Изотопы для лечения онкологии

Изотопы для лечения онкологии

Сканирование с использованием радиоактивных изотопов является простой и наиболее широко распространенной техникой обнаружения опухолевых метастазов. В ряде случаев эта методика бывает весьма неточна, т. е. выдает большой процент некорректных результатов. Это может быть связано, с одной стороны, с недостаточной чувствительностью детектирующих методов (влияет на процент позитивных результатов в опухолевой ткани), а с другой стороны — с низкой специфичностью (влияет на процент негативных результатов в здоровой ткани).

Однако доза получаемой пациентами радиации крайне низка, методика признана безопасной и обладает хорошей воспроизводимостью результатов. Кроме того, она относительно дешева в применении.

Изотопное сканирование наиболее ярко проявляет себя в диагностике скелетных метастазов. Сканирование костной ткани в настоящее время является процедурой, которую наиболее часто проводят в большинстве сервисных клинико-диагностических лабораторий. В сканировании обычно используют фосфоросодержащие соединения, помеченные технецием.

Изотопы быстро накапливаются в костной ткани, причем уровень поглощения зависит от регионального кровоснабжения и скорости образования новых костных тканей. Так как метастазы обычно характеризуются усиленным кровоснабжением и повышенной активностью остеобластов, эти области накапливают изотопные метки более интенсивно, чем здоровые ткани. У данного правила есть и исключения. Например, множественная миелома характеризуется крайне низкой активностью остеокластов.

Так как процесс поглощения изотопов является неспецифическим процессом, множество причин могут вызвать его увеличение. Трещины и переломы ребер, артриты и деформации позвоночника при остеопорозе — все это может вызвать повышенное поглощение изотопной метки и быть ошибочно принято за наличие метастазов у больных раком. Таким образом, наличие единичной области повышенного поглощения изотопа следует интерпретировать с большой осторожностью.

Изотопное сканирование костей скелета обнаруживает многочисленные костные метастазы.
Представлены исследования больного карциномой простаты.

При обнаружении данного факта следует обследовать подозрительную область организма радиографически, а если потребуется, то и с помощью компьютерно-томографических методов. Особенно это касается обнаружения единичных областей повышенного поглощения в позвоночном столбе, так как для него характерна высокая вероятность дегенеративных заболеваний. И все же обнаружение областей повышенного накопления радиоактивной метки у онкологических больных чаще всего бывает связано с возникновением вторичных опухолей, и каждый такой случай нуждается в тщательной проверке.

При обнаружении множества очагов повышенного накопления изотопа почти с уверенностью можно говорить о распространении опухоли. В настоящее время изотопное сканирование костей считается основной диагностической процедурой в определении стадии заболеваемости и проводится у всех больных с первичной карциномой молочной железы.

При диагностике опухолей печени в сканировании используют серный коллоид, меченный 99m Тс. Метастазы детектируются как области пониженного поглощения изотопа. Изотопное сканирование печени является менее точным методом, чем КТ-сканирование, и использование этой методики в последнее время постоянно сокращается.

Для обнаружения отдаленных метастазов при колоректаль-ном раке сейчас используют сцинтиграфию — новую методику с применением следовых количеств меченных монокло-нальных антител. При раке молочной железы и злокачественной меланоме сейчас часто практикуется удаление железы Вирхова как альтернатива стандартной региональной лимфаденоктомии.

При хирургическом удалении железы Вирхова часто отпадает необходимость в чистке подмышечных лимфоузлов — например, у больных раком молочной железы эта операция с вероятностью 95% предотвращает их поражение. Данная методика требует предварительного проведения лимфосцинтиграфии для точной локализации железы и минимализации хирургического вмешательства.

В диагностике опухолей нейроэндокринной системы для точной локализации метастазов можно пометить лекарственные препараты, такие как окситоцин (аналог соматостатина), которые будут специфически связываться с соматостатиновыми рецепторами.

Источник

Изотопы для лечения онкологии

Радиоактивность является естественным свойством многих веществ, атомы которых находятся в нестабильном состоянии. Хотя атом каждого химического элемента характеризуется строго определенным количеством входящих в него протонов и электронов, количество нейтронов в атомном ядре может варьировать, так что атомный вес (определяемый как сумма входящих в ядро протонов и нейтронов) может быть различным у атомов одного и того же элемента.

