Ядерная медицина Искаков Б.А., Каликулов О.А.

Ядерная медицина
Искаков Б.А., Каликулов О.А.
Современные методы радиоизотопной диагностики подразделяют на ин виво и ин витро
методы. Ин виво методы основаны на введении человеку радиофармацевтических
препаратов (РФП), а также определении в организме естественных радионуклидов. Эти
методы позволяют обеспечить неинвазивное исследование структуры и функции
практически всех органов и систем человека с высокой точностью и достоверностью при
малой лучевой нагрузке на пациента и персонал. Получение диагностической информации
обеспечивается путем введения человеку органотропных РФП, содержащих в своем
составе гамма- или позитрон-излучающие радионуклиды, с последующей регистрацией
излучения с помощью радиодиагностических приборов (сканеров, гамма-камер,
эмиссионных томографов). Ин витро – радиоиммунологические методы используются для
определения содержания биологически активных веществ, таких как гормоны, ферменты,
опухолевые антигены, лекарства и др., в образцах биологического материала (плазме,
сыворотке крови, моче и т.п.). С помощью ин витро анализа стало возможным также
оценить
физиологические
свойства
биологической
жидкости
(например,
иммунореактивность и биологическую активность), скорость выведения из организма
различных лекарственных препаратов, что имеет большое значение как для ранней
диагностики заболеваний (в том числе онкологических), так и для мониторинга
эффективности проведенного лечения, течения и прогноза.
В промышленно развитых странах в 80-е годы количество радионуклидных исследований
каждые 3–5 лет удваивалось и составило около 10 на 1000 населения. Несмотря на
интенсивное развитие в последние годы других методов инструментальной диагностики,
этот уровень в 90-е годы не снизился. Это обусловлено тем, что радиоизотопная
диагностика, являясь прежде всего функциональным и биохимическим тестом, позволяет
выявлять многие заболевания в начальных стадиях, когда другие методы недостаточно
информативны. Сегодня радионуклидные методы исследования широко используются в
различных областях научной и практической медицины, в том числе в онкологии,
кардиологии,
гепатологии,
уронефрологии,
эндокринологии,
неврологии
и
нейрохирургии, педиатрии, гематологии и др.
Развитие ядерной медицины неразрывно связано с разработкой новых эффективных РФП
и совершенствованием радиодиагностической аппаратуры. Так, последние два
десятилетия были ознаменованы использованием новейших технологий. Прежде всего,
это ротационные многодетекторные гамма-камеры, сочетающие регистрацию позитронизлучающих изотопов с трансмиссионной томографией и коррекцией поглощения.
Современные эмиссионные томографы, совмещенные с рентгеновскими компьютерными
томографами, решают проблему пространственной ориентации, особенно при мелкоочаговых и метастатических поражениях. Прогресс радионуклидной диагностики также
обусловлен разработкой и применением РФП на основе ультракороткоживущих позитронизлучающих радионуклидов, а также новых РФП для однофотонной компьютерной
томографии на основе моноклональных антител и их фрагментов, рецептор-связывающих
соединений. Наибольшее применение эти препараты получили в диагностике
онкологических, сердечно-сосудистых и нервно-психических заболеваний.
Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) является одним из наиболее перспективных
направлений ядерной медицины. ПЭТ позволяет использовать в качестве метки так
называемые биогенные ультракороткоживущие радионуклиды (углерод-11, азот-13,
кислород-15, фтор-18). Это дает возможность прижизненно изучать биохимические
процессы в организме, в том числе метаболизм глюкозы, с помощью меченой
фтордезоксиглюкозы, содержание которой повышается в злокачественных опухолях.
Использование ПЭТ получило наибольшее распространение в онкологии, кардиологии и
неврологии. Сейчас в мире насчитывается несколько тысяч ПЭТ-центров, причем в
наиболее экономически развитых странах (Германия, США, Япония) количество ПЭТцентров измеряется сотнями. В России центры позитронно-эмиссионной томографии
(ПЭТ) имеются лишь в Москве – 2, Санкт-Петербурге – 2, Челябинске – 1, а потребности в
них составляют не менее одного на полтора миллиона населения. Еще несколько ПЭТцентров в различных регионах России находятся на этапе проектирования, строительства
или запуска в эксплуатацию.
