Идея нейтронзахватной терапии заключается в том, чтобы избирательно поражать излучением только раковые клетки, только раковые ткани и не трогать здоровые. В случае с конвенциональной лучевой терапией это происходит путем сложных методов фокусировки луча, сложной коллимации луча, сложного движения ускорительной головки (так называемой модуляции интенсивности луча). Но есть и другой метод. Он связан с тем, чтобы добавить в опухоль такое вещество, которое бы наиболее интенсивно поглощало излучение, что приводило бы к выделению энергии в нужном нам объеме опухоли.

Борная терапия

Идея была высказана еще до войны в разных странах, в том числе и в СССР. Но реальное практическое воплощение она получила уже после войны, начиная с Японии. Метод является дорогим, потому что требует, как правило, использования ядерного реактора. Метод является громоздким, но для таких вещей, как лечение некоторых опухолей головного мозга, он весьма перспективен и до сих пор применяется.

Наиболее распространена так называемая борная нейтронзахватная терапия. Она заключается в том, что у изотопа бор-10 повышенная поглощаемость нейтронов. Он очень хорошо поглощает нейтроны. Это было известно физикам-ядерщикам и инженерам по конструированию ядерных реакторов: бор используется в реакторах как поглотитель тепловых нейтронов, предварительно замедленных замедлителем (обычно водой). И ученые решили вводить в опухоль препарат, содержащий бор. Бор тогда поглощает тепловой нейтрон и распадается на ядро лития-7 и альфа-частицу. Обе эти частицы являются заряженными с очень коротким пробегом. Таким способом очень большая энергия поглощается в маленьком объеме. Такова идея такой адресной доставки энерговыделения в опухоль.

Рекомендуем по этой теме:
7779
Нанохимия в лечении рака

Поскольку нейтронзахватная терапия дорогая, она существует, как правило, в ограниченном количестве центров. Открытие центров нейтронзахватной терапии целесообразно там, где имеются ядерные реакторы и персонал, способный их эксплуатировать. Приспособление реакторов под медицинские нужды связано как с техническими, так и с юридическими проблемами. Ведь реакторы общего назначения — исследовательские, энергетические и так далее — не являются медицинскими устройствами. Поэтому для нейтронзахватной терапии предпочтительно строительство специализированных реакторов медицинского назначения.

Описание метода

В опухоль вводится препарат, содержащий бор. Это может быть меркапто-додекаборат, это могут быть какие-то другие препараты. Но, главное, они содержат изотоп бор-10, который интенсивно поглощает тепловые нейтроны. Как удержать бор-10 в опухоли — это большая проблема. Для этого используют разные методы. Самым простым, самым прямолинейным является просто вкалывание этого препарата в артерию, которая питает опухоль. Можно даже вводить препарат интратуморально, и тогда некоторое время он будет избирательно находиться преимущественно в опухоли.

Если же мы хотим добиться избирательной туморотропности препарата, то можно использовать, например, комплексы, которые обладают повышенным сродством к ростовым факторам, которые в изобилии имеются в мембранах опухолевых клеток. В рамках такого подхода борсодержащий препарат помещают в состав комплекса, имеющего антитело, например, к какому-то повышенно экспрессирующемуся в опухоли белку, скажем к одному из ростовых факторов. Ростовые факторы повышенно экспрессируются в опухоли на мембранах опухолевых клеток. И потом больного подставляют под пучок тепловых нейтронов, который выходит, как правило, из реактора, и облучают. Поскольку этот метод является с пространственной точки зрения прецизионным, он годится, например, для опухолей, которые в головном мозгу, в голове и шее.

Эффективность нейтронзахватной терапии

Эффективность терапии сильно зависит от типов опухоли. Лучевая терапия показана не для всех опухолей. Это вопрос больше биологический, чем физико-технический. Иногда даже врачи-клиницисты не знают, какому больному, например, поможет лучевая терапия, тот или иной ее вид. Есть, конечно, рекомендации, что при той или иной нозологической форме рака рекомендована лучевая терапия, есть рекомендации, что при другой нозологической форме она не рекомендована.

Случаи, где она не рекомендована, мы сразу отсеиваем. В случаях, где она рекомендована, конкретному больному она может помочь, а может не помочь. В нашей лаборатории разработана программа «Онкофайндер», которая методом машинного облучения подбирает тот способ лечения рака, который бы, исходя из транскриптомного (генно-экспрессионного) портрета опухоли, а также из картины изменений в сигнальных путях, оказался бы наиболее эффективным для данного пациента.

Наша программа «Онкофайндер» пока коммерциализирована только для химиотерапии, а также для таргетных препаратов. Но это то же самое машинное обучение на сигнальных путях и на генной экспрессии может быть использовано и для распознавания ответчиков и неответчиков на любой другой метод лечения рака, в том числе и на лучевую терапию. Это означает, что метод «Онкофайндер», связанный с анализом сигнальных путей и их активации, может быть применен и для анализа и определения ответчиков и неответчиков на лучевую терапию. С лучевой терапией положение облегчается тем, что методов лучевой терапии существует хотя и много, но, конечно, не так много, как методов медикаментозной терапии рака.

Другие методы

Есть изотопы, которые поглощают тепловые нейтроны еще лучше, чем бор, например гадолиний-157. Но гадолиний — тяжелый металл, он токсичен. Гадолиний трудно удержать в опухоли. Если даже для борных препаратов избирательная туморотропность еще оставляет желать лучшего, то для гадолиния пока удовлетворительного препарата для человека не найдено. Поиски подходящей для терапии фармацевтической формы гадолиния-157 идут среди нанометрических фракций этого металла. Такие наночастицы, возможно, удастся адресно доставлять в опухоль. Пока такие эксперименты ведутся только на животных, а людей с помощью гадолиниевой нейтронзахватной терапии еще не лечат.

Более дешевым вариантом захватной лучевой терапии является фотонзахватная терапия. При фотонзахватной терапии низкоэнергетическое фотонное, как правило, рентгеновское излучение направляют на опухоль, в которую предварительно ввели какой-нибудь тяжелый и поэтому интенсивно поглощающий фотонное излучение элемент.

В чем преимущество такого метода? Рентгеновская трубка гораздо дешевле, чем реактор и даже медицинский ускоритель. Кроме того, для фотонпоглощающих препаратов проще добиться адресной доставки в опухоль. Поэтому фотонзахватная терапия в качестве массового метода существенно перспективнее нейтронной. Она сильно дешевле, чем современные ускорительные установки для облучения фотонами раковых опухолей с модуляцией интенсивности, с прецизионной фокусировкой луча, с прецизионным коллимированием, с постоянным динамическим облучением при вращении облучающей головки ускорителя. К тому же рентгеновская трубка гораздо компактнее по сравнению с ускорителем. Она может быть переносной, она может быть установлена в какой-нибудь дальней деревне, в стойбище малых народов, в отдаленной местности и так далее — там, где обстановка не позволяет использовать даже такие массовые приборы, как ускоритель.

Нейтрон и фотонзахватная терапия для этого не единственный метод. Есть, например, стереотаксическая радиохирургия для облучения опухолей головного мозга, головы и шеи. При стереотаксической радиохирургии больного облучают тонкими пучками фотонного излучения. Это может быть гамма-излучение кобальта, как на установке гамма-нож, в которой сотни тонких коллимированных пучков. Это может быть портативный ускоритель, который находится на роботе-носителе и может облучать опухоль практически с любой позиции. Благодаря этому достигается прецизионная фокусировка энерговыделения в опухоли.

Вот, в принципе, конкуренты метода борной нейтронзахватной терапии. Они также используют прецизионное энерговыделение и могут быть дешевле, чем реактор. В связи с развитием таких методов, как радиохирургия, роль реакторной борной нейтронзахватной терапии, конечно, будет весьма скромной, то есть не будет массовым методом, но для определенных видов опухолей она возможна и требует развития.

Рекомендуем по этой теме:
18728
Методы биотерапии рака

Это может быть, с другой стороны, протонная терапия, а также терапия на тяжелых ионах. Там тоже идет фокусировка энерговыделения, но за счет так называемого пика Брэгга. Дело в том, что у тяжелых заряженных частиц, каковы, например, протоны, львиная доля энерговыделения происходит на последних миллиметрах их трека. Из-за этого есть возможность при управлении энергией тяжелой заряженной частицы, выходящей из ускорителя (это сотни мегаэлектронвольтов, как правило), менять глубину проникновения этого пучка, а значит, и глубину энерговыделения. Частица проходит до последних миллиметров практически без взаимодействия, не поражая окружающих тканей.

Вообще, практически все методы лучевой терапии, которые развиваются в последние несколько десятилетий (лет 20–30), направлены на фокусировку энерговыделения внутри опухоли. Методов, как мы видим, много. С точки зрения и физики, и техники, и биологии это совершенно разные методы, а общая направленность на повышение прецизионности энерговыделения в границах опухоли их роднит.

Какой будет лучше, трудно сказать. Для каждого из методов существует своя ниша. Но есть один, наиболее пригодный для массовой терапии, — это, безусловно, ротационное облучение с модуляцией интенсивности на обычных высокоэнергетических ускорителях с прецизионными динамическими коллиматорами. Для головы и шеи, для нейроонкологии перспективны также радиохирургия и нейтронзахватная терапия; в еще более редких случаях, чем нейтронзахватная терапия, может быть полезна терапия на тяжелых заряженных частицах. И для каких-то портативных госпиталей мы будем иметь фотонзахватную терапию. Таким образом, универсальных методов (панацеи) в лучевой терапии нет.