Смесь таких атомов, получившие название изотопов, в определенной пропорции присутствует в любом чистом веществе (особенно в металлах типа железа, марганца или кобальта). Радиоактивное излучение является результатом распада нестабильных атомных ядер на более стабильные элементы. Каждый химический элемент характеризуется вполне определенным уровнем естественной радиоактивности.

Существует множество естественных радиоактивных материалов, которые излучают в диапазоне, способном вызывать ионизацию в живых тканях. Исторически принято подразделять все радиоактивные излучения на а-, b- и у-излучения, в зависимости от их характеристик. Альфа-частицы по сути являются ядрами атомов гелия, испускаемыми при распаде нестабильных радионуклидов.

Следует помнить, что, хотя многие характеристики радиоактивных излучений описываются исходя из волновой концепции излучения, каждое излучение одновременно является также потоком частиц. С этой точки зрения легче понять природу а- и b-излучений. Так, а-излучение представляет собой поток тяжелых положительно заряженных атомов гелия, а b-излучение является потоком отрицательно заряженных электронов с исчезающе малой массой. Гамма-лучи в отличие от предыдущих типов излучения не несут никакого заряда.

Хотя все эти три типа излучения способны вызывать ионизацию в живых тканях, наибольшее распространение в радиационной терапии получило именно у-излучение. В медицине очень широко используется нестабильный изотоп кобальта с атомным весом 60, который теряет один из нейтронов с испусканием у-излучения и превращается в стабильный изотоп с атомным весом 59.

Характеристики излучения при этой реакции очень стабильны, а количество распадов остается неизменным, так что за 5,33 года половина массы этого радиоактивного элемента переходит в стабильную форму, что определяет период полураспада для 60 Со. Знание времени полураспада того или иного элемента очень важно для планирования теоретических и клинических задач.

Читайте также:  Как использовать пчелиный подмор для лечения варикоза

Для различных элементов этот период колеблется от нескольких секунд до сотен и тысяч лет. Радий, который интенсивно использовался в медицинской практике до нахождения более подходящих элементов, имеет период полураспада в 1620 лет, т. е. такой источник излучения практически не требует замены при его использовании. Тем не менее в настоящее время в медицине все более широко применяются бета-частицы или электроны, так как характеристики этого излучения более подходят для медицинских целей.

В настоящее время происходит изучение и других атомных частиц, так как теоретически они могут оказывать интересные биологические эффекты. Речь идет о нейтронах, протонах и пи-мезонах.

Хотя с момента открытия радия супругами Кюри медики пользовались в основном радиоактивными источниками естественного происхождения, современная физика высоких энергий позволяет производить целый ряд искусственных источников и изотопов. Эти радионуклиды обычно получают путем бомбардировки в атомных реакторах природных материалов тяжелыми частицами.

Преимущество искусственных источников излучения состоит в том, что так можно получать материалы с наиболее приемлемыми для поставленных задач характеристиками у-излучения и периода полураспада.

Разработка новых диагностических методов, например радиоизотопного сканирования, и внедрение новых подходов в терапии требуют создания искусственных источников излучения с заданными свойствами. Применительно к терапии требуется создание новых типов закрытых и открытых источников. Использование закрытых источников состоит в том, что радиоактивный материал помещается в изолирующий контейнер (например, платиновые иглы с радиоактивным цезием или радием).

В этом случае возможно введение радиоактивного материала именно в те ткани, которые требуется облучить, а по прошествии заданного времени удалить его из организма.

Открытые радиоактивные источники, такие как I, вводятся в организм перорально или в виде инъекции. Они проникают в кровяное русло и аккумулируются в органе-мишени (в случае с йодом — в щитовидной железе, где радиоактивное излучение действует как на опухолевую ткань, так и на нормальные ткани железы). Понятно, что в последнем случае изотопы невозможно использовать повторно.

Открытые источники широко используются в диагностике (радиоактивный технеций — в диагностическом сканировании костей и мозга). В терапии наиболее известно применение радиоактивных изотопов йода (обычно 131 I) для лечения рака щитовидной железы. Изотоп принимается перорально, избирательно накапливается в щитовидной железе и обеспечивает «внутреннее» облучение высокой интенсивности, практически не затрагивая близлежащие органы и ткани. Менее известным примером является использование радиоактивного фосфора ( 32 Р) для облучения костного мозга при стойкой красной полицитемии или истинной полицитемии.

Терапия с использованием радионуклидов характеризуется избирательностью, эффективностью и относительно малой токсичностью, что допускает многократное использование, в том числе в качестве паллиативного лечения. Ограничения, накладываемые на эти виды терапии, связаны с необходимостью содержать пациентов в изолированных помещениях, и трудностями с хранением радиоактивных отходов. Кроме того, многие современные методы радиотерапии довольно дорогостоящи. Тем не менее в последнее время в клинической практике год от года растет количество показаний к применению открытых радиоактивных источников в лечении онкологических заболеваний.

В клинической практике выбор естественных или искусственных радиоактивных изотопов зависит от поставленной задачи. Например, при интерстициальной имплантации, когда содержащие радиоактивный материал иглы помещаются в непосредственной близости или вообще внутри опухолевой ткани, все более широко используется радиоактивный цезий вместо ранее применяемого радия.

Дело в том, что радий характеризуется очень высокой радиационной активностью (количество радиоактивных распадов в секунду), и при работе с ним требуется уделять большое внимание защите медицинского персонала, проводящего данное лечение. Радиационная активность цезия значительно ниже, поэтому затраты времени и средств на защиту от излучения при работе с ним будут также значительно ниже.

Радиоактивные изотопы также используются в источниках внешнего облучения (дистанционная лучевая терапия). Почти все крупные онкологические центры укомплектованы установками для дистанционной гамматерапии, так как множество опухолей залегает достаточно глубоко и не может быть подвергнуто облучению с использованием прямой имплантации (брахитерапии). В настоящее время в качестве внешнего источника излучения наиболее широко применяется 60Со, радиоактивный изотоп, который излучает высокоэнергетические у-лучи (с энергией порядка 1,2 МэВ), обладающие достаточной проникающей способностью, чтобы достигать глубоко залегающие опухоли.

Период полураспада кобальта-60 составляет 5,3 года, поэтому источник на его основе может работать без замены изотопа в течение 3-4 лет.

Традиционная кобальтовая пушка представляет собой цилиндрический источник 60 Со, получаемый в атомных реакторах, помещенный в защитную оболочку. С помощью простого механизма источник выдвигается в рабочее положение на требуемое для проведения лечения время, а затем вновь убирается внутрь защитного кожуха.

В настоящее время такое оборудование все чаще признается устаревшим и по возможности заменяется линейными ускорителями, которые более надежны, долговечны, относительно недороги и более просты в эксплуатации. К недостаткам кобальтового излучателя следует также отнести рассеивание радиации на границах пучка и старение изотопного источника, так как по мере снижения его радиоактивности в результате атомного распада со временем требуется увеличивать время экспозиции.

Источник

НМИЦ радиологии займется лечением костных метастазов с помощью тераностики

Национальный медицинский исследовательский центр радиологии до 1 декабря 2020 года представит Минздраву методику лечения костных метастазов с использованием тераностики. Подход предполагает одновременно диагностику и уничтожение раковых клеток с помощью радиоактивных изотопов.

НМИЦ радиологии выиграл конкурс Минздрава на разработку методики лечения онкологических заболеваний с использованием тераностики, следует из протокола на сайте госзакупок от 23 октября. Исследование стоимостью 7 млн руб. планируется завершить к 1 декабря 2020 года.

Читайте также:  Китайские таблетки для лечения миомы

В группы лечения будут включены пациенты с метастатическим поражением костей скелета, сообщил «МВ» заместитель генерального директора по науке НМИЦ радиологии Петр Шегай. Работы будут проводиться в филиале центра в Обнинске – в клиническом и экспериментальном секторе МРНЦ им. А.Ф. Цыба.