В настоящее время уровень развития ядерной медицины в России заметно уступает
экономически развитым странам. Так, по количеству проводимых ядерно-медицинских
процедур на 1 тысячу населения Россия отстает от экономически развитых стран:
Канада – 65, Германия – 34, США – 32, Чехия – 28, Нидерланды – 16, Дания – 15,
Болгария – 15, Япония – 12, Россия – 7. Имеется существенное отставание в ассортименте
отечественных радиофармпрепаратов и оснащенности лабораторий ядерной медицины
современной радиологической аппаратурой. В числе основных факторов, сдерживающих
развитие в России методов диагностической ядерной медицины, – отсутствие
необходимого количества диагностической аппаратуры, которая отечественными
предприятиями не выпускается. В стране имеется всего один (!) опытный образец
отечественного гамма-томографа (в КБ № 83 ФМБА). Из 300 лабораторий
радионуклидной диагностики современными томографическими гамма-камерами
оснащено не более 20%. Парк гамма-томографов составляет менее 200 единиц при
требуемом количестве 800 единиц и характеризуется высокой степенью изношенности
(80% аппаратов эксплуатируются более 10 лет).
Уровень научных исследований в области ядерной медицины, прежде всего, определяется
номенклатурой диагностических и терапевтических препаратов, доступных для
клинических исследований, а также состоянием разработки новых эффективных РФП.
Существующая номенклатура отечественных РФП в основном создана в советское время.
Радиофармацевтическое, аппаратурное, физико-математическое обеспечение современной
отечественной ядерной медицины отстает от развитых стран не менее чем на 20–30 лет.
Развитие ядерной медицины в России, расширение выпуска и внедрение в клиническую
практику новых перспективных РФП сдерживается многолетним недофинансированием
этой высокотехнологичной области медицины, технологической отсталостью
производства РФП, невозможностью широкого использования ультракороткоживущих
радионуклидов, отсутствием системы подготовки специалистов в области
радиофармацевтики.
В радионуклидной диагностике в части рутинных технологий однофотонной эмиссионной
томографии (ОФЭКТ) и частично ПЭТ Россия имеет в распоряжении РФП отечественного
производства. В России используется около 20 радиофармпрепаратов на основе гаммаизлучающих радионуклидов51Cr,67Ga,99mTc, 111In, 123I, 199Tl, 201Tlи др. В то же время в
экономически развитых странах применяется более 100 РФП, а в стадии доклинических и
поисковых исследований находятся еще свыше 40. Для позитронно-эмиссионной
томографии в России используются семь РФП, в то время как в мире их используется
более 50, а на стадии доклинических и поисковых исследований – еще свыше 30.
Радионуклидная терапия
Радионуклидная терапия (РНТ) – раздел ядерной медицины, представляющий особую
разновидность лучевой терапии. Ее особенность состоит в том, что лучевое воздействие
осуществляется не за счет внешнего облучения, как при традиционной дистанционной
лучевой терапии, а путем введения непосредственно в организм пациента лечебного
радиофармацевтического препарата, содержащего радионуклид. Лучевое воздействие
реализуется непосредственно в зонах накопления РФП за счет испускаемых
радионуклидами бета- или альфа-частиц. Для терапии используются различные пути
введения РФП: пероральный, внутривенный, внутриполостной или внутритканевой.
Главным преимуществом РНТ является возможность селективного воздействия РФП на
патологические очаги за счет органоспецифичности или биохимической тропности.
Вторым важным преимуществом является то, что при однократном системном
(пероральном или внутривенном) введении РФП удается одномоментно воздействовать
сразу на все патологические очаги. При локальных введениях РФП, например,
внутрисуставных, внутриполостных введениях радиоколлоидов или радиоактивных
микросфер, за счет распределения введенного раствора удается достичь очень
прицельного близкофокусного (в миллиметровом диапазоне) облучения сложных по своей
конфигурации поверхностей с достижением высоких поглощенных доз (до нескольких
сотен Гр).
Многие виды РНТ по своей сути являются таргетной лучевой терапией, поскольку
основаны на органотропной или опухолетропной специфичности. Фактически можно
говорить о «молекулярной лучевой терапии», так как прицельная реализация эффекта
находится на уровне молекулярного транспорта. К органотропным препаратам относится
радиоактивный йод (I-131), применяемый при раке щитовидной железы (РЩЖ) и при
тиреотоксикозе. Точность доставки радиоактивного йода внутрь клеток щитовидной
железы обусловлена уникальным природным механизмом – Na-I-симпортером.
