й и 2-й группами не установлено.
В 3-й группе уровень и интенсивность аутофлюоресценции, а также частота регистрации локализованного типа аутофлюоресценции были достоверно выше аналогичных показателей в группе неизмененной кожи и в 1-й и 2-й группах (p<0,05). Различия коэффициента аутофлюоресцентной контрастности между 2-й и 3-й группами статистически незначимые.
Результаты спектроскопии пигментных новообразований кожи в мультиспектральном режиме представлены в табл. 2.
Таблица 2. Результаты исследований пигментных новообразований кожи в мультиспектральном режиме (550+750 нм) (M)
| Исследуемая группа | Частота регистрации гомогенности аутофлюоресценции в мультиспектральном режиме | Частота регистрации темных пятен в коротковолновом спектре (отсутствие гомогенности аутофлюоресценции) | Частота регистрации темных пятен в коротковолновом спектре (отсутствие гомогенности аутофлюоресценции) и повышение интенсивности их аутофлюоресценции в длинноволновом спектре | Гистологически подтвержденная меланоцитарная дисплазия |
| 1-я группа новообразований (n=44) | 44 (100%) | 0 | 0 | 0 |
| 2-я группа новообразований (n=46) | 38 (82,6±7,23%) (p≥0,05) | 8 (17,39±4,92%) (p<0,05) | 3 (6,51±0,45%) (p<0,05) | 22 (47,8%) |
| 3-я группа новообразований (n=49) | 23 (46,9±6,44%) (p<0,05) | 26 (53,06±5,59%) (p<0,05) | 26 (53,06±4,23%) (p<0,05) | 46 (93,9%) |
Как видно из табл. 2, между 1-й и 2-й группами, а также между 2-й и 3-й группами получены статистически значимые различия в частоте регистрации темных пятен в коротковолновом спектре (отсутствие гомогенности аутофлюоресценции) и в частоте регистрации повышения интенсивности их аутофлюоресценции. Кроме того, между 2-й и 3-й группами установлены достоверные различия в частоте регистрации гомогенности аутофлюоресценции, тогда как между 1-й и 2-й группами статистически значимых различий не выявлено.
В группах новообразований, при обследовании которых отмечены высокие показатели уровня, интенсивности аутофлюоресценции и коэффициента аутофлюоресцентной контрастности, а также наблюдались изменения кривых спектров аутофлюоресцентного свечения в виде миграции максимума и появления дополнительных максимумов аутофлюоресценции, при гистологическом исследовании выявлено наличие меланоцитарной дисплазии различной степени выраженности.
Заключение
Учитывая полученные нами данные о превышении во 2-й и 3-й группах пигментных новообразований среднего уровня аутофлюоресценции на 44,8 и 81,6% соответственно по сравнению с пороговыми значениями, получаемыми от неизмененной кожи, а также результаты их гистологического исследования, свидетельствовавшие о наличии меланоцитарной дисплазии, можно заключить, что при превышении уровня аутофлюоресценции от пигментного новообразования более чем на 45% от порогового значения данное новообразование следует рассматривать как патологию, обладающую возможным злокачественным потенциалом. Таким образом, аутофлюоресцентная спектроскопия может служить одним из дополнительных диагностических методов, позволяющих верифицировать наличие меланоцитарной дисплазии в пигментных невусах кожи.
Участие авторов:
Концепция и дизайн исследования: Ю.Н. Перламутров, Е.А. Крохмалева, К.Б. Ольховская, А.А. Акопян
Сбор и обработка материала: Е.А. Крохмалева, А.А. Акопян
Статистическая обработка данных: К.Б. Ольховская
Написание текста: Е.А. Крохмалева
Редактирование: Ю.Н. Перламутров
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Authors’ contributions:
The concept and design of the study: Yu.N. Perlamutrov, E.A. Krokhmaleva, K.B. Olkhovskaia, A.A. Akopyan
Collecting and interpreting the data: E.A. Krokhmaleva, A.A. Akopyan
Statistical analysis: K.B. Olkhovskaia
Drafting the manuscript: E.A. Krokhmaleva
Revising the manuscript: Yu.N. Perlamutrov