«Будет разработана методика эффективного лечения костных метастазов на основе индивидуального дозиметрического планирования радионуклидной терапии каждому пациенту», – рассказал Шегай. Он уточнил, что технология диагностики в НМИЦ основана на самом распространенном в России и мире генераторном радиоизотопе – Технеции-99м.

Терапию планируется проводить с применением разработанных в НМИЦ двух радиоактивных препаратов на базе одного из изотопов рения – 188Re.

«Благодаря российскому медицинскому сырью производство радиофармацевтических лекарственных препаратов будет стоить на порядок ниже, чем зарубежные аналоги», – отметил Шегай. Разработанные препараты на основе изотопов рения для проведения терапии в НМИЦ радиологии уже прошли первый этап клинических испытаний, добавил он.

Тераностика предполагает создание агентов, которые позволяют одновременно диагностировать раковые клетки и воздействовать на них, чтобы замедлить развитие метастазов. О планах внедрения тераностики в ядерной медицине объявляли многие научные центры в России.

Так, НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина намерен разработать препараты на основе изотопов стронций-89, радий-223 и лютеций-177 для лечения костных метастазов и диссеминированного рака предстательной железы. Как рассказали «МВ» в пресс-службе центра, их лицензирование планируется провести в начале 2021 года, когда у НМИЦ откроется новый радиологический корпус в Москве.

О создании центра ядерной медицины в Петербурге, в котором будет применяться метод тераностики, в конце 2018 года объявлял руководитель НМИЦ им. В.А. Алмазова академик Евгений Шляхто. В сентябре 2020 года правительство выделило на создание центра 3,9 млрд руб. Первых пациентов здесь планируется принять в 2024 году.

Тераностику изучают ученые и в других областях медицины. К примеру, ростовский центр «Интеллектуальные материалы» исследует воздействие на раковые клетки наночастиц, а саратовская лаборатория использовала для этого лазерное излучение. О работе с биомолекулами в онкотераностике в августе 2019 года объявлял Институт биоорганической химии РАН.

Источник

Ядерная медицина: мирный атом

Поделиться:

Прежде успешность диагностики зависела от чутких пальцев врача и его хорошего слуха — теперь найти мельчайший изъян в человеческом теле можно при помощи приборов, позволяющих буквально заглянуть внутрь любого из нас.. В век, когда бичом человечества стали злокачественные опухоли и болезни сердечно-сосудистой системы, наша главная надежда на победу — в стремительном развитии ядерной медицины.

ПЭТ в онкологии

Чаще всего найти очаги болезни требуется при онкологических заболеваниях. Ранняя диагностика рака спасла миллионы жизней. И как известно, удалить первичную опухоль несложно. Но злокачественные опухоли могут распространяться по телу, образуя новые и новые скопления клеток вдали от первоначальной локализации. Этот процесс называется метастазированием, и именно он делает столь сложным и неэффективным лечение рака на поздних стадиях. Как узнать, сколько новых очагов появилось за время болезни? Как найти и уничтожить каждый из них?

Раковые клетки можно сравнить с эдаким коварным «спецназом», который агрессивно отвоевывает пространство внутри человеческого тела. Чтобы быстро делиться, опухоли требуется много энергии, которую она получает, отнимая питательные вещества у здоровых органов и тканей.

Ученые придумали, как использовать это свойство против болезни: а что, если обратить «жадность» раковых клеток против них самих? Для начала — ввести в организм вещество, привлекательное для опухоли (например, глюкозу, источник энергии), к каждой молекуле которого будет прикреплен радиоактивный изотоп, способный светиться во время сканирования. Через некоторое время «приманка» накопится в тех участках, где расположились метастазы. Таким образом, помимо локализации и размеров опухоли при помощи радионуклидной диагностики врачи получают сведения об активности новообразования, основываясь на скорости обменных процессов в ее клетках, что, в свою очередь, позволяет уточнить прогноз течения заболевания.

Разумеется, крайне важно, чтобы радиоактивное вещество при этом не было опасным для здоровья: вред от полученной дозы радиации не должен превышать пользу от диагностики. Поэтому в ПЭТ врачи используют лишь изотопы с определенным периодом полураспада и энергией излучения.

