Текст уведомления здесь

Миллиарды в диагностику рака

Что такое ядерная медицина и как устроена инфраструктура вокруг нее

Портфельная компания «Роснано» открыла 11-й центр ядерной медицины в России. Теперь высокоточная диагностика онкологических заболеваний доступна обладателям медицинского полиса не только в столице, но и в десяти российских регионах. Корреспонденты «Чердака» побывали на открытии новых центров в Самаре и Ростове-на-Дону и выяснили, чем радиомедицина может помочь больным раком.
Добавить в закладки
Комментарии

Ежегодно в мире от рака умирает 8−9 миллионов человек. Вероятность наступления этого страшного заболевания напрямую связана с возрастом. В России количество диагностированных онкозаболеваний у женщин начинает экспоненциально расти с 25 лет. Риск практически удваивается каждые четыре года, достигая максимума между 60 и 70 годами. Вероятность появления рака у мужчин нарастает с 35 лет. До 55 лет она примерно на 30 процентов ниже, чем у женщин, в возрасте 55—59 лет сравнивается, а затем с 60 до 70 превосходит женские показатели.

При этом в России отмечено серьезное увеличение заболеваемости онкологией. Так, только в Ростовской области врачи диагностируют более 14 тысяч случаев рака в год, а в регионах с более тяжелой экологической ситуацией и наличием вредных производств цифры могут быть в разы выше. Однако такой диагноз вовсе не приговор: своевременная и точная диагностика может как помочь с выбором метода лечения, так и отследить его эффективность. Во многих случаях пациентам удается добиться ремиссии, а иногда и полного излечения.

Проблемой, особенно в регионах России, остается доступ к эффективной и квалифицированной диагностике онкологических заболеваний. Наиболее точным методом сейчас является позитронно-эмиссионная томография, сопряженная с компьютерной томографией (ПЭТ/КТ): ни ультразвуковые исследования (УЗИ), ни обычная КТ или МРТ не могут с достаточной точностью локализовать опухоль. При этом в ПЭТ/КТ-диагностике используются крайне дорогие в производстве радиофармпрепараты, срок хранения которых не превышает 6—12 часов. Из-за этого долгое время данный вид медицинских услуг был доступен исключительно в Санкт-Петербурге, Москве и Европе. При этом потребность в нем оставалась огромной во всех регионах страны.

За семь лет национальная сеть центров ядерной медицины «ПЭТ-Технолоджи» создала при поддержке УК «РОСНАНО» и лично Анатолия Чубайса уже 11 диагностических центров в Москве, Курске, Белгороде, Екатеринбурге, Уфе, Липецке, Орле, Тамбове, Тольятти, Самаре и Ростове-на-Дону. Компанией построены также два производственных центра в Уфе и Ельце. Они оборудованы циклотронными комплексами, лабораториями синтеза радиофармпрепаратов, оборудованием для их упаковки и доставки в регионы авиа- и автотранспортом. Общая сумма инвестиций в проект уже превысила 4,4 миллиарда рублей. Как результат, спрос на ПЭТ/КТ-диагностику теперь будет во многом удовлетворен, причем для большинства пациентов по полисам ОМС.

Фото предоставлено пресс-службой «ПЭТ-Технолоджи»

Фото предоставлено пресс-службой «ПЭТ-Технолоджи»

Ядерная медицина сегодня состоит из трех главных направлений — радионуклидной диагностики и двух видов терапии: лучевой (прямое облучение) и радионуклидной (введение радиоактивных изотопов в опухоль). Во всех трех используются радиофармпрепараты, такие как, например, фтордезоксиглюкоза, которая применяется в ПЭТ/КТ-диагностике 95 процентов онкологических заболеваний. Ее созданием занимаются производственные центры «ПЭТ-Технолоджи» в Ельце и Уфе. Каждый день по заявкам из центров ядерной медицины там синтезируется и отгружается в достаточном количестве необходимый радиофармпрепарат. Затем максимально быстро — в течение шести часов — он доставляется к месту назначения авиа- или автотранспортом. Один циклотрон в Ельце сейчас обслуживает более шести диагностических пунктов в центральных регионах России, а уфимский — на Волге и Урале.

