Фото: Росатом
Разве излучение не вызывает рак? Самое важное о ядерной медицине
Каждый, кому хотя бы раз приходилось делать компьютерную томографию при обследовании, уже сталкивался с ядерной медициной. Эта область совмещает в себе разработки в области клинической медицины, молекулярной биологии, фармакологии, ядерной физики и даже органической химии. Конвергенция этих дисциплин позволяет использовать ионизирующее излучение в процессе диагностики и лечения онкологических болезней, заболеваний сердца, щитовидной железы, неврологических проблем. Кроме этого, радиация помогает при операциях на головном мозге.
Ядерная медицина улучшила процесс диагностики заболеваний новыми практиками и технологиями. Один из новых методов — позитронно-эмиссионная томография, или ПЭТ. Пациенту вводится специальный радиофармпрепарат, в составе которого — радиоизотопы, излучающие античастицы электрона. Самый распространенный из них — 18F-ФДГ. По строению он похож на обычную глюкозу и безвреден для человека. Затем тело сканируют и получают изображение. На нем клетки опухоли подсвечены яркими пятнами, так как они поглощают больше препарата. Процедура позволяет сделать выводы о размерах опухоли и стадии заболевания, локализации и скорости распространения очагов. Таким образом ускоряется процесс выработки индивидуального лечения.
Кроме позитронно-эмиссионной томографии, для диагностики используются компьютерная томография, магнитно-резонансная томография, однофотонная эмиссионная компьютерная томография. Помимо радиоизотопных методов диагностики ядерная медицина используется в исследованиях без радионуклидов, то есть без введения в организм человека радиофармпрепаратов, накапливающихся в той или иной области. Например при компьютерной томографии или магнитно-резонансной томографии. При проведении МРТ используется метод ядерного магнитного резонанса. Ядра атомов водорода в теле человека способны генерировать сигналы при внешнем воздействии на них специальными радиочастотными импульсами. Эти сигналы похожи на эхо, с помощью которого формируется изображение внутренних органов в разных плоскостях. Специалисты расшифровывают снимки и делают выводы о состоянии здоровья пациента. Магнитно-резонансная томография считается одним из наиболее эффективных и безопасных методов выявления серьезных заболеваний на ранних бессимптомных стадиях.
Ядерные технологии применяют и для лечения заболеваний. Врачи используют прицельное адресное лучевое воздействие на раковые клетки и пораженные органы, минимизируя ущерб для здоровых тканей. Это позволяет облегчить последствия от процедуры для организма и общего самочувствия пациента и одновременно воздействовать на все очаги. Один из самых эффективных и безопасных способов лечения рака — дистанционная лучевая терапия. В этом случае доза излучения доставляется бесконтактно, с небольшого расстояния. Так врачам удается добраться до самых глубоких опухолей, окруженных здоровыми тканями. При контактной лучевой терапии источник излучения воздействует на пораженный орган через прямой контакт с ним.
С помощью ядерных технологий производятся радиофармацевтические препараты, которые используются как при диагностике, так и в лечении. При терапии их задача — доставить конкретную дозу радиации напрямую к опухоли или метастазам. Радионуклиды производят ионизирующее излучение, убивающее раковые клетки. Их ДНК повреждается, что приводит к сокращению ракового очага. Специальные составы, вводимые пациенту, накапливаются в очаге распространения клеток, разрушая их. Например, таргетная радионуклидная терапия требует введения радиофармпрепаратов под кожу или его поглощения пациентом, чтобы по кровотоку добраться до пораженных клеток.
Как лечит рак ядерная медицина. Источник: Росатом
По сравнению с хирургическими методами лечения рака, ядерная медицина более эффективна. Ее методы позволяют врачам избавляться даже от мельчайших метастазов и единичных клеток в организме человека.
В теории ясно, а как на практике?
Первое отделение лучевой терапии открылось в 1903 году в Институте имени Морозовых. Сейчас это Московский научно-исследовательский онкологический институт им. П.А. Герцена. Первая в мире научно-исследовательская рентгенорадиологическая клиника появилась в Петрограде в 1918 году. Сейчас это Российский научный центр радиологии и хирургических технологий им. академика A. M. Гранова. Его основатель, Михаил Неменов, был одним первых в мире радиологов.
Еще в советские времена в стране работали 650 лабораторий радионуклидной диагностики, позволяющие проводить полтора миллиона исследований в год. Специалисты советских научных и промышленных предприятий выпускали 38 радиофармацевтических препаратов, использовавшихся в медицинских и промышленных целях.
Ежегодно в мире проводится более 50 миллионов процедур с использованием методов ядерной медицины. Как следствие, растет потребность в радиоизотопах как основе для радиофармпрепаратов и источников излучения в ядерной медицине — каждый год на 10-15%. Количество больниц и исследовательских центров, использующих радиоизотопы для диагностики и лечения заболеваний превышает 10 тысяч учреждений по всему миру. По данным компании «Атомэнергопром», мировой рынок ядерной медицины в 2019 году оценивается в 13,2 млрд долларов. Российская доля в процессе выработки радиоизотопов в мире составляет 25-40%
Росатом занимается производством радиоизотопов, изготовлением радиофармпрепаратов, а также выпуском радиоизотопных генераторов. Так, компания производит и поставляет более 20 видов радионуклидов медицинского назначения, в том числе — на зарубежные рынки. Интегратор изотопного бизнеса компании Росатом «В/О Изотоп» сотрудничает с сотней зарубежных компаний в 50 странах по всему миру. В его ведении — оборот не только изотопной продукции, но и радиационной техники, а также медицинского и промышленного оборудования.
Самый распространенный изотоп — технеций-99 m. Его получают в результате распада изотопа молибден-99. Технеций-99 m используется в четырех из пяти случаев радиоизотопной диагностики заболеваний. Это более 30 миллионов процедур не только в области онкологии, но и в кардиологии и неврологии. Росатом обеспечивает до 10% мировых потребностей молибдена-99. Также, в структуру компании входят два из трех мировых центров производства нишевого заменителя изотопа йод-131 — цезия-131. Его преимущества — быстрое действие, короткие сроки реабилитации пациентов, низкие риски осложнений после процедуры.
Уникальный изотоп — калифорний-252 — не только самый дорогой металл в мире, но и источник нейтронов для лучевой терапии раковых опухолей. Его производят всего в двух исследовательских центрах в мире, один из которых — НИИ атомных реакторов в Димитровграде.
Следующие шаги развития радиационной медицины в России
Помимо упомянутых направлений, Росатом занимается разработкой новых образцов медицинской техники — ОФЭКТ-аппаратов гамма-терапевтических аппаратов и комплексов лучевой терапии на базе ускорителя электронов. В конце прошлого года входящий в структуру компании Научно-исследовательский институт технической физики и автоматизации завершил работу над линейным ускорителем для лучевой терапии. Эта радиотерапевтическая установка получила название «Оникс» и стала итогом трехлетней работы российских ученых. Ожидается, что к концу 2021 года «Оникс» появится в отделениях лучевой терапии. Дополнительно ведется работа над инфраструктурой для обслуживания установки, куда войдет сервисная служба для обучения и сертификации врачей для работы с комплексом и удаленная круглосуточная поддержка программного обеспечения.
Радиотерапевтическая установка «Оникс». Фото: Росатом
Институт занимается разработкой нового поколения еще одного аппарата — гамма-терапевтического комплекса «АГАТ», применяемого для контактной лучевой терапии на базе радионуклидных источников кобальт-60 и иридий-192.
В перспективе отечественных разработок — линейные ядерные ускорители, необходимые для высокоточной лучевой терапии, контролируемой трехмерными изображениями облучаемой зоны. Уникальность таких аппаратов в том, что они могут помочь даже тогда, когда оперативное или химиотерапевтическое лечение невозможно.
В ближайшее время под контролем Росатома планируется строительство специального комплекса в Обнинске — завода по производству радиофармпрепаратов. Этот атомград выбран не случайно: там находятся одни из ведущих институтов по производству радиоизотопов и радиофармпрепаратов — НИИ им. Л. Я. Карпова и ФЭИ им. А. И. Лейпунского.
«Мы видим, что мы лечим, мы лечим, что мы видим»
В отделении радионуклидной терапии Медицинского радиологического научного центра им. А.Ф. Цыба в городе Обнинск лечение получают 70–90 человек в неделю. Здесь же потребляется больше половины терапевтических радиофармацевтических лекарственных препаратов, производимых в России.
Заведующий отделением радионуклидной терапии, доктор медицинских наук Валерий Крылов рассказывает, что проект Росатома по строительству завода по производству радиофармпрепаратов станет решением множества проблем в отрасли.
Валерий Крылов. Фото: Росатом
«Ядерная медицина — возможность увидеть, как работают клетки с точки зрения их функций. Радионуклидная диагностика, основанная на получении функциональных молекулярных изображений, позволяет наблюдать биологические процессы. Важно видеть их на той стадии, которая еще не привела к появлению масштабной опухоли. В небольшом количестве опухолевые клетки еще не создали такого количества измененной ткани, чтобы это можно было увидеть в рентгеновском изображении. Оно не позволит понять, сколько в ткани опухолевых клеток, а сколько — здоровых.
Современная диагностика с помощью ядерной медицины — это всегда как функциональное видение биологического процесса, так и его структурное видение. То есть как в телевизоре — есть изображение, есть звук. Именно тогда складывается самая полная картина заболевания. Радионуклидная диагностика позволяет наблюдать за процессами на ранней стадии и во время лечения. В динамике крайне важно отслеживать, сколько клеток убито, насколько изменилось количество раковой ткани.
Ядерная медицина — это ярчайший пример тераностики — соединения диагностики и терапии с помощью одних и тех же инструментов. Прежде чем нанести удар по опухолевым тканям, нужно точно выяснить, какой идет метаболический процесс, идет ли он там вообще. Лозунг ядерной медицины и тераностики: „Мы видим, что мы лечим, мы лечим, что мы видим“ . В других областях медицины вот такого высокоточного распознавания и эффективного воздействия пока нет».
Еще больше об атомной промышленности на www.atom75.ru
Это тоже интересно:
