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 позитрон-излучающих 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 позитрон-излучающих 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 ПЭТ-центров 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 ПЭТ-центров 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 гамма-излучающих 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 (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.

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), йода-123 (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