Машина для доставки радиофармпрепаратов. Фото предоставлено пресс-службой «ПЭТ-Технолоджи»
Машина для доставки радиофармпрепаратов. Фото предоставлено пресс-службой «ПЭТ-Технолоджи»

В этом аспекте компания копирует передовой европейский опыт. Там уже на протяжении 10—15 лет работают производственные площадки с циклотронами, которые обслуживают до 10—12 клиник. При этом ключевым моментом является правильная организация логистики. В российских условиях это наиболее трудная задача из-за больших расстояний и транспортных проблем, однако ее удалось эффективно решить.

Синтез радиофармпрепарата начинается ранним утром, где-то около часа ночи по местному времени. Он продолжается два часа, в ходе которых идет наработка радионуклида в циклотроне — двадцатитонном циклическом ускорителе, где облучается так называемая обогащенная вода. Всего на один цикл требуется около 1,5 миллилитра обогащенной воды. Из них в результате ядерной реакции получается изотоп фтор-18, он перегоняется по специальным трубкам в модуль химического синтеза, и через 23 минуты в автоматическом режиме получается радиофармпрепарат — фтордезоксиглюкоза. Она отличается от обычной глюкозы только тем, что в ней гидроксильная группа OH второго атома углерода замещена на атом фтора, поэтому ее общая формула выглядит так: 2-фтор-[18F]-2-дезокси-D-глюкоза.

Стоимость партии (1,5 мл) радиофармпрепарата (два часа загруженности производства) составляет от 400 000 рублей. При этом общие вложения в циклотронный радиохимический комплекс превышают 400 миллионов рублей.

Далее с радиофармпрепаратом проводится 11 специальных анализов, требуемых по стандарту государственной фармакопеи. С контейнером в центр приходят и все документы, где полностью подтверждено, что этот препарат годен, активность его достаточная, а по химико-физическим показателям он полностью соответствует тем параметрам, что прописаны в стандартах.

Транспортный контейнер, доставляемый спецмашиной, весит 20 килограммов. Он сделан из вольфрама и, несмотря на небольшие размеры, очень тяжелый и надежный.

Документы, сопровождающие партию радиофармпрепаратов. Фото предоставлено пресс-службой «ПЭТ-Технолоджи»

Документы, сопровождающие партию радиофармпрепаратов. Фото предоставлено пресс-службой «ПЭТ-Технолоджи»

Концентрация фтордезоксиглюкозы в 15 мл воды готового препарата измеряется в нанограммах. Полураспад составляет 109,8 минуты. Однако при производстве учитывается главным образом активность (в беккерелях). Она быстро уменьшается со временем, поэтому при синтезе закладывается длительность процесса доставки, количество и вес пациентов в конкретный день. Все эти факторы указываются в заявке, поэтому препарат производится с необходимым «запасом» активности, так чтобы он был все еще «рабочим» в момент использования для данного конкретного пациента (на 4—5 часов работы или 15—18 пациентов).

Важная часть оборудования центра — шкаф с дозкалибратором, созданный в порядке импортозамещения российской фирмой «Амплитуда». Сюда помещаются флаконы с радиофармпрепаратами, которые посредством дозкалибратора разделяются на несколько необходимых инъекций. Каждая доза в среднем составляет 250 мегабеккерелей на одного пациента весом 75 килограммов. Флакончика 15 мл хватает на 15 пациентов.

В процедурной комнате сестра получает дозированный радиофармпрепарат. Так как он очень дорог и количество его строго ограничено, то повторной возможности для его введения не будет. Медсестры должны быть очень опытными и действовать безошибочно, ведь большинство пациентов, приходящих на диагностику, прошли уже до восьми курсов химиотерапии и «целых» вен у них практически нет.

