Радиотерапевтическое применение изотопов в онкологии

Радиобиологические основы лучевой терапии опухолей. Радиационная терапия злокачественных образований, несомненно, должна быть поставлена на первое место в лечебном использовании радиоизотопов. Основой радиотекрапии опухолей является резкое отличие в радиобиологической чувствительности нормальных и раковых клеток. Опухоль развивается, ее клетки постоянно делятся, а в состоянии митоза клетка особенно чувствительна к действию радиации.

Механизмы селективной радиочувствительности. Поэтому при облучении больного раковые клетки разрушаются значительно интенсивнее здоровых. Чем злокачественнее опухоль, тем быстрее она растет, тем чаще возникают митозы, тем выше радиобиологическая чувствительность. С чисто физической точки зрения это явление объясняется тем, что молодые клетки содержат относительно большое количество воды, активно взаимодействующей с излучением.

Технические средства гамма-терапии и свойства кобальта-60. После того как было открыто и освоено в промышленных масштабах производство радиоизотопов, ведущее место в лучевой терапии занял радиоизотоп ⁶⁰Co, в значительной степени вытеснивший радий и мезоторий, неудобные по ряду причин — смешанное излучение, широкий спектр частот, требующий фильтровки, и т. д. Изотоп ⁶⁰Co очень удобен, обладает сравнительно большим периодом полураспада — 5,3 года, относительно дешев, дает однородный спектр γ-излучения и β-частиц малой энергии, легко поглощаемых фильтром из никеля.

Устройство и принцип работы аппликаторов и дистанционных установок. В настоящее время в клиниках широко используются установки ГУТ-СО-1200, «Луч» и др. С их помощью можно осуществлять терапию опухолей, расположенных на глубине до 15 см от поверхности кожи. В такой установке радиоактивный кобальт располагают в облучателе, который называется кобальтовой пушкой или гамма-пушкой. Как показано на рис. 1, внешний вид облучателя (а) и его разрез (б) демонстрируют особенность конструкции. Радиоактивный кобальт Co хранится в свинцовом шаре Ш, укрепленном на подставке, дающей возможность направлять тубус на облучаемое поле. С помощью стержня M, соединенного с радиоактивным веществом, последнее можно передвигать вдоль паза внутри шара. Только на время облучения кобальт ставят против отверстия O основания тубуса T. Эта операция осуществляется дистанционно.

Рис. 1. Схема кобальтовой пушки.

Методики изотопной терапии и индуцированный мутагенез. Радиоизотопы фосфор-32 и стронций-90 успешно применяются при лечении некоторых кожных и глазных заболеваний — капиллярных ангиом, экземы, псориаза, раковых и предраковых поражений кожи. Для этого пропитанную раствором радиоизотопа и затем высушенную фильтровальную бумагу в целлофановом конверте прикладывают к пораженному участку. Так как все перечисленные радиоизотопы являются α-излучателями, то вследствие малой длины пробега α-частиц здоровые ткани при таком методе лечения почти не повреждаются.

Применение специфических радиофармпрепаратов. Мы говорили и о радиоизотопе йод-131; он оказался пригодным и для терапии раковых заболеваний щитовидной железы. Вообще этот изотоп буквально создан для радиотерапии — он быстро теряет активность (период полураспада 8,1 суток), избирательно накапливается в щитовидной железе, излучает β-электроны, достаточно жесткие для воздействия на ткань самой железы, но еще слишком мягкие, чтобы поражать окружающие ткани. Иод-131 оказывает терапевтическое действие и при других заболеваниях щитовидной железы (гипертиреоз, диффузный зоб). Поскольку терапевтическая доза значительно превосходит диагностическую, рассмотренные выше свойства радиоиода оказываются особенно ценными.

Таргетная терапия гематологических и онкологических патологий. Менее пригоден радиоизотоп фосфор-32 (T = 14,3 суток, более жесткое излучение), однако и он применяется при лечении эритремии, если другие средства оказываются малоэффективными. Фосфор-32 избирательно накапливается в костной ткани и оказывает подавляющее действие на размножение эритроцитов, тем самым подавляется и развитие болезни (избыток красных кровяных телец). Радиофосфор применяется и при лечении хронического лейкоза (белокровье). Радиоизотоп золото-198 в виде коллоидного раствора вводится непосредственно в опухоль. Так как благородный металл не обладает химическим действием на ткани, то золото не рассасывается, и процесс β-, γ-облучения идет непрерывно, пока сохраняется активность препарата. Лучевые поражения при этом не успевают возникнуть вследствие малого периода полураспада (T = 2,7 суток).

Открытие радиоиндуцированного мутагенеза и значение в биологии. Отметим в заключение, что ионизирующие излучения способны вызывать появления мутаций — новых наследственных признаков организма. Это явление, открытое Г. А. Надсоном и Г. С. Филипповым, может быть использовано для искусственного отбора, направленного изменения наследственных признаков. Так появилась новая наука — радиобиология и радиационная генетика, которая получила практическое применение в фармакологии (культивирование плесени и грибков, используемых при производстве антибиотиков). Ниже приводится табл. 1, в которой указаны широко применяемые в медицине искусственные радиоактивные изотопы.

Таблица 1. Искусственные радиоактивные изотопы, применяемые в медицине.

Сведения об авторах и источниках:

Авторы: Е. А. Безденежных, И. С. Брикман

Источник: Физика в живой природе и медицине

Данные публикации будут полезны учащимся старших классов общеобразовательных школ, учителям физики и биологии, учащимся и преподавателям средних медицинских учебных заведений, а также студентам первых курсов медицинских институтов, биологических факультетов университетов и педагогических институтов.