На ускорителях и в ядерном реакторе НИЦ «Курчатовский институт» ученые получают радиоактивные изотопы, которые затем становятся радиофармпрепаратами для диагностики и лечения рака и других болезней. Об их создании и применении рассказывает заведующий лабораторией радионуклидов и радиофармпрепаратов Курчатовского комплекса НБИКС-природоподобных технологий НИЦ «Курчатовский институт» кандидат химических наук Рамиз Автандилович Алиев.
— Чем ядерная медицина принципиально отличается от других направлений медицины?
— Тем, что в ядерной медицине мы используем радиоактивные препараты. Они вводятся в организм для того, чтобы врачи могли увидеть распределение препарата и благодаря этому провести диагностику. Ионизирующим излучением мы можем также воздействовать на те или иные очаги болезни. Как правило, речь идет о раковых опухолях.
Сегодня лечение рака базируется на трех китах: хирургии, химиотерапии и ядерной медицине. Эти направления действуют вместе, и благодаря этому по многим видам рака можно добиться полного излечения, иногда длительной ремиссии, значительно улучшить качество жизни пациентов. Радиотерапия, или лечение с помощью радионуклидов, успешно используется против рака простаты, опухолей щитовидной железы, костных метастазов и некоторых других онкозаболеваний.
— К тому же радионуклиды могут работать еще и как средство диагностики.
— Да, причем очень эффективно. Радиоактивные изотопы используются как метод визуализации опухоли и распознавания патологического процесса на молекулярном уровне. Такая диагностика широко применяется для очень разных видов рака, и это, пожалуй, наиболее эффективный способ диагностики, позволяющий увидеть физиологию патологических процессов. Мы смотрим, как то или иное вещество накапливается в определенном участке ткани или органе.
Этим подход ядерной медицины отличается от рентгеновской компьютерной томографии, где мы видим только анатомию: визуализируем ткани, но не визуализируем процессы.
— Реально ли полноценно совместить диагностику и терапию, получив так называемую тераностику, и когда это может произойти?
— Это направление уже начинает внедряться в мировую клиническую практику. Можно сказать, что тераностика у нас на пороге. Уже сегодня есть радиоактивные препараты, которые могут быть использованы в рамках тераностики: например, препараты на основе изотопов галлия-68 — для диагностики, а с лютецием-177 — для терапии.
Тераностика — это наиболее эффективный путь для лечения многих заболеваний, в том числе онкологических. Цель ее — сначала увидеть, диагностировать мишень, а потом с помощью того же самого инструмента — поразить.
Медицинский центр НИЦ «Курчатовский институт» в миниатюре. Фото Ольги Мерзляковой, «В мире науки».
Медицинский центр НИЦ «Курчатовский институт» в миниатюре. Фото Ольги Мерзляковой, «В мире науки».
— Сколько времени, на ваш взгляд, может занять широкое внедрение таких методов в мировую клиническую практику?
— Все развивается достаточно быстро, хотя темпы в разных странах, конечно, различны. Я думаю, что это вопрос не десятилетий, а ближайших нескольких лет, скажем, от двух до пяти. И в последующие годы этот подход, разумеется, будет только расширяться.
— Возможно, тераностика позволит вплотную подойти к персонализированной медицине, о которой так много говорят в последнее время?
— Конечно, тераностика и персонифицированная медицина тесно связаны между собой. Известно, что рак — очень разнообразное и «многоликое» заболевание, поэтому врач всегда должен быть уверен в том, что у пациента есть отклик на конкретный препарат. Сначала нужно убедиться в том, что диагностический радиоактивный препарат накапливается в опухоли, узнать, сколько очагов поражения в организме, какого они размера и т.д. Основываясь на этом, врач вводит в организм больного уже рассчитанную конкретно под него дозу с терапевтическим радионуклидом. Таким образом, обеспечивается тот самый персонализированный подход.
Лечение с помощью радионуклидов действительно позволяет говорить о том, что рак — это не приговор. Врачи могут воздействовать с помощью радиоизлучения на метастазы, на отдельные клетки, которые удалось увидеть тоже благодаря радиоактивным изотопам. При этом затрагиваются далеко не все клетки организма, как в случае с химиотерапией.
— Вы руководите лабораторией, где, собственно, и получают те самые радионуклиды, о которых мы сегодня говорим. Расскажите об этом процессе, пожалуйста.
— Медицинские радионуклиды можно получать как минимум двумя способами: на ускорителе заряженных частиц или с помощью нейтронов в ядерном реакторе. В Курчатовском институте есть и то и другое. В лаборатории мы с моими коллегами, молодыми учеными, разрабатываем методы производства и пытаемся расширить имеющуюся линейку радионуклидов, с которыми работает современная ядерная медицина. Сейчас мы испытываем целый ряд новых радиоизотопов, например редкоземельных элементов, сурьмы, олова и др.
В ходе работы мы активно взаимодействуем с коллегами из других лабораторий Курчатовского института: кто-то помогает нам с измерениями, кто-то — с химическими экспериментами. Кроме того, отдельная большая команда специалистов обслуживает крупные ядерно-физические установки, такие как реактор и циклотрон.
— В Курчатовском институте не только нарабатывают радионуклиды, но и производят радиофармпрепараты и даже ведут прием пациентов, верно?
— Да. Есть разные технологические цепочки, находящиеся на разных стадиях реализации. Одна из них — диагностика с помощью фтордезоксиглюкозы — уже реализована полностью, и сегодня мы с вами видели пациентов, которые пришли в наше медицинское учреждение на процедуру получения фтордезоксиглюкозы и других препаратов. По отработанным нами технологиям известные зарегистрированные препараты получают на циклотроне, расположенном в этом же здании, где находимся мы с вами.
— Сколько радионуклидов в вашей линейке?
— Мы работаем практически со всей таблицей химических элементов Д.И. Менделеева. Тех, что используем постоянно, — около десятка.
— Какие химические элементы из тех, что еще не так популярны и, возможно, мало изучены, вам хотелось бы исследовать больше всего?
— Таких элементов довольно много. Например, астат и его изотоп астат-211 — перспективный нуклид для создания радиофармацевтических препаратов.
Астат был получен давно, еще в 1940 г., но химия его по-прежнему остается загадкой. С этим элементом мало кто работал, и мне, конечно, было бы интересно продвигать это направление. Это очень непростая задача, но зато многообещающая.
Большой практический интерес представляют и радиоизотопы платиновых металлов. Химия платиновых металлов чрезвычайно разнообразна: они образуют самые необыкновенные химические соединения в природе, имеют огромное количество степеней окисления и очень сильно различаются между собой по физическим и химическим свойствам. Их всего шесть — рутений, родий, палладий, осмий, иридий, платина, — но они дают огромный простор для развития новых радиоизотопных методов медицины. Знаете, всегда интересно свернуть с хорошо известной, проторенной дороги куда-то в сторону, где ты не знаешь чего-то наверняка, зато есть простор для каких-то неожиданных находок. Это большая и очень перспективная работа не только для химиков, но и для физиков, биологов и других специалистов.
Периодическая таблица химических элементов Д.И. Менделеева. Кружками на фото отмечены элементы, с радиоактивными изотопами которых работает Р.А. Алиев. Фото Ольги Мерзляковой, «В мире науки».
— Тяжело ли вам, не будучи медиком, работать в сфере, которая напрямую связана с медициной? Часто ли обращаетесь к врачам за советом?
— Я скажу, пожалуй, непопулярную вещь. Нам часто говорят, что мы должны прислушиваться к тому, чего хочет от нас медицина. А я бы сказал, что это медики должны прислушиваться к нам, потому что мы, как мне кажется, во многом идем все-таки на шаг впереди. Приведу пример. Сегодня использование радиоактивного металла для диагностики рака технеция-99 — абсолютно рутинная вещь для всех медиков. Но ведь до появления молибденового генератора, благодаря которому мы получаем этот изотоп, о технеции никто из медиков у физиков и химиков даже не спрашивал!
Задачу создать генератор технеция физики поставили и решили сами, предложив медицине уже готовые перспективные технологии.
To же касается фтордезоксиглюкозы. Я думаю, что, услышав несколько десятилетий назад о методе позитронно-эмиссионной томографии, медики сочли бы эту идею совершенно бредовой, ведь период распада фтора составляет всего 110 минут и для того, чтобы успеть получить изотоп и ввести его пациенту, есть не более нескольких часов. Но сегодня мы видим, что и эта идея успешно реализована в клинической практике. Есть множество медицинских центров с ускорителями, нарабатывающими фтор-18 в плановом, рутинном режиме, где пациентов обследуют буквально тысячами. Исходя из всего этого, я бы сказал, что мы, конечно, должны быть в тесном контакте с медицинским сообществом, но не всегда можем услышать от него четко сформулированный запрос. Возможно, здесь имеет смысл больше ориентироваться на генетиков или молекулярных биологов, которые понимают, например, многочисленные нюансы, связанные со средствами адресной доставки тех или иных лекарств в органы, клетки и т.д.
— Известно, что рак быстро приспосабливается к внешнему воздействию лекарственной терапии. Имеет ли значение этот фактор при создании радиофармпрепаратов?
— Этот вопрос в целом относится скорее к области биологии, а я химик. Но мне известны клинические случаи, когда опухоли, которые не удавалось победить с помощью бета-излучателей, того же лютеция-177, оказывались неустойчивы к альфа-излучателям — и когда врачи применяли, допустим, актиний-225, картина радикально менялась. Я думаю, что набор поражающих факторов, имеющихся в нашем распоряжении, достаточно разнообразен.
Вывести клетку, которая была бы в принципе невосприимчива к радиации, невозможно.Да, в природе есть некоторые организмы, аномально устойчивые к радиации, но это скорее исключения. Человеческие клетки, в том числе раковые, к ним не относятся.
— Можно ли сказать, что радиация в лечебных целях безопасна для человеческого организма?
— Если говорить о диагностике, то здесь используются небольшие дозы короткоживущих изотопов, не несущие никакого вреда: например, в случае позитронно-эмиссионной томографии или сцинтиграфии это абсолютно безвредно. Если же мы говорим о терапии с помощью радиоактивных препаратов, то там, конечно, уровень радиации значительно выше и в процессе лечения повреждается не только опухоль.
На текущий момент нет способа воздействовать исключительно на раковые клетки, потому что все препараты как минимум выводятся через органы выделения (почки, мочевой пузырь и т.д.), которые таким образом тоже подвергаются облучению.
Воздействие на организм, безусловно, есть, поэтому решение всегда остается за лечащим врачом. Важно понимать, что насморк с помощью ядерной медицины не лечат — радиофармпрепараты в принципе используются при тяжелых онкологических заболеваниях, когда речь идет о жизни пациента. И технологии ядерной медицины, которые совершенствуются год от года, — безусловно, одни из главных помощников в сражении всего человечества с онкологией.