В зависимости от типа опухоли и ее расположения применяют различные радиофармпрепараты. Самым востребованным из них на сегодняшний день является фтордезоксиглюкоза, представляющая собой биологический аналог молекулы глюкозы, к которой прикреплен радиоактивный фтор-18. В ходе диагностической процедуры пациенту натощак посредством внутривенной инъекции вводится доза радиофармпрепарата. После этого нужно выждать час, дав время фтордезоксиглюкозе распространиться по тканям. Затем проводится сканирование, при помощи которого врач-рентгенолог получает информацию об участках тела, накопивших наибольшее количество радиоактивного вещества. Как правило, при наличии очагов злокачественной опухоли их расположение отображается на снимках яркими пятнами.

Помимо фтордезоксиглюкозы в ядерной медицине часто используются и другие радиофармпрепараты на основе изотопов углерода, азота, кислорода, технеция, йода и еще нескольких химических элементов. Все они способны выводиться из организма пациента в течение нескольких часов после сканирования, не нанося вреда здоровью. Таким образом, лучевая нагрузка, получаемая при проведении ядерной диагностики, лишь немногим выше, чем при обычной компьютерной томографии.

За время лечения онкологического заболевания больному может потребоваться несколько раз пройти ПЭТ. Вначале — чтобы выявить расположение опухолей и выбрать лучшую стратегию лечения (точная информация часто помогает врачам уменьшить дозу и область облучения, если новообразование планируется уничтожать путем лучевой терапии). Далее — через некоторое время после лечебных мероприятий, чтобы убедиться в их эффективности (дело в том, что иногда обычные виды диагностики свидетельствуют о сохранении очагов опухоли, в то время как ПЭТ позволяет доказать, что все раковые клетки погибли и лечение можно прекратить). И, наконец, спустя несколько лет после успешного лечения злокачественной опухоли томография с использованием радиоизотопов дает возможность удостовериться, что рак не появился снова.

Читайте также:  Куриная слепота болезнь у человека фото признаки и лечение

ПЭТ в кардиологии

Одним из самых распространенных заболеваний в мире является ишемическая болезнь сердца. Ее главное осложнение — инфаркт миокарда — представляет собой некроз сердечной мышцы, когда из-за недостатка кровоснабжения часть ее клеток погибает. На месте инфаркта образуется рубец — грубая ткань, которая не способна к сокращениям и уже никогда не заменится на мышечное волокно. Однако масштаб поражения сердца при инфаркте может существенно различаться.

В некоторых случаях, когда кровоснабжения лишился маленький участок миокарда, помочь больному можно консервативно — при помощи лекарств и физиотерапии. Иногда требуется операция по замене сосудов, кровоснабжающих сердце, — так называемое аортно-коронарное шунтирование. И, наконец, тяжелое поражение сердечной мышцы может стать показанием к пересадке сердца.

Но как узнать «масштаб трагедии»? И вновь наиболее точным методом диагностики становится ПЭТ. Миокард, как и любая мышца, активно накапливает глюкозу. Если вскоре после инфаркта ввести в организм радиофармпрепарат, изотопы укажут, какие ткани остались живы, а какие уже не способны аккумулировать питательные вещества. После интенсивной терапии ПЭТ можно повторить — чтобы получить максимально объективную оценку состояния больного и дать прогноз на будущее.

Персонализованная диагностика

Помимо универсальных радиофармпрепаратов во многих лабораториях сегодня ученые создают комбинации радиоактивных изотопов с антителами — веществами, способными соединяться с конкретными белками, характерными для той или иной патологии. Более того, эти препараты могут быть уникальными для каждого больного, что обеспечивает максимальную точность диагностики.

Используя свойство радиоактивных изотопов губительно действовать на живые клетки, врачи могут применять такие специфические вещества не только для поиска опухолей, но и для их уничтожения. Эта медицинская отрасль получила название радиоиммунотерапии, и она с успехом применяется для лечения таких заболеваний, как рак предстательной железы, некоторые разновидности рака крови, рак яичников, рак кожи и некоторые виды раков головного мозга.

Также существуют исследования, подтверждающие возможности радиоиммунотерапии в лечении ВИЧ-инфекции: американские ученые нашли радиофармпрепарат, способный находить инфицированные клетки и уничтожать их, максимально продлевая жизнь пациента.