Фтордезоксиглюкоза — это неспецифический трейсер, она позволяет диагностировать до 95 процентов всех онкологических заболеваний. На нее полностью отсутствуют какие-либо аллергические реакции. Введенная внутривенно, фтордезоксиглюкоза повторяет начальный участок метаболического пути глюкозы, проникая из сосудистого русла в межклеточное пространство, а затем в клетки. Обычная глюкоза превращается в них в фосфат глюкозы, а трейсер — в [18F]-дезоксиглюкоза-6-фосфат. Он больше не вступает в какие-либо дальнейшие метаболические реакции и остается в клетках тканей человека в течение всего времени исследования, что позволяет измерить в них концентрацию радионуклида фосфор-18.

Суть диагностики заключается в том, что в отличие от здоровых клеток «свихнувшиеся» раковые клетки крайне прожорливы: они потребляют значительно больше ресурсов и обладают гораздо большим количеством фермента гексокиназы (именно он фосфорилирует глюкозу, извлекая из нее энергию и превращая в вышеописанный фосфат). Таким образом, клетки опухоли и метастазов быстрее всех остальных накапливают трейсер, что позволяет их четко различить на фоне всех остальных с помощью позитронно-эмиссионной томографии.

Помимо фтордезоксиглюкозы «ПЭТ-Технолоджи» также производит отдельные специфические трейсеры для диагностики опухолей в головном мозге (глиобластомы) и предстательной железе — это радиофармпрепараты фтортирозин и фторхолин.

Так как весь персонал работает с радиоактивными веществами, один из самых важных вопросов — это его безопасность. Для ее обеспечения все сотрудники имеют разнообразные дозиметры и другие измерительные приборы.

ПЭТ/КТ-диагностика при помощи фтордезоксиглюкозы позволяет делать три вещи. Во-первых, определить стадию развития онкологического заболевания. Как известно, самыми тяжелыми стадиями рака являются третья, когда опухоль достигает больших размеров, прорастает в другие ткани и органы, появляются метастазы в близлежащих лимфатических узлах, а также четвертая — с поражением метастазами удаленных от первичной опухоли органов. Поэтому, чтобы начать лечение, врач-онколог должен простадировать злокачественное новообразование посредством системы TNM (Tumor — Nodus — Metastasis), точно и последовательно сказать, где и как располагается первичная опухоль, есть или нет регионарные и отдаленные метастазы.

ПЭТ/КТ-диагностика помогает клиницисту полностью сформировать данный диагноз за одно исследование, так как позволяет отследить распространенность процесса во всем теле (вот здесь есть опухолевый очаг и его размеры в 3D вот такие, его объем такой-то и метастазы есть там, там и там, в таких-то и таких-то анатомических зонах). Важно учесть, что ПЭТ/КТ не предназначена для скрининга (когда опухоль только на стадии зарождения). Ее цель — ранняя диагностика метастатического поражения, то есть четкой локализации опухоли и ее метастазов.

Вторая функция — это оценка качества лечения любого типа — химиотерапии, лучевой терапии, хирургии. Уже на третий-пятый день можно установить эффективность химиотерапии, так как накопление радиофармпрепарата станет меньше. Таким образом, диагностика состоит из базового исследования и исследования в динамике (прогресса заболевания и результативности его лечения).

Третья немаловажная функция ПЭТ/КТ-диагностики — это установление точных границ опухоли. Больше никакой современный метод диагностики не дает возможности узнать ее реальные размеры для проведения лучевой терапии. Дело в том, что есть раковая опухоль, а есть параопухолевые ткани, в которых нет настолько активного метаболизма, поэтому данный метод позволяет прицельно «увидеть» только растущие раковые клетки, интенсивно потребляющие глюкозу и накапливающие радионуклиды, — очертить «мишень» для прямого излучения.

В большинстве диагностических центров «ПЭТ-Технолоджи» стоит типовая модель ПЭТ/КТ-сканеров General Electric. Это хороший томограф среднего класса, позволяющий делать до трех исследований в час. Он легко поддается дальнейшей модернизации, его можно улучшать, однако и сейчас его функционала более чем достаточно для всех нужд клиницистов-онкологов.

Это 16-срезовый компьютерный томограф. Здесь два кольца: одно кольцо — компьютерная томография и второе кольцо гентри — ПЭТ-томография. После инъекции фармпрепарата пациента кладут на деку стола томографа. Общее исследование занимает от 15 до 20 минут. Это чистое время сканирования, когда пациент находится в томографе. За четверть часа делается две реконструкции — компьютерная томограмма и ПЭТ-томограмма. На рабочей станции врача-диагноста эти два изображения совмещаются и накладываются. Так происходит привязка очагов метаболического накопления к конкретной анатомической зоне в 3D. КТ воссоздает анатомию, а ПЭТ «сажает» на нее функциональную физиологию накопления фармпрепарата.

В зависимости от вида трейсера существуют два протокола исследования. Первый (стандартный) — от затылочной кости до середины бедра. Второй (расширенный) — от затылочной кости до пяточной кости. Расширенный протокол применяется, например, при меланоме. А вот при лимфоме используется стандартный. Протокол и объем исследования выбирает исключительно лечащий врач пациента.

Фото предоставлено пресс-службой «ПЭТ-Технолоджи»

Фото предоставлено пресс-службой «ПЭТ-Технолоджи»

Для описания протокола позитронно-эмиссионной компьютерной томографии врач в России должен иметь два сертификата — врача-рентгенолога и радиолога. Таких специалистов в нашей стране нигде не готовят, поэтому в «ПЭТ-Технолоджи» ищут опытных рентгенологов, отправляют их на переподготовку в области радиологии, а затем предоставляют стажировки в клиниках.

90 процентов исследований в «ПЭТ-Технолоджи» выполняются по программе ОМС. 10—15 процентов пациентов платят за услуги посредством ДМС или прямой оплаты диагностики. На текущий момент компания уже провела более 72 тысяч ПЭТ/КТ-исследований, что составляет более 50 процентов всего объема ПЭТ/КТ-диагностики в России.

Фото предоставлено пресс-службой «ПЭТ-Технолоджи»

Фото предоставлено пресс-службой «ПЭТ-Технолоджи»

Вредно ли все это для пациента? Абсолютно нет. Россия — одна из самых жестких стран в области контроля за ядерной медициной и допуском радиофармпрепаратов. А вот благодаря наличию доступной диагностики продолжительность и качество жизни больных раком, особенно с третьей его стадией, могут быть существенно увеличены. Вопрос в другом — насколько много квалифицированных врачей-онкологов в регионах, способных в полной мере задействовать и использовать результаты современной диагностики.

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы

Живые сенсоры

Что окольцованные птицы и животные могут рассказать нам об окружающем мире

В августе на МКС заработает антенна российско-германского проекта ICARUS, при помощи которой ученые будут отслеживать передвижения птиц и животных. «Чердак» встретился с орнитологом Мартином Викельски, руководителем ICARUS, чтобы узнать, как проходит последний этап подготовки к запуску проекта, как сегодня окольцовывают птиц и животных и как козы предсказывают землетрясения.
Добавить в закладки
Комментарии

— Мартин, вы работаете над проектом ICARUS. Что это за проект?

— Проект ICARUS (International Cooperation for Animal Research Using Space — Международное сотрудничество по изучению животных при помощи космоса) — это совместный российско-германский проект, обе стороны вносят равный вклад в его реализацию. Со стороны России есть потрясающие космические системы, со стороны Германии — технологические разработки. Очень важно, что мы можем реализовать этот проект действительно быстро, потому что оборудование для проекта — антенна и бортовой компьютер — доставлено на МКС. Мы одни из первых, кто делает интернет вещей через спутниковые системы. По сути, это CDMA, множественный доступ с кодовым разделением каналов, такая цифровая коммуникация между космосом и землей в упаковке.

