Перспективы применения короткоживущих радионуклидов и меченых соединений в онкологии

Введение. В онкологии используются радиоактивные фармацевтические препараты (РФП) для негативного выявления опухолей органотропными мечеными препаратами в виде «холодного» очага и для позитивной визуализации «горячего» очага опухолетропными радионуклидами и мечеными соединениями. Реже применяются оба способа в комбинации, например, при очаговых изменениях печени. Принципы радионуклидной диагностики опухолей соблюдаются всегда, на всех этапах развития метода. Только при этом, по мере развития ядерной физики, идет смена радионуклидов и меченых препаратов. В выборерадионуклида решающую роль играют ядернофизические характеристики, такие, как период полураспада, спектр гамма-излучения. Когда эти параметры радионуклида оптимальны для радонуклидой диагностики, рассматриваются возможные для метки соединения с учетом химических и биохимических свойств элемента.

Радиофармпрепараты, применяемые в радионуклидной диагностике опухолей, разделяют на три группы [1]:

1. РФП, способные накапливаться в тканях, окружающих опухоль

• в интактных тканях;
• в тканях, подверженных специфическим изменениям со стороны опухоли.

1. РФП, тропные к мембранам опухолевых клеток

• по реакции «антиген антитело»;
• по механизму клеточной рецепции.

1. РФП, проникающие в опухолевые клетки

• специфические;
• неспецифические.

К этой группе относятся все РФП, обладающие тропностью к той или иной ткани организма и выявляющие опухоль, как очаг пониженного или отсутствия накопления, т.е. в виде «холодного очага». Такие РФП также называют «опухоленегативными» или «органотропными». К ним относятся гепатотропные меченые коллоиды. Например⁹^Тс-коллоид, аккумулируясь в куперовских клетках первичной и метастатической опухоли,проявляется в виде «дефекта накопления» на фоне позитивного изображения печени. ДМСА (смесь димеркаптоянтарной кислоты и двухлористого олова), включаясь в почках клетками проксимальных извитых канальцев, позволяет получить изображение почек, где опухоль проявляется в виде дефекта. На таких же принципах проявляются опухоли печени и почек при динамической гепатосцинтиграфии с ХИДА, мезида или бутилида, меченые ⁹^Тс, а также динамической сцинтиграфии почек с ДТПА или технемаг, меченые ⁹^Тс. Тиреотропные радионуклиды ¹³¹i,¹²³i и ⁹^Тс, накапливаясь в ткани щитовидной железы, диагностируют узловые образования и опухоли в виде дефекта накопления РФП. Недостатком негативной визуализации очаговых изменений с помощью органотропных РФП является невысокая специфичность, поскольку не возможно дифференцировать многие доброкачественные образования которые также проявляются в виде участков пониженного накопления. РФП, способные накапливаться в тканях, подверженных неспецифическим изменениям со стороны опухоли Применение РФП данной группы основано на их гиперфиксации в участках ткани, окружающих новообразование. Рост первичных или метастатических опухолей костей обычно сопровождается повышением остеобластического процесса. Сцинтиграфия скелета с Фосфатными комплексами (пирофосфат, метилен дифосфонат) меченые ⁹^Тс могут выявлять метастазы в костях рака молочной железы, простаты, легких и почек на ранних клинико-рентгенологических немых стадиях.

При этом, современные цифровые гамма-камеры ОФЭКТ позволяют за 20-30 минут провести сцинтиграфию всего тела, а также провести прицельные томографические исследования. Сцинтиграфия скелета является неотъемлемой частью для выше указанных локализаций опухолей при уточнении распространенности процесса. РФП, тропные к мембранам опухолевых клеток по механизму «антиген-антитела» РФП, тропные к мембранам опухолевых клеток по механизму клеточной рецепции

Реакция меченых моноклональных антител с антигенами мембран опухолевых клеток служит основой для диагностического применения РФП этой группы. В радионуклидных исследованиях нашли применениеантитела типа IgG, меченые радионуклидами. Наиболее высокуюонкоспецифичность имеют их фрагменты.

Некоторые соединения обладают тропностью к некоторым рецепторам мембран опухолевых клеток. Из РФП такого типа используются аналоги соматостатина 111 99m In-октреотиди Тс-депреотид. Рецепторы соматостатина имеются в нормальных тканях, однако во многих злокачественных опухолях и при некоторых воспалительных заболеваниях плотность этих рецепторов значительно повышается. Эти РФП нашли применение в диагностике ряда нейроэндокринных опухолей, как карциноид, феохромоцитома, параганглиома и меланома, а также мелкоклеточный рак легких, новообразования ЦНС и лимфом. ^99тТсдепреотид используется в диагностике рака легких. Специфические РФП, проникающие в опухолевые клетки РФП данной группы включаются в специфический метаболизм опухолевой клетки. К ним относятся 123 131 123 радионуклиды йода I, I, I-метайод-бензилгуанидин (¹²³^МИБГ) и пятивалентный комплекс 99m технеция с 2,3-димеркаптоянтарной кислотой ( ТсДМСА).

Радионуклиды йода ¹²³I, ¹³¹I используются для диагностики дифференцированных опухолей щитовидной железы (фолликулярного и сосочкового рака), а также их метастазов. Такие опухоли проявляются в виде «горячих очагов» повышенного накопления РФП.

Для визуализации надпочечников применяется IМИБГ. В организме ¹²^-МИБГ превращается в катехоламины адренергических нервных окончаний и клеток мозгового слоя надпочечников. ¹²^-МИБГ обладает высокой эффективностью в выявлении нейроэндокринных опухолей, особенно феохромоцитом, нейробластом, карциноида, медуллярного рака щитовидной железы и параганглиом. ¹²^-МИБГ специфичен в отношение клеток медуллярного рака щитовидной железы и параганглиом. При этом механизм включения еще не изучен.

Неспецифические РФП, проникающие в опухолевые клетки ⁶⁷Ga-цитрат используется для диагностики лимфом и мелкоклеточного рака легких. Как биологические 201 199

аналоги калия, изотопы таллия Т1 Т1 проникают в клетку посредством калий-натриевого АТФ-зависимого насоса и локализуются в митохондриях. Эти РФП используются для диагностики опухолей бронхов, лимфомы, рака щитовидной железы, костей и головного мозга.

^99тТс-МИБИ и ^99тТс-тетрофосмин усиленно накапливаются в митохондриях злокачественных клеток и используются для диагностики рака молочной железы, легких, лимфом и миеломной болезни.

Качество и эффективность преподавания любого предмета зависят от широты внедрения метода в клиническую практику. Радионуклидная диагностика с Радионуклидной терапией составляет Ядерную медицину. В настоящее время в Республике используются радионуклидные методы исследования органов и систем. Радионуклидная терапия до настоящего времени в Республике не внедрена.

В 1987 году Казахстан среди союзных республик с 25 лабораториями радионуклидной диагностики и 10 гамма-камерами занимал 5-ое место среди Союзных республик *2+. В настоящее время в Республике, из прежних, функционирует только лаборатория радионуклидной диагностики КазНИИОиР, которая является учебной базой кафедры Визуальной диагностикии, а также кафедры онкологии, маммологии и лучевой терапии Казахский Национальный медицинский университет имени С.Д. Асфендиярова, Проблемы преподавания Ядерной медицины связаны с оснащенностью клинических баз, кафедр медицинских ВУЗов современными оборудованиями. Поэтому в первую очередь необходимо восстанавливать лаборатории в городах, где имеются медицинские ВУЗы, где Ядерную медицину должны преподавать специалисты, работающие в этой области.

В этом плане открылась новая лаборатория в НИИ кардиологии и внутренних болезней. В составе первого в Республике Центра ядерной медицины, который открылся в Республиканском диагностическом центре г. Астане, имеется лаборатория радионуклидной диагностики с ПЭТ-центром. Современный ПЭТ-центр сложный дорогостоящий комплекс, состоящий из медицинского циклотрона, радиохимической лаборатории и лаборатории радионуклидной диагностики, где наряду с гамма-камерами ОФЭКТили ОФЭКТ/КТ-сканерами располагаются и ПЭТ/КТ-сканеры *3, 4+.Такие же центры будут открыты в Региональном онкологическом диспансере г. Семей,в КазНИИОиРг. Алматы, в областных онкологических диспансерах г. Актобе.

Основной причиной отставания развития Ядерной медицины в Республике явилось отсутствие производства собственных РФП. В настоящее время в Институте ядерной физики Национального ядерного центра налажен выпуск самых необходимых 131 99m радионуклидов и меченых соединений, как I, Тс, 67 201 131 131 99m Gа, Т1, I, I-гиппуран, Генератор Тс, ДТПА реагент к генератору *5, 6+. Эти препараты успешно прошли экспериментальные и клинические испытания в лаборатории радионуклидной диагностики Казахского НИИ онкологии и радиологии. Среди этих РФП особо надо отметить выпуск генератора технеция-99м (^99тТс), что является значительным достижением в развитии Ядерной медицины в Республике. Для полноценного применения генератора технеция-99м (^99тТс) необходимо увеличить количество потребителей, т.е. открыть новые лабораторий радионуклидной диагностики.

Радионукидная терапия является неотъемлемым и немаловажным разделом Ядерной медицины, необходимым для полноценного функционирования Центров ядерной медицины. Радионуклидная терапия обоснована на клеточном механизме злокачественного роста, обеспечивающая повреждения в метаболической активной фазе *7-11+. В составе выше указанных Центров ядерной медицины будут организованы отделения радионуклидной терапии. В стадии доклинического испытания находятся I для радиойодотерапии щитовидной железы, а радионуклидной терапии тиреотоксикозаи рака также¹⁵³Бт-ЭДТМФ для метастатического поражения костной системы.Важные для развитияРНТпрепараты разработаны в Институте ядерной физики Национального ядерного центра Республики Казахстан.