Моноклональные антитела, меченые бета- или альфа-излучатели, тропные к опухолевым
клеткам, также являются примером прицельного лучевого воздействия на клетки-мишени.
Такая высокая точность и специфичность позволяет формировать в очагах очень высокие
поглощенные дозы (до нескольких сотен Гр) при минимальном повреждении
окружающих тканей. Менее специфичным является очаговое накопление лечебных
остеотропных РФП, применяемых для паллиативной терапии больных с метастазами в
кости и болевым синдромом. Фиксация этих препаратов в костной ткани осуществляется
за счет тропности к патологически усиленному минеральному обмену, характерному для
метастатических очагов, где преобладают остеобластические процессы.
Наиболее ярко преимущество высокой тропности и специфичности проявляется при
радиойодтерапии (РЙТ), где ее возможности можно считать уникальными. Так, РЙТ
является безальтернативным методомлечения дифференцированного рака щитовидной
железы с отдаленными метастазами, и даже при метастазировании в легкие можно
достичь полной ремиссии заболевания. Именно прицельность воздействия
радиоактивного йода исключительно на клетки щитовидной железы лежит в основе РЙТ и
определяет ее уникальную эффективность. Эта же технологияиспользуется и при
тиреотоксикозе, где РЙТ является наиболее эффективным и безопасным видом
лечения.На сегодняшний день РЙТ – самый широко распространенный в мире метод РНТ,
на долю которого приходится свыше 70% всех лечебных процедур, связанных с
применением терапевтических РФП.
РНТ с успехом применяется для паллиативного лечения больных, имеющих
множественные метастазы в кости. Методзаключается во внутривенном введении
больным остеотропных лечебных РФП, которые накапливаются в костных метастазах и
воздействуют на них своим бета-излучением.
Радионуклиды нашли свое применение и при лечении неонкологических заболеваний.
Так, например, при стойких синовитах у больных тяжелыми формами ревматических
заболеваний, а также при гемофилических артропатиях используется радиосиновэктомия
в качестве метода выбора. Лечение заключается вовведении непосредственно в
пораженный сустав коллоидного раствора РФП, что позволяет достичь стойкого, а часто и
пожизненного подавления суставного синовита, когда воспаленная синовиальная
оболочка под действием локального облучения превращается в неактивную ткань.
В последние годы разработаны и начали успешно применяться такие методы РНТ, как
радиоиммунотерапия, которая проводится с использованием моноклональных антител,
связанных с131I, 90Y, 111In. Терапия нейроэндокринных опухолей, имеющих рецепторы к
соматостатину, также плохо поддающихся лечению иными методами, проводится с
использованием синтезированных аналогов соматостатина, связанных с 90Yи 111In.
Технология эмболизации опухолевых сосудов радионуклидными препаратами
применяется для лечения злокачественных опухолей печени и при ее метастатическом
поражении.
Перспективы радионуклидной диагностики и терапии связаны с разработкой новых
высокоспецифичных препаратов на основе меченых пептидов и моноклональных антител.
В планы разработчиков новых отечественных радиофармпрепаратов входят:
диагностические препараты для ПЭТ: генератор 68Ge/68Gaи препараты на основе галлия-68
(золедронат, альфа-фетопротеин), на основе 18F(тирозин, глутаминовая кислота);
диагностические РФП на основе гамма-излучающих радионуклидов: технеция-99м
(наноколлоид, альфа-фетопротеин, циклопрофсацин), индия-111 (111In-реоксинд), йода123 (123I-метиленовый синий); для радионуклидной терапии: генератор90Sr/90Y, препараты
для синовэктомии на основе 188Re, 153Sm, 90Y, препараты на основе188Re(ОЭДФ,
золедронат, коллоид, перренат), 90Y(177Lu)-пептиды, генератор 225Ac/213Bi.
Для решения задач по разработке и организации производства радиофармпрепаратов для
диагностики и лечения Обнинск является уникальным городом. Здесь находятся ведущие
учреждения страны, занимающиеся как производством медицинских изотопов и РФП, так
и их клиническим применением.
Литература
http://sovstrat.ru/journals/medicina-celevye-proekty/articles/st-med11-50.html