Радиация, которая спасает: как работают революционные методы лечения рака, созданные отечественными учеными
Гость программы рассказал, как работают радиофармпрепараты на основе актиния и лютеция, которые позволяют лечить сложные запущенные случаи с множественными метастазами. Фото: YURIMA/Shutterstock/Fotodom
Правда ли, что ученые добились колоссального прорыва в лечении ряда онкологических заболеваний? Как работают радиофармпрепараты на основе актиния и лютеция, которые позволяют лечить сложные запущенные случаи с множественными метастазами? Насколько перспективно использование терапевтических онковакцин?
Эти и другие темы в программе «Время науки» на Радио “Комсомольская правда” (97,2 FM) обсуждали:
- радиожурналист Мария Баченина,
- академик РАН Александр Сергеев, научный руководитель Национального центра физики и математики (НЦФМ),
- их гость - Сергей Иванов, онкоуролог, доктор медицинских наук, член-корреспондент РАН, главный внештатный специалист-онколог Минздрава России по Центральному федеральному округу, директор медицинского радиологического научного центра имени А. Ф. Цыба.
Мария Баченина, Александр Сергеев и их гость - Сергей Иванов.
Фото: Иван МАКЕЕВ. Перейти в Фотобанк КП
100 ЛЕТ НАЗАД «БОРЖОМИ» РЕКЛАМИРОВАЛИ, КАК РАДИОАКТИВНУЮ ВОДУ
Мария Баченина:
- Сергей Анатольевич, мы знаем, что радиация провоцирует онкологию. И в то же время радиацию используют для лечения онкологических заболеваний. Как так получается?
Сергей Иванов:
- Еще Авиценна говорил, что все яд и все лекарство. То есть, одно и то же вещество в разных дозах может оказывать либо лечебный эффект, либо разрушительный. О том, как врачи начали задумываться о роли химических элементов, а потом стали использовать их радиоактивные свойства, лучше всего можно рассказать на примере щитовидный железы. Люди давно заметили, что пациенты с заболеванием щитовидной железы, отличаются в умственном развитии. В словаре знаменитого французского философа Дидро слово «кретин» означало человека со слабым мышлением и широкой шеей. Наполеон, когда отбирал в армию солдат, обращал внимание на шею - есть ли «зоб»? И говорил, что у солдат с таким заболеванием низкая способность переносить физическую и умственную нагрузку. Потом немецкий физик Бауман обнаружил, что в щитовидной железе содержится большое количество йода. Выяснилось, что к заболеванию щитовидной железы приводит дефицит элемента таблицы Менделеева – йода обыкновенного. Затем врачи узнали о том, что йод необходим щитовидной железе для производства двух очень важных гормонов - тироксина и трийодтиронина. Они формируют обмен веществ в организме, играют важную роль развитии нервной и мозговой ткани. Естественно, возникли мысли использовать йод для лечения таких заболеваний. Первые попытки были предприняты уже в начале 20 века, и оказались успешными. Потом Ферми научился, используя обыкновенную фольгу, производить изотопы йода и возникла идея, что изотопы йода будут также успешно накапливаться в щитовидной железе, как и статичные формы. Это оказалось верным.
Мария Баченина:
- А были опасения, что радиоактивные изотопы могут навредить?
Сергей Иванов:
- Негативное отношение к радиации исчисляется буквально сотней лет. А до этого многие века к радиации относились очень положительно. Например, существовал миф, что красота Клеопатры -результат специальных процедур, где использовалась вода, обладающая неким излучением, потом оказалось, что это были радоновые ванны. И даже в 30-х годах прошлого века «Боржоми» выпускалась с этикеткой, на которой было написано «радиоактивная вода». Это использовалось как маркетинговый ход для увеличения продаж. И только ближе к середине ХХ века человечество резко изменило отношение к радиации.
Сергей Иванов, онкоуролог, доктор медицинских наук, член-корреспондент РАН, главный внештатный специалист-онколог Минздрава России по Центральному федеральному округу, директор медицинского радиологического научного центра имени А. Ф. Цыба.
Фото: Иван МАКЕЕВ. Перейти в Фотобанк КП
РАК - ЭТО ЯДЕРНАЯ РЕАКЦИЯ НА УРОВНЕ КЛЕТОК
Александр Сергеев:
- Сергей Анатольевич, вы возглавляете, наверное, самый передовой медицинский центр в нашей стране – Центр имени А. Ф. Цыба, в котором как раз и используются самые современные радиофармпрепараты для лечения, прежде всего, в онкологии. Но почему радиофармпрепараты дают положительный эффект? Мне просто, как физику интересны детали.
Сергей Иванов:
- Я работаю в Обнинском филиале МНИЦ радиологии и руководителем всего учреждения, и генеральным директором является академик Андрей Дмитриевич Каприн. История нашего филиала началась в 1958 году, всего лишь через два года после того, как Обнинск стал городом. А до этого в 1946 году, недалеко от станции «Обнинское», на 101-м километре Киевского шоссе, в составе НКВД была организована лаборатория В. Это было связано с тем, что руководство страны после бомбардировки Хиросимы и Нагасаки приняло решение усиленно заняться ядерной физикой. И эта лаборатория стала началом развития города. Так вот, в 1958 году руководство страны принимает решение о строительстве в Обнинске специализированного медицинского института, который будет заниматься разработкой методов лучевой терапии и изучением воздействия радиации на живые организмы. В лабораториях разрабатывались методы регистрации излучения, регистрации изменений клеток, ДНК живых организмов и создавалось оборудование для лучевой терапии. Центр стал первым и единственным в Советском Союзе, где использовалась радиойодтерапия.
Александр Сергеев:
- И все-таки, как работает фармпрепарат? Вы его получили, что дальше?
Мария Баченина:
- Это таблетка или укол? Лампа, под которой ты стоишь, а в тебя из ядерно-лазерной пушки стреляют? Это же страшно! Меня даже значок этот пугает – радиоактивность…
Сергей Иванов:
- На мой взгляд, радиотерапия стигматизирована в нашем обществе, а на самом деле все проще. Что такое радиоактивный препарат? Это радиоактивная частица - может быть альфа, бета или гамма-частица. И как любой снаряд, когда она летит, то разрушает препятствие, которое встречает на пути. Встречая на своем пути живую клетку, она разрушает, в первую очередь, молекулу ДНК. Разрушение ДНК приводит к нарушению процесса деления, размножения клетки и она погибает.
Александр Сергеев:
- То есть, мы хотим повредить ДНК раковой клетки, которая безумно быстро размножается?
Сергей Иванов:
- Да, и она перестает делиться. Ведь опухолевая клетка отличается от здоровой в основном только тем, что она делится безудержно и не успевает созреть. Рак - это своего рода ядерная реакция на уровне клетки, неконтролируемое деление, когда она делится и производит себе подобных, этой ткани становится настолько много, что она начинает влиять на весь организм. Для того, чтобы остановить этот процесс нужно повлиять на процесс деления и размножения опухолевой клетки. И как раз альфа, бета или гамма источник является идеальным оружием для того, чтобы молекулу ДНК разрушить.
Фото: Иван МАКЕЕВ. Перейти в Фотобанк КП
КАК ПОПАСТЬ РАДИОАКТИВНОЙ ЧАСТИЦЕЙ В ЗЛОКАЧЕСТВЕННУЮ КЛЕТКУ?
Мария Баченина:
- Эти альфа, бета, гамм-частицы надо вместе использовать? Или специалисты выбирают что-то одно?
Сергей Иванов:
- Бывает по-разному. Альфа-частица обладает самой мощной энергией, но самым коротким пробегом. Допустим, альфа-частица разбивает молекулы ДНК на много частиц, но не проходит через лист бумаги. И таким образом, регулируя путь, дистанцию и количество альфа-частиц, можно разрушать опухолевые клетки, но сохранять здоровые.
Александр Сергеев:
- Но для этого нужно ввести альфа-частицы прямо туда, где есть опухолевые клетки?
Сергей Иванов:
- Совершенно верно, доставка - это основной вопрос. Бета-частица отличается бОльшим пробегом (миллиметры или сантиметры), но и энергия повреждения значительно меньше.
Александр Сергеев:
- Сергей Анатольевич, давайте про доставку поговорим. Что это за методы? Ведь мы должны быть уверены, что частица попала в раковую клетку, а не бьет в здоровую ткань.
Сергей Иванов:
- Это самый важный вопрос! И здесь нужно вернуться к радиоактивному йоду. Попадая в организм, любой йод обязательно попадет в щитовидную железу и там задержится. Таково свойство самой железы. И добавлять какие-то инструменты, которые позволяют йоду остаться в щитовидной железе, не нужно. Сама природа наградила таким свойством этот орган. И вот, начиная с 50-х годов ХХ века, это свойство используется в лечении рака щитовидной железы и других заболеваний этого органа. Опыт многих десятилетий показал, что эта терапия очень эффективна. Она легко переносится, сама процедура очень проста – нужно выпить раствор с радиоактивным йодом или проглотить капсулу.