В настоящее время развитие технологий ядерной медицины в России отстает от стран Запада: у нас функционирует около 30 ПЭТ-сканеров, в то время как для обеспечения потребностей населения требуется не менее 150 аппаратов. Врачи подчеркивают, что речь идет об уточняющей диагностике: не стоит ожидать, что со строительством центров ядерной медицины люди станут меньше болеть раком или смогут выявлять его на более ранних стадиях. Это — задача врачей первичного звена. Однако процедуры с использованием радиофармпрепаратов вне всяких сомнений улучшат прогноз для тех пациентов, которым уже поставлен страшный диагноз.

Помимо повсеместного строительства ПЭТ-центров по всей стране (к 2018 году их построят еще 20) есть и еще одна хорошая новость: два российских университета в Томске — Томский политехнический и Сибирский государственный медицинский — начинают обучать магистров в области ядерной медицины. Это означает, что постепенно данная отрасль сможет стать чем-то доступным для каждого из нас.

Источник

Изотопы для лечения онкологии

Современное радиоизотопное исследование основано на участии радионуклидов в физиологических процессах организма и отличается большой степенью информативности. Методы функциональной визуализации радиоизотопной диагностики называют сцинтиграфическими. Такое название они получили, благодаря термину «сцинтилляция», который обозначает кратковременную вспышку под воздействием ионизирующего излучения.

По сути, один РФП – это одно направление диагностики или лечения. Современная общемировая радиофармацевтическая индустрия насчитывает десятки препаратов, применяющихся в различных сферах медицины, прежде всего в онкологии, кардиологии и эндокринологии.

В лаборатории радиоизотопной диагностики «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина» в повседневной практике детям выполняют следующие сцинтиграфические исследования:

Сцинтиграфия костей с 99m-фосфанатами (или остеосцинтиграфия)

Сцинтиграфия с 123I-MIBG

Подготовка к MIBG-сканированию очень индивидуальна, её предусмотрит лечащий врач. Перед сканированием ребёнок должен принять йод в виде раствора Люголя, чтобы снизить лучевую нагрузку на щитовидную железу, которая более восприимчива к радиоактивности, чем другие органы.

Что происходит во время самого сканирования?

Сканирование с MIBG выполняется в течение 2-х дней. В первый день ребёнку сделают инъекцию радиофармацевтического препарата. Во второй день проходит сканирование на гамма-камере. Время сканирования очень просто рассчитать, поскольку оно связано с ростом пациента и составляет 5 сантиметров в минуту. Вторым этапом может быть выполнено томографическое исследование, которое занимает около 30 минут на одну зону интереса.

Существуют ли какие-нибудь риски?

В редких случаях встречается индивидуальная непереносимость препарата – покраснение кожи или повышение артериального давления, но эти симптомы проходят самостоятельно и не требуют лечения. Ребёнок получает небольшую дозу ионизирующего излучения, это абсолютно безопасно и не вызывает каких-либо непосредственных или отсроченных эффектов.

Сцинтиграфия мягких тканей с 99mTc-технетрилом

Метод основан на избирательном повышенном накоплении 99mТс-Технетрила в опухолевой ткани по сравнению с окружающими её здоровыми тканями. Опухолевые клетки по сравнению с нормальными клетками обладают более высоким трансмембранным потенциалом, так что РФП здесь выступает надежным агентом для визуализации опухолевых очагов.

При помощи сцинтиграфии через 20 минут после внутривенного введения злокачественные опухоли визуализируются. Результаты многих исследований показывают, что концентрация РФП одинакова как в первичных опухолях, так и в очагах метастастазирования различных опухолей.

Злокачественные опухоли мягких тканей головы и шеи, грудной клетки, верхних и нижних конечностей.

Сцинтиграфия щитовидной железы с 99mTc-пертехнетатом

Комплексная реносцинтиграфия

Реносцинтиграфия у детей с онкологическими заболеваниями как правило, проводится после курсов химиотерапии для оценки функционального состояния почек, т.к. в зависимости от особенностей схемы назначенного лечения почки могут подвергнуться токсическому воздействию химиопрепаратов.

Источник

Оцените статью
Добавить комментарий