Заключение. 
Ядерная медицина: физические и химические основы

В данном учебном пособии рассмотрены физические и химические аспекты использования ионизирующих излучений и радионуклидов в медицине. При этом основное внимание было уделено идеям и методам медицинской радиохимии.

Приведённый в учебнике материал демонстрирует, что на начало 21-го века достаточно широко внедрёнными в клиническую практику оказались методы радиационной диагностики, тогда как методы радионуклидной терапии, за исключением брахитерапии, всё ещё находятся на начальной стадии развития. Если говорить об излучениях, никак не связанных с радионуклидами, то в медицине по-прежнему в основном используется просвечивающая рентгеновская диагностика (рентгеноскопия, рентгенография, флюорография и т. п.). Компьютерные рентгеновские томографы в настоящее время остаются дорогим и сложным (особенно в плане интерпретации результатов) оборудованием, которое может себе позволить далеко не каждое медицинское учреждение. Другие виды ионизирующих излучений в медицинской диагностике в настоящее время не применяются.

Если говорить о применении в диагностике излучений, непосредственно связанных с радионуклидами, то здесь используется три метода: сцинтиграфия, однофотонная эмиссионная томография и позитронная эмиссионная томография. Наибольшее распространение нашла сцинтиграфия, применяемая в статическом и динамическом режимах, в основном — в сфере онкологии. Эти методы основаны на использовании у-излучения, а изображения создаются гамма-камерами, работающими пока исключительно на сцинтилляционном принципе. В настоящее время разработаны различные РФП, меченные разными радионуклидами ?5Se, «^mTc, ‘3"J,.

^зХе, ²⁰¹Те и др., но подавляющее число исследований методами сцинтиграфии и ОФКТ сейчас проводится на изотопе «^тТс. Широкому распространению радионуклидной диагностики препятствует категорический отказ фармацевтической промышленности производить какие-либо РФП на основе короткоживущих, тем более — ультракороткоживущих изотопов, поскольку такие РФП невозможно хранить, перевозить на большие расстояния и контролировать их качество. Если долгоживущие радионуклиды медицинского назначения производят на промышленных реакторах и высокопроизводительных ускорителях в ядерио-физических и радиохимических центрах, располагающих мощными методами радионуклидного и фармацевтического контроля и высококвалифицированным персоналом, то короткоживутцие радионуклиды производят на лабораторных изотопных генераторах непосредственно на территории госпиталя, где трудно гарантировать качество РФП и безопасность проводимых работ. Поставка специальных наборов препаратов для синтеза РФП несколько смягчает проблему, но не снимает вовсе.

Ионизирующие излучения сейчас достаточно широко применяются для радиотерапии злокачественных опухолей. В этом направлении задействованы практически все виды ионизирующих излучений: рентгеновское излучение, у-излучение, ускоренные до высоких энергий электроны, протоны и более тяжелые ионы, нейтроны (тепловые, промежуточные и быстрые) и даже мезоны. Источниками излучения обычно является атомный реактор или ускоритель, но изотопные источники излучений (на базе долгоживущих изотопов ^6oCo, ¹³⁷Cs и др.) также не утратили своего значения. Управляемые компьютерами мощные источники излучений позволили перейти от лучевой терапии к радиохирургии. Распространению радиохирургии препятствует высокая цена оборудование и требование высокой квалификации обслуживающего персонала. Радионуклиды (3- и а-излучатели нашли применение в брахитерапии. В рассматриваемых здесь направлениях терапии проблем с производством долгоживущих радионуклидов и источников излучения на их основе нет, и они не предвидятся.

В настоящее время основные проблемы возникли с производством РФП на базе ультракороткоживущих изотопов, как для диагностики (ПЭТ), так и для адресной терапии. Поскольку времена жизни применяемых здесь радионуклидов измеряются минутами, то и производство радионуклида и синтез РФП должны находиться в непосредственной близости с лечебным учреждением. Но здесь применение ПЭТ и радионуклидной терапии наталкивается на серьезные трудности, поскольку за несколько минут нужно наработать требуемый изотоп, выделить его и очистить, провести направленный синтез соединения, перевести его в приемлемую фармацевтическую форму, ввести его в пациента и провести исследование или терапевтическую процедуру. Все операции требуют строго дозиметрического контроля и соблюдения техники безопасности. Для проведения подобных работ, госпиталь должен быть оснащён компактным атомным реактором или ускорителем с необходимой системой защиты от излучения и защитой от хищения радионуклидов, системой управления производством и перемещением радионуклида и автоматической системой управления химического и/или биохимического производства РФП. Поскольку синтез меченого конъюгата — сложный, многостадийный и небезопасный процесс, то в отсутствии квалифицированных радиохимиков, синтез РФП, меченных ультракороткоживущими радионуклидами, возможен только при полной автоматизации синтеза и исключения какого-либо участия в нём человека. В свою очередь, это требует разработки и поставки специальных картриджей, предназначенных для наработки требуемого РФП.

Все работы с РФП на базе ультракороткоживущих радионуклидов должны быть сосредоточены на территории госпиталя в отдельном корпусе, включающем два отделения: ПЭТ диагностики и радиоизотопной терапии. В здании радиофармацевтической лаборатории находится бункер для циклотрона и сам циклотрон, лаборатория производства РФП по стандартам чистого фармацевтического производства, основное оборудование для производственных линий РФП, лаборатория контроля качества с контрольным оборудованием. Отделение ПЭТ диагностики включает специально оборудованное помещение для инъекций и комнату ожидания после введения РФП. Отделение радионуклидной диагностики располагает помещением для камеры ПЭТ/КТ с усиленным фундаментом и соблюдением норм радиационной безопасности, измерительное оборудование и сканер ПЭТ или ПЭТ/КТ.

Серьёзные проблемы возникают и в работе самого лечебного заведения, поскольку в этом случае требуются специальные изолированные палаты с «активными койками», спецканализация, спецпрачечная, система дозиметрического контроля пациента и обслуживающего персонала, система сбора и переработки радиоактивных отходов и т. п.

Если в сфере радиационной диагностики выдающимся достижением явилось создание и внедрение в клиническую практику методов компьютерной томографии, сцинтиграфии, однои двухфотонной томографии, то в сфере создания фармацевтики основные успехи связаны с привлечением идей и методов имуннохимии, что позволило создать такие важные направления, как радиоиммуный анализ и радиоиммунотерапия. Были разработаны препараты нового поколения, которые в большинстве случаев представляют собой меченые антитела или пептиды. Реакция мечения, как правило, реализуется посредством бифункциональных хелатирующих агентов, которые могут присоединяться к молекулам биологически активного соединения, с одной стороны, и, с другой стороны, имеют хелатирующие группировки, способные связывать катионы металлов. Радиофармацевтическая промышленность начала выпускать индикаторы для выявления атеросклеротических бляшек, апоптоза, гипоксии, ангиогенеза; высокоспецифические РФП для диагностики различных новообразований; предикторы реакции на медикаменты; препараты для ПЭТ, препараты для радиотерапии альфаи бета-излучателями. Произошло развитие лигандных технологий, началось применение ианомодифицированиых материалов для направленной доставки лекарственных средств к органам-мишеням.

Большие надежды возлагаются на РФП с а-излучателями и радионуклидами, испускающими оже-электроны и электроны конверсии, поскольку они позволяют уничтожать небольшие злокачественные опухоли и даже отдельные раковые клетки. Однако в практическую медицину подобные препараты ещё не вошли. Проводятся широкие лабораторные in vitro экспериментальные и доклинические исследования. Первое испытание препаратов с а-излучающим нуклидом на добровольцах проведено в 1996 году. К 2008 г. были опубликованы результаты лишь трёх клинических испытаний РФП с а-излучателем. К началу 2012 г. только один препарат (223RaCl₂), был разрешён к клиническому применению. Создание более сложных конъюгатов с РФП на базе а-излучающих радионуклидов — дело будущего.

Развитие ядерной медицины требует совместных усилий врачейонкологов, медицинских физиков, инженеров, программистов, радиохимиков, биохимиков, фармацевтов, дозиметристов и др. В сфере диагностики целесообразно объединение различных лучевых методов (КТ, сцинтиграфии, ПЭТ, ЯМР-томографии, УЗИ и др.) в единый диагностический комплекс. В области онкологии перспективным представляется создание препаратов, совмещающих преимущества радионуклидной терапии с преимуществами традиционной химиотерапии рака.

Широкому внедрению радионуклидов в медицину мешает высокая стоимость оборудования, изотопов и РФП, трудности синтеза таргетных РФП на основе ультракороткоживущих радионуклидов, необходимость территориального совмещения ядерных центров и госпиталей. Весьма серьёзной проблемой является подготовка специалистов в области использования радионуклидов и ионизирующих излучений в медицине.

Предлагаемый учебник — небольшой шаг в этом направлении.