Александр Сергеев:
- Самодоставка?
Сергей Иванов:
- Да. А потом стали думать, а как уничтожать опухоли других органов с помощью тех же самых альфа, бета, гамма источников? И, к сожалению, оказалось, что механизма, который определен природой, не существует. И дальше ученые стали думать о том, как доставить в опухолевую клетку другие элементы. И в современной ядерной медицине для проведения высокоточной таргетной терапии рака стали использовать радиопрепараты на основе лютеция и актиния. К радиоактивным изотопам стали прикручивать белки, которые задерживаются в какой-либо опухоли. Например, сейчас мы можем говорить о белке ПСМА – это простат-специфический мембранный антиген, который находится только в предстательной железе. И если этот белок пришить к радиоактивному элементу – лютецию, актинию – то белок затащит изотоп в ткани предстательной железы, либо в метастаз опухоли.
Александр Сергеев:
- То есть, лекарство блуждает по всему организму, но цепляется только за клетки, на поверхности которых есть рецепторы?
Сергей Иванов:
- Именно так.
20 ЛЕТ НАЗАД РАК ПЕЧЕНИ СЧИТАЛСЯ ПРИГОВОРОМ
Мария Баченина:
- А любой рак можно лечить с помощью радиации? Не у всех же клеток есть специфические особенные рецепторы.
Сергей Иванов:
- Это вопрос, который не имеет простого ответа. Есть разные методы, например, методы брахитерапии – это терапия на коротком расстоянии. То есть введение в опухолевую ткань радиоактивного элемента, но не за счет кровотока, а за счет механического введения и воздействия на опухолевую ткань. Важно, чтобы препарат распределился равномерно по всей опухолевой ткани.
Александр Сергеев:
- Мы подходим к замечательному методу радиоэмболизации, который был разработан в вашем центре. Расскажите про него.
Сергей Иванов:
- Да, у нас в центре, накоплен самый большой в стране опыт использования радиоэмболизации для лечения опухолей печени. Для этого препарата мы используем два изотопа - либо иттрия-90, либо рения-188. Суть метода в доставке через сосуды, путем прокола сосуда где-то на периферии и через весь сосуд тонким катетером препарат под контролем рентгеновского метода вводится в сосудистую сеть опухоли. Дальше препарат с кровью доставляется в опухолевые клетки и остается там на определенное время для оказания лечебного эффекта.
Мария Баченина:
- И при этом сама кровь не страдает?
Сергей Иванов:
- Никак.
Александр Сергеев:
- Когда вы при этом перекрываете опухоли кровоток возникают сразу несколько плюсов. Опухоль теперь получает не питательные вещества, а те вещества, которые ее убивают. И еще я знаю, что большая наука стоит за тем, как вы упаковываете радиопрепараты в капсулы,
Сергей Иванов:
- Совершенно верно. Препарат важно не только доставить в опухоль, но и сделать так, чтобы он там остался на все время лечения. Поэтому этот метод называется эмболизация – это закупорка сосудов физическими агентами. Дело в том, что изотоп иттрия или рения фиксируется на специальные микросферы. Мы используем два варианта – это стеклянные микросферы, либо белковые микросферы, определенного диаметра. Размер рассчитан так, чтобы капсулы задержались на уровне микрокапиллярного русла опухоли. Белковые микросферы производятся в нашем центре, а стеклянные делает компания «Бебиг» - это отечественная компания, которая в Томске на реакторе облучает стеклянные микросферы наполняя их элементами иттрия.
Александр Сергеев:
- То есть, вы можете четко рассчитываете, сколько времени действует микросфера с препаратом?
Сергей Иванов:
- Абсолютно. Это счет на часы и дни. К этим точным значениям - какого размера должны быть микросферы и насколько долго они должны оставаться в опухоли - мы пришли путем длительных экспериментов.
Фото: Иван МАКЕЕВ. Перейти в Фотобанк КП
ПРЕПАРАТЫ ДЛЯ ЯДЕРНОЙ МЕДИЦИНЫ - ЭТО КОНСТРУКТОР ЛЕГО
Александр Сергеев:
- А сколько человек было спасено с помощью этого подхода?
