Физика помогает медицине: В Гатчине откроют центр по лечению опухолей глаз
На этот раз корреспондент Metro отправился в Гатчину, где в Петербургском институте ядерной физики НИЦ "Курчатовский институт" в ближайшие годы планируют открыть уникальный онко-офтальмологический центр
О катаракте и глаукоме слышали все. В отличие от этих распространённых патологий онко-офтальмологические заболевания, проще – онкология органов зрения, редки. Но и риски растут соответствующе. Подобный диагноз может привести (и на практике приводит) к летальному исходу. Центров, которые проводили бы профильные операции по этому направлению, в стране единицы. И нередко единственный способ спасти человека – удалить глазное яблоко, а здесь о сохранении зрения речь не идёт. Но решение есть, и оно ближе, чем многим кажется.
В ближайшие годы на базе Петербургского института ядерной физики им. Б.П. Константинова НИЦ "Курчатовский институт" (НИЦ КИ – ПИЯФ) планируют начать лечение онко-офтальмологических заболеваний с помощью лучевой, или протонной, терапии. Это будет одно из направлений использования базовой установки НИЦ КИ – ПИЯФ – циклотрона Ц-80. Циклотрон Ц-80 был введён в эксплуатацию осенью 2016 года.
Впервые инициатива создания циклотрона для подобных целей была озвучена в тогда ещё Ленинградском институте ядерной физики в 1992 году. Проект предлагал много новых, оригинальных решений. Это и ускорение отрицательных ионов водорода, и внешняя аксиальная инжекция, и вывод пучка методом стриппирования, а также многое другое. Энергия выведенного протонного пучка должна была быть 80 МэВ, а ток 100 мкА. Таких ускорителей в России нет. В заключительную фазу проект вступил в 2010-х, когда ПИЯФ вошёл в состав НИЦ "Курчатовский институт" и получил необходимое финансирование.
Физика вместо скальпеля
В конце прошлого века предшественник циклотрона Ц-80 использовался для опробования одной из методик, рассказывает Metro Владимир Максимов, заместитель директора по перспективным разработкам НИЦ "Курчатовский институт" – ПИЯФ. Только на базе НИЦ КИ – ПИЯФ прооперировали 1,4 тыс. человек. Ещё 4 тыс. пролечили в Институте теоретической и экспериментальной физики (также входит в НИЦ "Курчатовский институт"), учёные которого стали пионерами нового метода – протонной, или лучевой, терапии – в мировом масштабе. Цифры тем более впечатляющие, если учесть, что по данному направлению в разных странах на текущий момент сделано несколько десятков тысяч операций.
Протонная терапия представляет собой альтернативу хирургическому вмешательству. Когда опухоль нельзя вырезать, её можно подвергнуть лучевой терапии, чтобы избавиться от раковых клеток. Формируется пучок частиц с заданными характеристиками, которые не затрагивают здоровые ткани.
– Самое страшное заболевание – это меланома глаза, которое очень быстро даёт метастазы, и человек погибает, – рассказывает Евгений Иванов, заведующий ускорительным отделом НИЦ "Курчатовский институт" – ПИЯФ. – И самый эффективный метод здесь – это протонная терапия: попасть в опухоль, чтобы она прекратила свой рост или исчезла.
Миллиметр вправо, миллиметр влево...
Разумеется, технология в 90-е была разработана на уровне технических средств, которые существовали в те времена, продолжает Максимов.
– С того момента всё ушло далеко вперёд: и в научном, и в техническом плане. Поэтому на базе нашей установки создаётся новый центр, – говорит эксперт.
Реализация проекта требует комбинации непростых решений. Циклотрон Ц-80 готов к работе, но учёным необходимо доделать систему вывода и доработать специальное кресло-позиционер, которое является отдельным сложным механизмом. Оно не менее важно, чем сама установка, поскольку для успешного облучения орган необходимо зафиксировать. А в случае с человеческим глазом, в отличие от внутренних органов, это невозможно, что ставит под угрозу результат. Миллиметр вправо или влево – уже существенно. Кресло-позиционер, создаваемое под руководством НИЦ "Курчатовский институт" – ПИЯФ, – уникальная разработка, не имеющая аналогов в мире. Оно отвечает за правильное положение пациента относительно луча.
– В целом сама система наведения и фиксации глазного яблока – на самом деле целый комплекс систем, которые должны быть связаны единым компьютерным центром, – рассказывает Максимов. – И если человек моргнул или отвёл взгляд, алгоритм должен дать команду на то, чтобы пучок прервался, при этом за долю секунды.
Немного денег и много работы
При положительном стечении обстоятельств первых пациентов НИЦ "Курчатовский институт" – ПИЯФ примет через три года, прогнозируют учёные. Кроме финансирования, которое в данном случае называют "относительно небольшим", необходимо в первую очередь выстроить защиту в здании, где располагается циклотрон Ц-80. "Сомбреро", как его в шутку называют сотрудники.
– Чтобы устройство заработало на полную мощность, существующей защиты не хватает, – говорит Евгений Иванов. – Поток нейтронов будет мощнейший.
После этого нужно зарегистрировать медицинское изделие и закончить строительство клиники. Тогда станет возможным проведение первых сеансов терапии.
– Научные исследования все завершены, – говорит Максимов. – Теперь идут конструкторские и строительно-монтажные работы. При наличии финансирования мы за три года всё завершим.
От глаза к умным молекулам
Впрочем, это направление применения циклотрона Ц-80 в медицинских целях – далеко не единственное. Другое – наработка изотопов, которые могут использоваться в диагностических и терапевтических целях. В первом случае это ПЭТ – позитронно-эмиссионная томография, во втором – терапия онкологических заболеваний: в частности, разработка радиофармпрепаратов. Если упрощать, то с их помощью в поражённую клетку можно доставить необходимое вещество – к примеру, изотоп йода.
– Это совместимые с человеческим организмом умные молекулы, в которых есть специальные рецепторы, – продолжает Максимов. – На основе антител они по биохимическому принципу находят раковые клетки, неся в себе изотопы, и их разрушают.
Михаил Ковальчук:
президент Национального исследовательского центра "Курчатовский институт":
- Ц-80 – это один из самых больших протонных циклотронов Европы, он создан по российскому проекту совместными усилиями учёных НИЦ "Курчатовский институт" – ПИЯФ и НИИ электрофизической аппаратуры им. Ефремова. Циклотрон способен генерировать пучки протонов с энергией в уникальном диапазоне (от 40 до 80 МэВ), что открывает широкие возможности для получения радиоизотопов в интересах ядерной медицины. В рамках проекта "Ядерная медицина" на комплексе Ц-80 специалисты НИЦ "Курчатовский институт" и Росатома будут вести работы по получению радиоизотопной продукции для создания радиофармпрепаратов. Таким образом, с одной стороны, мы резко увеличим производство радиофармпрепаратов для внутреннего применения. С другой стороны, симбиоз уникальных технологических мощностей Росатома и научных компетенций Курчатовского института позволит быстро разработать и внедрить в практику уникальные изотопные продукты.
Михаил Ковальчук.
НИЦ "Курчатовский институт", "Metro"
Фото: