"Российское Общество Ядерной Медицины"

Информационно-аналитический портал
 

Нейтронная терапия и перспективы ее внедрения

 

За последние 30 лет достигнут значительный прогресс в применении специализированных форм радиотерапии онкологических заболеваний, которые в одном или нескольких отношениях отличаются от исторических стандартов. Такие новые подходы включают протонную терапию, терапию тяжелыми ионами, терапию, использующую искусственно созданные нейтронные мишени внутри опухоли, нейтронную радиотерапию. Эти новые подходы в ряде случаев весьма эффективны и дарят надежду большому числу пациентов, которым не способна помочь традиционная лучевая терапия. Нейтронозахватная терапия (НЗТ) и терапия быстрыми нейтронами (ТБН) являются такими новыми методиками.


Нейтронозахватная терапия (НЗТ) –отдельный вид нейтронной терапии. НЗТ– это бинарный метод, который состоит вприменении двух отдельных составляющих. Применение этих составляющих отдельно друг от друга не имеет смысла, но в комплексе производит селективное поражение раковой опухоли. В НЗТ вещество-поглотитель нейтронов (в настоящее время главным образом применяется изотоп бора 10B и, соответственно, бор-НЗТ, или БНЗТ) селективно накапливается враковых тканях после введения больномуподходящего борсодержащего фармпрепарата. В определенное время после приемапрепарата в облучаемой области вводится поле эпитепловых нейтронов. Это поле эпитепловых нейтронов внутри организма больного создается внешним пучком нейтронов из небольшого ядерного реактора или нейтронного источника на основе ускорителя. Тепловые нейтроны в объеме мишени взаимодействуют с ядрами бора 10, который имеет очень большое сечение поглощения. Каждое такое поглощение заканчивается образованием альфа-частицы и иона лития. Эти две высокоэнергетичные частицы тормозятся, оставляя всю энергию в пределах объема, сравнимого с размерами раковой клетки, что с высокой вероятностью заканчивается ее гибелью в результате повреждения ДНК. Этот процесс дает возможность весьма избирательного поражения раковых опухолей при сохранении находящихся рядом здоровых клеток. В настоящее время интерес к БНЗТ возрождается как следствие успехов, достигнутых в Японии, а также по причине развития технологий для успешного проведения терапии. Исследования инициированы в США, Европе и с 2006 года – в Южной Америке.

Источники нейтронов на основе ускорителей частиц и сопутствующие технологии, вероятно, будут играть важнейшую роль для будущих работ по БНЗТ как клинической технологии. Поколение современных реакторных источников эпитепловых нейтронов весьма эффективно служит в качестве основного источника нейтронов во всех проводящихся исследованиях и будет продолжать работать в обозримом будущем. Однако по ряду причин исследователи считают, что дальнейшее клиническое развитие технологии БНЗТ, как и окончательный перенос технологии БНЗТ в клинику, потребует источников нейтронов на основе ускорителя скорее, чем источников на основе реактора.

Предыдущие совместные исследования ФЭИ, МРНЦ и ВНИИЭФ, так же как LBNL и INL, успешно демонстрируют разработку в России основных необходимых технологий для неограниченной клинической реализации, основанных на ускорителе БНЗТ и ТБН. Мы настроены интегрировать эти технологии в завершенную клиническую установку, расположенную в ФЭИ, которая станет прототипом для серийных клинических установок на базе современных ускорителей типа RFQ, опыт разработки которых имеет ИФВЭ (первый разработчик этого типа ускорителей), а также НИИЭФА и ИТЭФ.

В ФЭИ успешно адаптирован существующий сильноточный ускоритель для задач БНЗТ. Ускоритель КГ-2,5, расположенный в ФЭИ, успешно работает с током до 2 мА и энергией пучка протонов 2,3 МэВ. Планируется дальнейшая модернизация ускорителя с целью увеличения протонного тока до 5 мА. Была разработана и испытана подходящая литиевая мишень, в которой происходит генерация нейтронов из реакции 7Li(p,n)7Be и которая способна работать при большой тепловой нагрузке (6 кВт/см2), связанной с большим протонным током. Данная разработка включает в себя технику нанесения слоя лития на ее поверхность, методику использования мишени на ускорителе и ее дальнейшей утилизации с учетом проблем, связанных с наработкой в ней радиоактивного нуклида 7Be. Кроме того, ФЭИ выполнил разработку и изготовление блока замедления-формирования эпитеплового нейтронного пучка. Блок состоит из фторида магния и фторопласта. Он оптимизирован для терапии метастазов меланомы конечностей, некоторых опухолей головы и шеи и, возможно, некоторых неглубоко локализованных глиобластом. Этот блок замедления-формирования преобразует спектр нейтронов, вылетающих из литиевой мишени, в эпитепловой спектр нейтронов (нейтроны, имеющие энергию от 1 эВ до 10 кэВ), пригодный для применения в БНЗТ. При выполнении этой задачи в ФЭИ были впервые в мире выполнены прямые измерения методом времени пролета энергетических спектров нейтронов, покидающих замедлитель-формирователь. Достаточно хорошее согласие измеренных эпитепловых спектров нейтронов с результатами расчетов методом Монте-Карло убедительно доказали возможность широкого использования расчетного моделирования для планирования БНЗТ.

Наряду с созданием на основе ускорителя уникального источника нейтронов для БНЗТ в ФЭИ также изучена возможность получения на базе одного и того же ускорителя пучков быстрых нейтронов с различными терапевтическими характеристиками. Результатом этих исследований явилось предложение использования источников нейтронов на основе реакции 7Li(p,n)7Be для осуществления бустовой нейтронной терапии и реакции 7Li(d,n)24He для одновременной сочетанной терапии быстрыми нейтронами (нейтроны с энергией 10–16 МэВ) и электронами со средней энергией 6,5 МэВ, источником которых является радионуклид 8Li, образующийся в одновременно идущей реакции 7Li(d,p)8Li.

ФЭИ и МРНЦ имеют лидирующие позиции в России в интеграции использования различных технических достижений в клиническую практику и имеют целью начало их клинического использования уже в текущем году.

Наконец, как часть программы передачи в клиническое использование созданной установки методология проведения БНЗТ для пациента формализована и документирована. Проведена оценка оптимального вклада БНЗТ в дозу при сочетанной терапии (БНЗТ + гамма или электронная терапия) с использованием клеточного материала и животных. Ведется разработка методики измерения концентрации 10B в опухоли, окружающей ее здоровой ткани, коже и крови животных после введения борсодержащего фармпрепарата. На очереди – разработка и реализация протокола клинического использования БНЗТ для лечения пациентов с глиобластомой и меланомой. Созданная в ГНЦ РФ-ФЭИ экспериментальная клиническая установка для БНЗТ и ТБН является наиболее совершенной и технически передовой в мире. Накопление опыта ее использования создаст базу для коммерческого использования технологий нейтронной терапии в любых онкологических центрах, имеющих ускорительные нейтронные источники, даст ход целой серии инновационных бизнес-решений и откроет новые возможности для спасения жизни людей.

В. КОНОНОВ, О. КОНОНОВ, Б. ФУРСОВ

Источник: «Атомпресса»

 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Центр Атоммед