1
ПЕРВЫЙ ОПЫТ НЕИНВАЗИВНОЙ ДИАГНОСТИКИ ДОКЛИНИЧЕСКИХ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ АТРОФИИ КОЖИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ТОПИЧЕСКИХ ПРОТИВОВОСПАЛИ ТЕЛЬНЫХ ПРЕПАРАТОВ
Авторы
Петрова Г. А., Шливко И. Л., Эллинский Д. О., Фирсова М. С., Чекалкина О. Е., Петрова К. С., Зорькина М.В. (трихолог, дерматолог, врач высшей категории, кандидат мед. наук, доцент), Каменский В. А.
В статье приведены результаты эксперимента in vivo, свидетельствующие о том, что метод оптической когерентной томографии (ОКТ) способен решить задачу прижизненной диагностики доклинических морфологических признаков атрофии кожи и может быть предложен для прижизненного мониторинга морфологического состояния кожи в процессе применения локальных ГКС с целью индивидуализации терапии в зависимости от персональных особенностей кожи для предотвращения атрофических изменений и нарушения барьерных функций эпидермиса.
Введение
Атрофия кожи является серьезным осложнением топической кортикостероидной терапии, ограничивающим продолжительность применения наружных глюкокортикостероидных средств (ГКС) определенными временными рамками. Принято считать, что продолжительность терапии до 14 дней при использовании галогенезированных локальных ГКС 3-й и 4-й групп (сильные и очень сильные ГКС) и до 30 дней — при использовании негалогенизированных препаратов 3-й группы позволяет избежать атрофических изменений кожи [1].
Однако можно предположить, что скорость и вероятность развития атрофических изменений кожи в процессе местной терапии ГКС определяются не только продолжительностью терапии, но и некоторыми индивидуальными особенностями кожи пациента, например, функциональным состоянием кератиноцитов и фибробластов, связанным с возрастом или метаболическими процессами, а также морфологическими особенностями кожи различной анатомической принадлежности.
Без сомнения, значительно легче не допустить развития клинических признаков атрофии кожи, чем скорректировать этот косметический дефект. При этом проблема атрофии кожи в процессе локальной терапии ГКС не исчерпывается одними лишь косметическими аспектами. Даже начальные проявления атрофии эпидермиса на доклиническом этапе ее развития могут приводить к нарушению его барьерной функции, что может отрицательно сказываться на результатах терапии, особенно при атопическом дерматите, в патогенезе которого нарушения барьерной функции эпидермиса сами по себе играют существенную роль.
Таким образом, проблема своевременной диагностики доклинических морфологических признаков атрофии кожи является актуальной.
Традиционная эксцизионная биопсия, основным преимуществом которой является возможность исследования структуры на клеточном уровне, не решает данную проблему из-за инвазивности и невозможности мультиочаговых и многократных исследований.
На сегодняшний день в качестве альтернативы традиционной биопсии выступают прижизненные методы визуализации биотканей: высокочастотная ультрасонография, магнитно-резонансная томография с использованием сильного магнитного поля и новейший из них — оптическая когерентная томография (ОКТ).
Оптическая когерентная томография — высокоразрешающий неинвазивный метод визуализации структуры биотканей [2], приближающийся по информативности к методу традиционной эксцизионной биопсии и позволяющий получать информацию о морфологическом состоянии здоровой и патологически измененной кожи в реальном времени. В основе метода ОКТ заложен принцип, аналогичный ультразвуку, с использованием в качестве зондирующего излучения низкоинтенсивного света ближнего инфракрасного диапазона с мощностью, не повреждающей ткани.
Высокое разрешение (15–20 мкм), хорошая контрастность изображений, оптимальная для дерматологических исследований глубина визуализации (1,5 мм), доступное, легкоуправляемое портативное оборудование определяют преимущества ОКТ перед другими методами визуализации в дерматологии.
Меньшая разрешающая способность современных модификаций высокочастотной ультрасонографии (около 100 мкм, что исключает дифференцированную визуализацию эпидермиса и дермы), высокая стоимость и громоздкость оборудования, необходимого для реализации высокоразрешающей магнитно-резонансной томографии, не позволяют этим методам серьезно конкурировать с ОКТ в дерматологических исследованиях.
Технология прижизненного исследования морфологии кожи методом оптической когерентной томографии разрешена к применению (регистрационное удостоверение № ФС-2006 / 265 от 15 августа 2006 года).
ОКТ-изображения представляют собой двумерные образы поперечного среза кожи на глубину 1,5 мм, представленные в псевдоцветной коричневой палитре. Величина принятого сигнала в каждом элементе изображения (пикселе) характеризуется яркостью и цветом. Более яркие (светлые) участки ОКТ-изображений соответствуют большей интенсивности отраженного излучения. ОКТизображение имеет ту же ориентацию, что и поперечный гистологический срез.
Установлена способность ОКТ визуализировать роговой слой, клеточные слои надсосочковой части эпидермиса, зону взаимного проникновения эпидермальных выростов и сосочков дермы, верхнюю часть сетчатого отдела дермы, придатки (волосяные фолликулы, сальные и потовые железы, ногтевой аппарат), сосуды здоровой кожи, а также основные патоморфологические процессы в коже. Показана высокая эффективность использования ОКТ для прижизненной диагностики дерматозов, в том числе и опухолей. Продемонстрирована возможность использования метода для мониторинга патологических изменений в процессе терапии с целью определения ее эффективности [3 – 7].
Целью настоящего исследования было определение возможности использования ОКТ для прижизненной диагностики доклинических морфологических признаков атрофии кожи в эксперименте in vivo.
Материал и методы исследования
В работе использовали переносной визуализатор-топограф оптико-когерентный (регистрационное удостоверение № ФС 022а2005 / 2035 – 05 от 5 августа 2005 года), изготовленный в ИПФ РАН (Нижний Новгород) со следующими техническими характеристиками: мощность 1,5 мВт на выходе щупа, продольное разрешение 20 мкм, поперечное — 25 мкм, центральная длина волны 0,95 мкм (рис. 1).
В процессе эксперимента осуществляли прижизненное ОКТ-исследование кожи внутренней поверхности нижней трети предплечья здорового добровольца (женщина 51 года, член исследовательской группы, подписавшая добровольное письменное согласие) в трех идентичных зонах, границы которых были зафиксированы путем нанесения меток (раствор Кастеллани). ОКТ-изображения фиксировались до и в процессе нанесения на кожу одного из трех топических противовоспалительных препаратов в течение 90 дней.
На кожу первой зоны ежедневно наносили галогенизированное топическое ГКС из группы сильных, на кожу второй зоны — галогенизированное топическое ГКС из группы очень сильных, на кожу третьей зоны — топический противовоспалительный некортикостероидный препарат. Препараты наносили раз в день очень тонким слоем.
Исследование проводили ежедневно до нанесения препаратов с целью исключения их иммерсионного эффекта.
Визуальную оценку ОКТ-изображений проводили с использованием понятий: высота, яркость оптической палитры, отражающей интенсивность сигнала, контраст и характеристика границ слоев изображения, глубина полезного сигнала.
Использовали программное обеспечение, разработанное в лаборатории биофотоники ИПФ РАН (Нижний Новгород), позволяющее фиксировать и сохранять полученные ОКТ-изображения, производить их математическую обработку и анализ.
Результаты исследования и их обсуждение
Известно, что ОКТ-изображение здоровой кожи любой анатомической принадлежности включает 5 горизонтально ориентированных слоев: 1-й слой — поверхностный, соответствует верхней части рогового слоя с рыхлым расположением чешуек, характеризуется интенсивным сигналом; 2-й слой соответствует нижнему отделу рогового слоя с плотным расположением чешуек, однородный, характеризуется низкоинтенсивным сигналом; 3-й — соответствует надсосочковой зоне клеточных слоев эпидермиса, однородный, характеризуется интенсивным сигналом, 4-й — соответствует зоне взаимного проникновения эпидермальных выростов и сосочков дермы, неоднородный, характеризуется менее интенсивным сигналом; 5-й — соответствует верхней части сетчатого слоя дермы с сосудами, характеризуется сигналом слабой интенсивности (рис. 2).
ОКТ-признаками атрофии кожи являются: уменьшение суммарной высоты 1-го и 2-го слоев, свидетельствующее об истончении рогового слоя, уменьшение высоты 3-го и 4-го слоев с исчезновением периодической неоднородности последнего, свидетельствующее об уменьшении толщины мальпигиева слоя эпидермиса, выраженности эпидермальных выростов и сглаженности зоны дермоэпидермального соединения, а также увеличение интенсивности сигнала в пределах 5-го слоя, свидетельствующее о склеротических изменениях в дерме [4].
В результате наблюдения за состоянием кожи в трех зонах клинические изменения кожи в виде повышенной сухости, уменьшения тургора, складчатости по типу «смятой папиросной бумаги», некоторого западения по сравнению с окружающим уровнем, которые могли расцениваться как начальные клинические проявления атрофии, были зафиксированы только в зоне нанесения очень сильного ГКС. Признаки повышенной сухости появились на 6-й неделе эксперимента, уменьшение тургора и складчатость по типу «смятой папиросной бумаги» — на 8 – 9-й неделе, западение в зоне по сравнению с уровнем окружающей кожи — на 11-й неделе нанесения очень сильного ГКС.
В зонах нанесения сильного ГКС и некортикостероидного противовоспалительного средства на протяжении всего эксперимента клинических изменений кожи не отмечалось.
Проведенные исследования позволили зафиксировать уменьшение толщины рогового слоя на 5-й неделе эксперимента в зоне нанесения очень сильного ГКС, о чем свидетельствовало уменьшение суммарной высоты 1-го и 2-го ОКТ-слоев (рис. 3, табл.).
На 12-й неделе эксперимента констатировали дальнейшее истончение рогового слоя в зоне нанесения очень сильного ГКС и незначительное истончение рогового слоя в зоне нанесения сильного ГКС (рис. 3, табл.). При этом истончение рогового слоя в зоне нанесения очень сильного ГКС было настолько выраженным, что роговой слой практически не визуализировался на ОКТизображении и измерение его толщины было невозможным.
Измерения, проведенные на 12-й неделе эксперимента, выявляли также уменьшение толщины надсосочковой части клеточных слоев эпидермиса по сравнению с исходными данными, что выражалось в уменьшении толщины 3-го ОКТ-слоя, более выраженное в зоне нанесения очень сильного ГКС и в меньшей степени — в зоне нанесения сильного ГКС (рис. 3, табл.).
Кроме того, на 12-й неделе эксперимента в зоне нанесения очень сильного ГКС были зафиксировано уменьшение выраженности эпидермальных выростов на ОКТ-изображении, о чем свидетельствовало визуальное уменьшение высоты 4-го слоя и выраженности его периодической неоднородности.
В зоне нанесения некортикостероидного противовоспалительного средства исследования не выявили качественных и количественных ОКТ-признаков атрофии.
Клинические изменения кожи в зоне нанесения очень сильного ГКС полностью регрессировали в течение трех недель после прекращения эксперимента. ОКТ-изменения перестали регистрироваться спустя три недели после прекращения нанесения сильного ГКС и через 6 недель после прекращения нанесения очень сильного ГКС.
Таким образом, проведенное исследование позволило прижизненно выявить истончение рогового и мальпигиева слоев эпидермиса в зонах длительного нанесения сильного и очень сильного топического ГКС при отсутствии клинических изменений кожи.
Обнаруженные изменения с большой вероятностью могут свидетельствовать о подавлении пролиферативной активности кератиноцитов в зонах нанесения препаратов, что может расцениваться как начальные проявления атрофии кожи, развивающейся в качестве осложнения при длительном использовании топических ГКС.
Признаки угнетения пролиферативной активности кератиноцитов были зафиксированы на ОКТизображениях в более поздние сроки и были менее выраженными в зоне нанесения сильного ГКС, чем в зоне нанесения очень сильного ГКС, что объективно подтверждает менее выраженную способность сильных ГКС подавлять пролиферацию клеток эпидермиса.
Исследования не выявили изменений толщины рогового и мальпигиева слоев эпидермиса в зоне нанесения некортикостероидного противовоспалительного средства, что объективно подтверждает отсутствие у данного препарата антипролиферативного эффекта.
Заключение
Результаты эксперимента свидетельствуют, что метод ОКТ способен решить задачу прижизненной диагностики доклинических морфологических признаков атрофии кожи и может быть предложен для прижизненного мониторинга морфологического состояния кожи в процессе применения локальных ГКС с целью индивидуализации терапии в зависимости от персональных особенностей кожи больных, а именно: выбора адекватного по силе препарата и оптимального срока его использования для предотвращения атрофических изменений и нарушения барьерных функций эпидермиса.
Литература
1. Современная наружная и физиотерапия дерматозов / Под ред. Н. Г. Короткого. — М., 2007.
2. Optical Coherence Tomography / Eds. W. Drexler, J. G. Fujimoto. — Berlin: Springer, 2009.
3. Петрова Г. А., Дерпалюк Е. Н., Гладкова Н. Д. и др. Оптическая когерентная томография — эффективный метод прижизненного исследования структуры кожи в норме и при патологических состояниях // Эксперим. и клин. дерматокосметология. — 2005. — № 2. — С. 8 – 16.
4. Петрова Г. А., Дерпалюк Е. Н., Гладкова Н. Д. и др. Возможности оптической когерентной томографии в прижизненной дифференциальной диагностике дерматозов // Эксперим. и клин. дерматокосметол. — 2005. — № 5. — С. 11 – 15.
5. Дерпалюк Е. Н., Петрова Г. А., Гладкова Н. Д. и др. Возможности оптической когерентной томографии в прижизненной диагностике базалиомы (часть 1) // Эксперим. и клин. дерматокосметология. — 2006. — № 4. — С. 2 – 7.
6. Петрова Г. А., Шливко И. Л., Зорькина М. В. и др. Прижизненный ОКТ-мониторинг морфологических изменений кожи как контроль эффективности лечения дерматозов // Клин. дерматол. и венерол. — 2008. — № 1. — С. 36 – 39.
7. Gladkova N. D., Petrova G. A., Nikulin N. K. et al. In vivo optical coherence tomography imaging of human skin: norm and pathology // Skin Res. Technol. — 2000. — Vol. 6, № 1. — P. 6 – 16.