Из-за экономических трудностей, когда многие лаборатории закрылись, специалисты переквалифицировались в другие виды лучевой диагностики или вовсе ушли на пенсию на льготной основе. Следовательно, необходимо подготовить врачей по радионуклидной диагностике нового поколения. В Республике достаточно высокий уровень подготовки специалистов в области лучевой диагностики, что позволит быстро подобрать необходимое количество врачей и провести их специализацию. Для привлечения молодых врачей к этой специальности необходимо заинтересовать, восстановив пенсию на льготной основе. В Казахстане имеются все возможности для развития Ядерной медицины *12-14+. Стремление высокому уровню развития медицины, приоритетность высокой технологии и интеллектуального потенциала, социальная ориентированность в развитии нашего государства позволяют широкое внедрение Ядерной медицины в Республике.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. 1 Труфанов Г.Е., Декан В.С., Рудь С.Д., Бойков И.В. Основы и клиническое применение радионуклидной диагностики (ПЭТ/КТ и ОФЭКТ). В кн.: Зборник учебных пособий по актуальным вопросам лучевой диагностики и лучевой терапии. Под редакцией Начальника кафедры рентгенологии и радиологии Главного рентгенолога МО РФ, доктора медицинских наук, профессора Г.У. Труфанова. Военно-медицинская академия. «ЭЛБИ-СПб». Санкт-Петербург: 2004. С. 67-116.
2. Касаткин Ю.Н., Зубовский Г.А., Лясс Ф.М., Габуния Р.И. и др. Основные проблемы радионуклидной диагностики в СССР. Мед.радиол. 1990. Т.35, №10. С.29-37.
3. Хмелев А.В., Ширяев С.В., Костылев В.А. Позитронная эмиссионная томография. АМФ Пресс. Москва, 2004. 67с.
4. Наркевич Б.Я., Костылев В.А., Иванов С.И., Глухов С.Б., Мацука Д.Г., Левчук А.В. Основы обеспечения радиационной безопасности в медицине. Учебное пособие. Москва, 2006. 71с.
5. Мясищев А.В., Тамаева К., Мустафин М.М., Тулеушева М.А. Опыт получения йода-131 в ИЯФ НЯЦ РК. Труды 5-ой международной конференции «Ядерная и радиационная физика» 26-29 сентября 2005, Алматы, Казахстан (труды в печати).
6. Чакров П.В., Банных В.И., Тамаева К., Чакрова Е.Т. Способ получения фармацевтического препарата с ^99тТс. Патент №36753 2001.29.11.
7. Радиация и патология: Учебное пособие./А.Ф.Цыб, Р.С. Будагов, И.А. Замулаева и др. //Под общей редакцией А.Ф.Цыба М.: Высшая школа, 2005. 341 с.
8. НаркевичБ.Я., КостылевВ.А., ГлуховС.Б., МацукаД.Г., ЛевчукА.В. Медико-физические основы радионуклидной терапии.// Учебное пособие. Москва, 2006. 59 с.
9. НаркевичБ.Я., ШиряевС.В., Радионуклидная терапия: Клинические и физико-технические аспекты. Высокотехнологичные онкорадиологические центры. Научные и методические аспекты. // Сборник материалов научно-практических конференций «Научные и организационные проблемы создания и эффективного использования выскотехнологическихонкорадиологическихцентров» 2005-2007 гг. Выпуск 1. / Под научной редакцией профессора В.А. Костылева. Издатели: Ассоциация медицинских физиков России. Редакция журнала «Медицинская физика». Редактор: Н.А. Антипина, технический редактор: И.В. Назаров. Москва, 2007. С. 61-72.
10. Терапия открытыми радиоактивными веществами. // Ядерная медицина. Учебное пособие 4.II. Перевод с немецкого под ред. к.м.н. О.Е. Шлыгиной, А.Р. Борисенко Алматы: «Sansam», 2008. С.256-282.
11. Гигиенические требования по обеспечению радиационной безопасности при проведении лучевой терапии с помощью открытых радионуклидных источников. Санитарные правила и нормативы СанПиН 2.6.1.2368-08. Государственное санитарно-эпидемиологическое нормирование РФ. Государственные санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. Издание официальное. Москва, 2009. 74 с.
12. Тажединов И.Т., Джалмукашев У.К. Циклотронные радионуклиды в медицине (диагностике) Казахстана. // Труды 2-ой Международной конференции «Ядерная и радиационная физика» 7-10 июня 1999г. ИЯФ НЯЦ РК. Том I. Ядерная и прикладная физика. Алматы 1999. С.65-66.
13. Тажединов И.Т. Перспективы применения некоторых короткоживущих радионуклидов в Казахстане. Там же. С.299304.
14. Тажединов И.Т. Развитие радионуклидной диагностики в аспекте снижения лучевой нагрузки. //Тезисы Российская научная конференция "Медико-биологическиепроблемы противолучевой и противохимической защиты". СанктПетербург, Военно-медицинская академия, 20-21 мая 2004 года. Санкт-Петербург. 2004. С. 28-29.