«Атомэкспо-2022»: ядерные технологии в медицине

В 1901 году французы Анри-Александр Данло и Эжен Блох, врач и физик соответственно, впервые применили радий для лечения кожного туберкулеза. В 1913 году венгерский ученый Дьердь де Хевеши предложил использовать в биологических исследованиях метод меченых атомов. Он обнаружил, что если поливать растения солями свинца с радиоактивной меткой, то можно изучать движение атомов по корням и листьям. Его статья «Поглощение и транслокация свинца растениями» в 1923 году открыла новую эру в биологии и медицине.

В дальнейших экспериментах с изотопными метками де Хевеши с помощью радиоактивного фосфора смог измерить не только объем этого вещества, накопленного в костях и зубах, но и скорость роста раковой опухоли в крысе и зафиксировать остановку этого роста при радиоактивном облучении. В 1943 году ученый получил Нобелевскую премию по химии.

Первый сканер для радионуклидной диагностики появился в 1951 году. Его создала команда американских исследователей во главе с биофизиком Бенедиктом Кассеном. Более 20 лет этот аппарат был главным инструментом в ядерной медицине. Затем стали появляться усовершенствованные модели.

Ядерные технологии позволяют врачам максимально точно видеть изменения в теле человека, в костях, органах и тканях, а затем меткими снайперскими выстрелами уничтожать опасные клетки внутри организма. Такая терапия существует на стыке физики, химии и клинической медицины. Она основана на диагностике и лечении с помощью радиоактивных изотопов.

Искусственные изотопы создают в ядерных реакторах и на циклотронах — ускорителях частиц, в которых по траектории спирали происходит многократное ускорение пучка заряженных протонов. Основные профильные отечественные предприятия были построены в 50-60-е годы прошлого века. Сегодня производство изотопов — прибыльная отрасль российской экономики. Ежегодно их экспорт приносит миллионы долларов.

Для медицинских целей выбирают изотопы с низкой радиотоксичностью, подходящим типом радиоактивного излучения, энергией и периодом полураспада — от нескольких минут до нескольких часов и дней. Даже при малых дозах радиации нужно, чтобы изотопы наносили минимальный урон здоровью и быстро распадались в организме. Абсолютно безвредных не существует. В терапии обычно используют радиоактивные кобальт, фосфор, йод и золото.

Как используют?

Один из главных результатов сотрудничества медицины и ядерной физики — радиофармпрепараты. Это радионуклиды, соединенные с нужными биологическими молекулами. Они целенаправленно воздействуют только на пораженные клетки без ущерба для здоровых тканей. Таким образом, опухоль убивают изнутри.

Радиофармпрепараты — это лекарства, содержащие небольшое количество радиоактивных изотопов, используемые для диагностики и лечения заболеваний Фото: © S. Slavchev / International Atomic Energy Agency (IAEA)

Кроме того, ядерные технологии применяют в диагностике. В кровь пациента вводится радиоактивное вещество. После этого его обследуют в компьютерном томографе. Так, можно подробно изучить структуру органов: их контуры, патологические новообразования, признаки воспаления и инородные тела. Этот метод позволяет выявлять заболевания на самых ранних стадиях развития. 

Активно работать с радиоактивными изотопами в отечественной медицине начали в 1980-х годах. Впервые их стали применять в Институте медицинской радиологии СССР (нынешний Медицинский радиологический научный центр в Обнинске). 

Предполагалось, что в каждом онкодиспансере страны будут специальные блоки для лечения пациентов радионуклидами, однако в 1986 году произошла чернобыльская авария, которая перечеркнула эти планы.

Новый виток развития ядерной медицины случился в 2009 году, когда в России смягчили нормы радиационной безопасности. Сейчас наша страна входит в пятерку крупнейших производителей сырьевых медицинских изотопов в мире. Например, компания «Росатом» поставляет изотопы собственного производства в 50 стран мира.

Отечественные ученые создают новые радиофармпрепараты. Один из последних — «Лютеция-177-PSMA». Ее используют для лечения больных раком предстательной железы. Лекарство эффективно для пациентов, плохо переносящих гормональную терапию.

«Препарат именно российского производства впервые начали применять в нашей стране в мае 2021 года. Качество сырья для производства этого препарата потрясающее, ничем не уступает зарубежным аналогам», — заявил руководитель Центра инновационных радиологических и регенеративных технологий Национального медицинского исследовательского центра радиологии Минздрава РФ Петр Шегай.

Помимо этого, в России внедряют в клиническую практику радиофармпрепараты на основе актиния-225. Их используют для лечения неоперабельного рака предстательной железы, когда «Лютеция» не работает.

«Кроме того, российские радиофармпрепараты применяются в уникальных процедурах лечения рака печени. Например, порядка двух лет назад была проведена первая процедура, когда мы использовали микроисточники натрия. С помощью эндоваскулярной хирургии (сосудистая хирургия с применением специального оборудования под ренгтгеновским контролем. — Прим. ред.) мы подводим эти источники непосредственно в центр опухоли и облучаем ее изнутри. 

Это дает колоссальное преимущество пациентам, страдающим раком печени либо метастатическими поражениями печени

У нас есть случай, когда пациент, которому прогнозировали продолжение жизни не более трех месяцев, живет до сих пор, работает, и качество жизни у него не упало», — рассказал Петр Шегай.

Новые возможности

Сегодня в России производят радиофрампрепараты для диагностики и терапии заболеваний щитовидной железы, сердечно-сосудистой и мочеполовой систем, желудочно-кишечного тракта. Однако потребности врачей и пациентов гораздо шире, поэтому в Обнинске сейчас строят крупнейший в Европе завод по производству радиофармпрепаратов. Ожидается, что уже в 2025 году он будет выпускать лекарства для терапии нейроэндокринных опухолей, опухолей предстательной и молочной желез, онкологических заболеваний легких, почек, миелоидных заболеваний, лимфомы и других болезней, перед которыми медицина пока бессильна.

Радиоактивные изотопы йода 131 (I-131), используемые для лечения гипертиреоза Фото: © pang_oasis / Shutterstock

«Неэнергетическое применение мирного атома близко каждому человеку, это касается нас и наших близких. Нас долго критиковали за то, что мы никак не приступим к этому проекту, но сейчас строительство завода началось. Если до последнего времени мы поставляли в основном сырье, то сейчас понимаем:

Мы готовы обеспечить полный суверенитет России по всем имеющимся видам радиофармпрепаратов, которые есть в Европе, США и других развитых странах.

Кроме того, мы можем предложить отечественному здравоохранению абсолютно реальные рыночные цены и даже чуть ниже», — подчеркнул генеральный директор «Русатом Хэлскеа» Игорь Обрубов.

По словам Обрубова, в последнее время в стране активно разрабатывают тяжелую медицинскую технику. Есть уже примерно 15 видов специализированного оборудования.

В ближайшие годы в России планируют реализовать советскую задумку и открыть в регионах медицинские центры с отделениями радионуклидной диагностики и терапии. Так, ядерную медицину хотят сделать доступной не только для тех, кто живет в крупных городах, но и для жителей провинции.

В планах и ядерные аптеки, которые относились бы к определенным медицинским учреждениям. Предполагается, что в них будут готовить радиофармпрепараты для пациентов этих учреждений.

Сегодня ядерная медицина активно развивается — свыше 50 % нарабатываемых в мире радиоизотопов используются именно в медицинских целях.