Проект посвящен изучению животных. Это очень важно еще и потому, что животные — наиболее совершенные «датчики» изменений в окружающем мире. Созданные человеком устройства хороши, они могут быть очень сложными, но животные чувствуют изменения в природе миллионы лет — они всегда лучше «покажут», если что-то начнет меняться в окружающей среде.

Мартин Викельски. Фото: Алиса Веселкова / Chrdk.

Мартин Викельски. Фото: Алиса Веселкова / Chrdk.

[ ... ]
Читать полностью

Как на Урале строили первый в СССР промышленный ядерный реактор

19 июня 1948 года под Челябинском заработал первый в СССР промышленный ядерный реактор

Реактор с кодовым обозначением А-1 решили построить между озерами севернее Челябинска, где впоследствии вырос закрытый город Озерск, подальше от любопытных глаз. Предназначен он был не для получения электричества. Первую в мире АЭС запустили только в 1954 году, а в А-1 собирались синтезировать плутоний. Как возводили один из ключевых военных объектов страны — в материале «Чердака».
Добавить в закладки
Комментарии

Атомы плутония-239 легко распадаются и, если собрать достаточно много радиоактивного металла в одном месте, позволяют запустить цепную реакцию с лавинообразным выделением энергии. Ядерное оружие, которое в 1945-м появилось у США и спешно разрабатывалось в СССР, требует именно таких материалов: плутония-239 или урана-235. Но уран-235 оказалось крайне сложно выделять из природного сырья, где преобладает уран-238. Плутоний-239 физики сочли более перспективным: его нет в природе, зато его можно синтезировать в ядерных реакторах.

Активная зона уран-графитового реактора. Фото: Игорь Кубединов / ТАСС
Активная зона уран-графитового реактора. Фото: Игорь Кубединов / ТАСС

Что значат числа рядом с элементами?

Число после названия элемента обозначает общее количество протонов и нейтронов в атомном ядре. У каждого элемента есть строго определенное число протонов, а нейтронов встречается то больше, то меньше. Эти разновидности, отличающиеся количеством нейтронов, называются изотопами элементов.

Новые распоряжения и сорванные сроки [ ... ]

Читать полностью

Грубый, как клешня

После успешного редактирования системой CRISPR-Cas клетки человека рискуют стать раковыми

Клетки человека, успешно отредактированные системой CRISPR-Cas9, скорее всего потом окажутся раковыми — узнали те, кто 11-го числа прочел свежий номер Nature Medicine. На фоне таких новостей стоимость «криспровых» фармкомпаний начала падать. «Чердак» кратко рассказывает о том, что именно напугало биржу биотехнологий, и рушат ли новые данные наши надежды на светлое генно-модицифированное будущее.
Добавить в закладки
Комментарии

Тревожные известия принесли сразу две независимые группы исследователей, статьи которых опубликовал журнал Nature Medicine в начале этой недели. Первая группа исследовала воздействие CRISPR-Cas9 на клетки сетчатки глаза человека, вторая — на плюрипотентные стволовые клетки.

Ученые пришли к одному и тому же выводу: белок p53, который специализируется на регулировании жизненного цикла клетки и не позволяет ей стать раковой, способен противостоять вмешательствам системы CRISPR-Cas в геном. Соответственно, если клетки человека были успешно отредактированы при помощи CRISPR-Cas, у них, с большой вероятностью, ген p53 или совсем не работает, или в результате мутации работает не совсем хорошо, иначе он бы помешал редактированию. А это значит, клети без подобного «противоракового предохранителя» с ненулевой вероятностью станут через некоторое время опухолевыми.

Бег с препятствиями

Система CRISPR-Cas9 — это иммунитет бактерий, они используют ее для борьбы с вирусами и бактериофагами, разрезая их ДНК, словно ножницами. Эту способность ученые открыли в начале 2000-х годов, а в 2012—2013 годах показали, что системы CRISPR-Cas могут работать не только в клетках бактерий. [ ... ]

Читать полностью