Сергей Иванов:
- В этом году только в нашем филиале выполнено 250 процедур. Вот и считайте, учитывая, что мы используем этот метод уже более семи лет. Когда мы увидели первые результаты, то просто не могли поверить, что препарат работает настолько эффективно. Диагноз рак печени и метастатического поражения печени 20 лет назад считался приговором, пациентов чаще переводились на паллиативное лечение. Пациенты без лечения в таком состоянии живут, к сожалению, очень мало – от 4 до 6 месяцев. Первый пациент, которого мы взяли на этот метод лечения, прожил шесть лет. Кстати, это был ученый-физик. Но у него изначально опухоль была очень большая. Насколько это удачный метод? У нас есть несколько пациентов, которых из неоперабельной формы, когда опухоль очень большая, мы перевели в операбельную форму. Затем хирурги могли удалить эту опухоль, сохранив печень…
Мария Баченина:
- Вы ее уменьшили чисто физически?
Сергей Иванов:
- Именно так. Даже появилось такое понятие – downstaging – понижение стадии заболевания с переходом из неоперабельной формы в операбельную. А хирургическое вмешательство уже является радикальным методом лечения. То есть эти пациенты, которые раньше вообще не имели надежды на какое-то более-менее эффективное лечение, теперь получили возможность жить полноценной здоровой жизнью. И этот прогресс произошел за считанные годы…
Мария Баченина:
- Это фантастика, конечно…
Сергей Иванов:
- По сути, препараты для ядерной медицины - это конструктор ЛЕГО, который состоит из частицы радиоактивного элемента, которую прикрепляют к носителю, который доставляет в нужное место. При раке предстательной железы это белок ПСМА, при нейроэндокринных опухолях это белки DOTA-TATE и DOTA-NOC, существуют другие белковые и химические формы, которые заставляют опухолевую клетку задержать в себе этот радиоактивный элемент. Но надо сказать еще, что ядерная медицина, и радиопрепараты привели к появлению нового понятия. Знакомо ли вам слово тераностика?
Мария Баченина:
- Мне незнакомо.
Сергей Иванов:
- Тера – от слова терапия и ностика – от слова диагностика. Это использование препаратов, которые обладают и диагностическими свойствами, и терапевтическими. Те же препараты лютеция или йода, при введении могут указывать на то, где и какая опухоль находится в организме. Мощную альфа-частицу с коротким пробегом для диагностики использовать сложно. А вот бета-частицы используются и для диагностики, и для терапии. Например, при введении того же лютеция мы можем видеть, где опухоль находится и в это же время бета-частица оказывает лечебное воздействие.
Мария Баченина:
- Поясните, в чем отличие раковой опухоли от метастаза?
Сергей Иванов:
- Есть понятие первичного очага, где опухоль начала развиваться, а отсевы по всему организму являются метастазом. Но это абсолютно те же клетки по составу, просто более высокая стадия опухоли.
Мария Баченина:
- Понимаю, опухоли как бы тесно, и она кровотоком разносится по организму.
Александр Сергеев:
- Но если первичную опухоль можно хирургически удалить, то с метастазами непонятно, что делать: их много, и они в разных местах.
Сергей Иванов:
- Совершенно верно. Но радиофармпрепараты используются и при лечении метастаз и первичных очагов тоже. Они воздействуют на все опухолевые клетки.
ЛЕЧЕНИЕ ДАЕТ РЕВОЛЮЦИОННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
Александр Сергеев:
- Вы говорили о препаратах на основе актиния и лютеция, которые работают по метастазам. Там какой результат?
Сергей Иванов:
- Я бы назвал эти результаты революционными. Я не преувеличиваю нисколько. Мы видим результаты, когда у пациентов с крайне запущенными состояниями, с множественными метастазами в костях, введение одной-двух доз лютеция и актиния останавливает развитие опухолевого процесса. Есть такой маркер ПСА – простат-специфический антиген, он говорит о том, насколько активны опухолевые клетки. Так вот, после первого-второго введения у пациентов падение ПСА происходит более, чем в два раза. Это говорит о том, что опухолевые клетки больше не делятся и этот процесс становится контролируемым. И этого эффекта хватает на месяцы и даже годы. При том, что другие лечебные опции в этом случае уже не работают, опухолевые клетки к ним привыкают…
Александр Сергеев:
- Это работает даже когда пошли уже метастазы?
Сергей Иванов:
- Формально опухолевые очаги остаются, но они не размножаются, и не появляется новых. И я хочу сказать: эта терапия с низкой токсичностью, с небольшим количеством побочных эффектов, она легко переносится и обладает длительным периодом действия… Это очень востребованный метод лечения, в нашей стране мы должны выйти на уровень 10 тысяч процедур в год такими препаратами.
Александр Сергеев:
- А сейчас сколько?
Сергей Иванов:
- Сейчас проводим, к сожалению, меньше. Но первое введение лютеция ПСМА у нас в стране произошло в нашем центре 14 мая 2021 года – это историческое событие. За эти 5 лет в нашем центре уже тысячи пациентов получили лечение.
Александр Сергеев:
- А как мы оснащены радиофармпрепаратами? Хватает?
Сергей Иванов:
- Это очень важный вопрос. За счет того, что руководство нашей страны принимало стратегические решения по развитию ядерной физики, по развитию таких центра, как наш, мы имеем абсолютное лидерство в этой тематике в мире. Буквально все - от добычи руды, до производства изотоп-препарата и использования его у пациента – это отечественные технологии. И я вам могу сказать, что доступ к изотопам для научных разработок за рубежом намного сложнее, чем у нас. Физико-энергетический институт, который находится в Обнинске, обладает запасами актиния в размере 57 процентов мировых ресурсов.
Мария Баченина:
- Вы там светитесь, что ли?
Сергей Иванов:
- Нет, мы не светимся, но профессор Мерло из Швейцарии, который в свое время начинал работу с актинием, прекратил ее из-за сложности получения актиния. И несколько лет назад Мерло обратился к Андрею Дмитриевичу Каприну с предложением продолжить работу дальше в совместном режиме. То есть, за счет большей доступности изотопов в нашей стране мы видим колоссальный интерес наших зарубежных коллег к совместной научной работе.
МЫ СТОИМ НА ПОРОГЕ СОЗДАНИЯ НОВОГО КЛАССА ЛЕЧЕБНЫХ ПРЕПАРАТОВ
Александр Сергеев:
- Сергей Анатольевич, Росатом сейчас строит завод радиофармпрепаратов в Обнинске. Что это даст? Мы удовлетворим потребности мужчин нашей страны в лечении заболеваний простаты?
Сергей Иванов:
- Конечно, мощности завода могут обеспечить всех пациентов в этом лечении. Но что еще важно? Этот завод будет производить изотопы, которые откроют новые возможности для научных разработок. И в экспериментальном секторе нашего учреждения строится центр доклинических исследований – единственный в стране, который спроектирован для работы как раз с радиофармпрепаратами. И он строится уже с использованием самых современных международных стандартов.
Александр Сергеев:
- Сейчас много говорят об онковакцинах. Как тут обстоит дело в мире и в России?
Сергей Иванов:
- Мы стоим на пороге открытия нового класса лечебных препаратов, которые используют свойства не внешних веществ, а самого организма. Ведь опухолевые клетки образуются в каждом организме постоянно, но иммунная система их выбраковывает. Однако иногда эта защита дает сбои и тогда образуются опухоли. Задача вакцин усилить собственную защиту, и это направление очень активно развивается.
Александр Сергеев:
- Это не профилактические, а терапевтические вакцины?
Сергей Иванов:
- Совершенно верно.
Александр Сергеев:
- Мы знаем, что есть профилактическая вакцина в отношении рака шейки матки, которая сейчас очень активно используется в мире для вакцинации детей. А в целом какие результаты показывают терапевтические вакцины в онкологии?
Сергей Иванов:
- Если мы говорим о раке шейки матки, то вакцина, которая используется, не является противоопухолевой, она противовирусная. Уже давно доказано, что рак шейки матки очень тесно связан с наличием вируса папилломы человека (ВПЧ). И это не только рак шейки матки, но и другие заболевания, и даже мужчины могут иметь опухоли, которые связаны с вирусом папилломы человека. Установлено – использование профилактической вакцины против ВПЧ снижает риск развития рака шейки матки и других заболеваний и у мужчин, и у женщин. И в мире такие вакцины активно используются. Уже давно получена очень мощная доказательная база, и эти программы идут сейчас и в нашей стране тоже. Уже появились девятивалентные вакцины, которые действуют на девять подтипов ВПЧ. Их надо делать обязательно. Но если мы говорим о противоопухолевых вакцинах, то здесь мощная доказательная база в мире еще не накоплена. Пока исследования вакцин проходят стадию изучения на животных, и первые фазы исследований на людях. Говорить о доказанной эффективности и безопасности вакцин при онкологических заболеваниях еще рано. Но, надеюсь, скоро наступит время, когда мы сможем сказать об этом уверенно.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ
СЛУШАЙТЕ ТАКЖЕ
Вся правда про «уколы стройности» - кому их можно колоть и какие будут последствия