Insiden kanker meningkat, dan sejumlah makalah ilmiah menunjukkan bahwa situasi serupa akan terus berlanjut di masa depan. Umat manusia perlu menemukan cara untuk mengurangi jumlah korban penyakit ini. Salah satu metode tersebut adalah kedokteran nuklir. Jika sebelumnya, dalam kerangkanya, bagian-bagian tubuh yang diperlukan disinari dari luar, sekarang semakin sering, zat radioaktif terarah digunakan dari dalam. Ada kemajuan serupa di bidang diagnostik. Berapa banyak ini akan membantu dan apakah obat "atom" memiliki pekerjaan penting lainnya?
Lagi pula, ada ancaman lain: tidak terlalu keras, tetapi "tahan lama", mencuri banyak nyawa setiap tahun. Dari kanker pada 2018, menurut perkiraan WHO, 9,6 juta orang meninggal. Jadi, setiap kematian keenam di planet ini berasal dari penyakit ini, dan bagian ini ditakdirkan untuk tumbuh.
Hari ini, umat manusia ditangkap - terlepas dari keinginannya - oleh satu topik medis utama: virus corona. Ini tidak mengherankan: dalam tiga bulan terakhir saja, hampir setengah juta orang telah meninggal karenanya. Tapi tetap saja, tidak peduli seberapa kuat virus corona baru, pengaruhnya akan bertahan selama bertahun-tahun, sementara umat manusia mungkin tidak akan pernah bisa menyingkirkan beberapa penyakit.
Artikel ini juga tersedia dalam format podcast.
Pada tahun 2018, sekelompok ilmuwan Swiss, dalam sebuah artikel di jurnal ilmiah peer-review BMC Cancer, menunjukkan bahwa risiko kanker (dan secara tidak langsung menyebabkan kematian) memiliki hubungan yang kuat dengan kesuburan. Dalam keluarga yang memiliki lebih sedikit anak (atau tidak memiliki anak sama sekali), kanker akan lebih sering terjadi, dan kesenjangannya dapat mencapai dua kali atau lebih. Pada 1990-1995, di seluruh dunia, rata-rata jumlah anak per wanita dalam hidupnya adalah 3,02, dan pada 2010-2015 hanya 2,22.
Dengan kata lain, selama beberapa dekade terakhir, kejadian kanker seharusnya meningkat. Sejumlah penelitian mengklaim bahwa memang demikian, meskipun sulit untuk menemukan secara andal: kualitas diagnostik telah berubah secara nyata selama beberapa dekade terakhir, dan tumor saat ini terdeteksi lebih andal.
Lebih penting lagi, kanker akan menjadi lebih sering di masa depan, dan proporsi orang dengan itu di usia pertengahan dan muda akan meningkat bahkan lebih dari pada populasi umum. Sebenarnya, prosesnya telah berlangsung lama: orang berusia 25-39 tahun yang lalu di Amerika Serikat sangat jarang menderita kanker, tetapi hari ini risikonya bagi mereka telah tumbuh satu setengah kali dan meningkat.
Negara-negara bagian penting di sini justru sebagai contoh: dengan probabilitas tinggi, proses yang sama harus terjadi di seluruh dunia, tetapi untuk sebagian besar negara, termasuk Rusia, penurunan usia rata-rata pasien kanker masih belum dipantau.
Sekali lagi, peningkatan insiden kanker itu sendiri tidak berarti peningkatan kematian yang tak terhindarkan: berkat sarana diagnosis dan pengobatan yang semakin efektif, hanya insiden kanker yang meningkat, tetapi jumlah kematian akibat kanker meningkat di sana. agak moderat. Dan jika kita memperhitungkan penuaan populasi, maka itu bahkan secara bertahap berkurang. Tren serupa dapat dilihat di seluruh dunia (lihat grafik). Sebuah pertanyaan serius muncul: apa yang harus dilakukan?
Sel kanker adalah sel yang bermutasi dari orang yang sakit, jadi tidak mungkin untuk membuat vaksin darinya. Sekitar satu dari delapan orang menghadapi kanker sepanjang hidup mereka. Di negara maju lebih sering (di Inggris, menurut ilmuwan lokal, setiap detik), di negara berkembang - agak lebih jarang. Artinya, setidaknya satu miliar vaksin individu perlu dikembangkan (setelah semua, dalam setiap kasus, garis sel kanker pasien akan menjadi unik). Jelas, ini adalah tugas yang luar biasa.
Mungkin meracuni sel kanker tumor manusia dengan semacam analog antibiotik? Sayangnya, mereka sangat mirip dengan kita yang normal dan sehat sehingga sangat sulit untuk menemukan obat yang hanya akan membunuh sel kanker. Dan seringkali sangat sulit untuk membatasi penyebaran obat yang dimasukkan ke dalam tubuh ke seluruh tubuh.
Banyak obat kemoterapi menghambat pembelahan sel-sel sehat dalam tubuh, dan sel-sel yang membelah lebih sering daripada yang lain, akibatnya, secara dramatis mengurangi jumlahnya. Rambut rontok dimulai, penurunan tajam dalam kekebalan dan penurunan jumlah sel darah.
Akibatnya, pengobatan berubah menjadi proses di mana tubuh pasien dan tumornya dirugikan. Oleh karena itu, obat mujarab dari kemoterapi tidak bekerja, meskipun dalam banyak kasus (termasuk ketika jenis terapi lain tidak dapat diterapkan) menyelamatkan nyawa manusia.
Terapi kontak: langkah pertama
Di Rusia, Institut Penelitian Ilmiah Teknologi Radiasi All-Union (hingga 1989), sekarang NIITFA, adalah pengembang utama peralatan yang digunakan dalam kedokteran nuklir, serta konduktor pengenalannya ke dalam praktik klinis.
Perkembangannya pada tahun 1970 yang menjadi perangkat serial pertama di dunia untuk terapi radiasi kontak (AGAT-B). Kemudian beberapa generasi sistem serupa dikembangkan di sana (AGAT-VT, S, P, PM1, B, B3). Cobalt-60 dan iridium-192 digunakan sebagai sumber radiasi di dalamnya.
Secara umum, peralatan tersebut sesuai dengan tingkat perkembangan teknologi pada masanya. Sumber radionuklida tidak disuntikkan langsung ke jaringan yang terletak jauh di dalam tubuh: biasanya dikirim ke salah satu rongga tubuh pasien (misalnya, ke dalam vagina saat mengobati kanker serviks).
Dalam hal ini, radionuklida yang bekerja itu sendiri terletak di lampiran yang kompak - yang disebut endostat. Karena kenyataan bahwa ketika disuntikkan ke dalam rongga tubuh manusia, jarak ke tumor yang diserang berkurang tajam, efek samping dari terapi tersebut terasa lebih sedikit daripada dengan radiasi standar.
Tetapi setelah Chernobyl, organisasi mulai "demam": sikap masyarakat terhadap kedokteran nuklir (dan secara umum segala sesuatu dengan kata "nuklir") berubah secara dramatis. Awalnya, institut itu berganti nama, menghilangkan kata "radiasi" dari namanya (untuk waktu yang singkat menjadi Institut Penelitian Ilmiah Fisika Teknis dan Otomasi All-Union, VNIITFA, kemudian kata "All-Union" dihilangkan). Namun demikian, seperti yang akan kita lihat di bawah, pekerjaan di bidang kedokteran nuklir tidak berhenti di sini.
Penghancuran Terkendali: Bagaimana Radionuklida Menjadi Garis Pertahanan Kritis Terhadap Kanker
Cara yang paling menjanjikan untuk melawan tumor saat ini dianggap obat yang mengandung zat fisil aktif, tetapi tidak menyinari tubuh dari luar, tetapi disuntikkan langsung ke dalamnya.
Sekarang obat-obatan semacam itu di seluruh dunia mencoba untuk dipertimbangkan dalam satu kompleks: mereka disebut RFLP (obat radiofarmasi), dan jumlahnya terus bertambah, serta frekuensi penggunaan dalam praktik klinis.
Beberapa dari mereka digunakan untuk diagnostik - misalnya, memantau penyebaran "tag" radioaktif yang lemah memungkinkan Anda untuk menilai masalah dengan aliran darah atau melacak tumor yang sama.
Radiofarmaka ini mengandung konsentrasi yang sangat rendah dari radionuklida yang membelah dengan cepat, seperti fluor-18. Waktu paruh yang terakhir kurang dari dua jam, sehingga tidak dapat memiliki efek jangka panjang pada organisme orang yang didiagnosis.
RFLP lainnya adalah "kuratif", dan mereka dibagi menjadi dua kelompok: tertutup dan terbuka. Dalam bentuk terbuka, obat disuntikkan ke dalam tubuh dalam bentuk yang tidak terisolasi dan dapat didistribusikan secara bebas ke seluruh tubuh. Jadi, misalnya, isotop radioaktif yodium bekerja, secara selektif terakumulasi di kelenjar tiroid dan dirancang untuk melawan tumor di dalamnya.
Sebaliknya, dalam bentuk tertutup - sebagai aturan, ini adalah kapsul logam yang mengandung radiofarmasi - RFLP tetap tepat pada titik di tubuh tempat dokter menyuntikkannya.
Beberapa RFLP sebenarnya menggabungkan kemampuan diagnostik dan terapeutik. Misalnya, RFLP berdasarkan fosfor-32, di satu sisi, memungkinkan untuk melacak tumor, karena sel yang terkena kanker mengakumulasi lebih banyak fosfor daripada sel sehat, dan oleh karena itu terlihat jelas pada gambar setelah pemberian isotop fosfor tersebut ke pasien.
Di sisi lain, pada beberapa dosis tinggi, fosfor-32 akan terakumulasi dalam tumor sedemikian rupa sehingga akan mulai menghancurkannya. Karena waktu paruh hanya beberapa minggu, jaringan sehat menderita sangat lemah: mereka, tidak seperti tumor yang lebih "rakus" untuk elemen ini, tidak punya waktu untuk mengakumulasikannya dalam dosis berbahaya.
Aspek menguntungkan dari RFLP dapat disebut fakta bahwa mereka terdiri dari isotop dengan sifat terkontrol, dan karena pemilihan yang tepat dari set radionuklida yang diperlukan, dosis yang diterima oleh pasien yang memakai RFLP tetap lebih sedikit dalam kasus diagnosis dibandingkan dengan RFLP. rontgen tradisional.
Demikian juga, dosis yang diterima selama pengobatan antikanker dengan penggunaannya lebih rendah dibandingkan dengan terapi radiasi "jarak jauh" standar. Namun, ini tidak berarti bahwa pasien dapat datang ke rumah sakit dan meminta pemeriksaan rontgen atau terapi dengan menggunakan radiofarmasi.
Di antara radiofarmasi yang paling menjanjikan adalah actinium-225, yang baru-baru ini menarik perhatian para ilmuwan (sejauh ini pada tahap uji klinis). Ini adalah pemancar alfa - yaitu, ketika meluruh, ia tidak memancarkan gamma kuanta (foton dengan kemampuan penetrasi tinggi yang khas untuk partikel-partikel ini), melainkan partikel alfa yang lebih berat dan bermuatan positif (inti helium). Karena massanya yang besar, mereka memiliki jangkauan materi yang sangat pendek, sehingga mereka kehilangan semua energinya pada jarak yang dekat dari sumbernya.
Ini berarti bahwa ketika obat berdasarkan actinium-225 digunakan untuk mengobati tumor, sel-selnya rusak parah, tetapi di luarnya, praktis tidak. Bagaimanapun, partikel alfa dapat ditahan secara efektif oleh beberapa sentimeter udara atau puluhan mikrometer materi padat - seperti jaringan tumor yang sama - tanpa mencapai sel sehat. Waktu paruh actinium-225 hanya membutuhkan waktu sepuluh hari, yaitu, penggunaannya untuk pengobatan pasien kanker cukup aman: segera setelah kematian jaringan kanker, anemon itu sendiri akan berhenti memancarkan.
Obat lain yang menjanjikan dari jenis ini adalah radium-223. Tidak seperti kebanyakan radionuklida lainnya, radionuklida ini menggabungkan waktu paruh yang pendek (11,4 hari) dengan kemiripan yang besar dengan kalsium.
Karena itu, begitu memasuki tubuh (diberikan dalam bentuk "terbuka", di luar kapsul, melalui aliran darah), ia dengan mudah terakumulasi dalam jaringan tulang, di mana ia berfungsi sebagai sumber kuat radiasi alfa yang membunuh tulang. tumor. Namun, selama masa pengobatan, itu hanya dapat membunuh sel kanker - karena waktu paruh yang sama.
Sayangnya, saat ini penggunaan bahan tersebut (aktinium-225 dan radium-223) baik di Rusia maupun di dunia agak terbatas. Sekarang Rusatom Healthcare, sebuah perusahaan dari perusahaan negara Rosatom, telah memulai fase pertama dari sebuah proyek untuk menciptakan produksi radiofarmasi modern sesuai dengan persyaratan internasional untuk organisasi produksi dan kontrol kualitas obat-obatan - GMP (praktik manufaktur yang baik).
Pabrik radiofarmasi baru akan dibangun di lokasi N. I. L. Ya. Karpova di kota Obninsk (wilayah Kaluga). Peluncurannya dijadwalkan pada 2024. Di sanalah obat akan diproduksi berdasarkan isotop yang menjanjikan seperti lutetium-177, actinium-225 dan radium-223.
RFLP dalam kapsul: senjata pertempuran terdekat
Tampaknya gagasan untuk memasukkan radiofarmasi ke dalam tubuh dipertanyakan. Bukankah radionuklida berbahaya bagi tubuh, bukankah dipercaya bisa, khususnya, memicu kanker atau bahkan penyakit radiasi?
Anehnya, bahaya radionuklida yang digunakan untuk tujuan medis sangat kecil - dan ini terlepas dari dosis "lokal" yang sangat tinggi, hingga 12 abu-abu per jam. Masalahnya adalah radiasi bisa sangat berbeda.
Sebagian besar RFLP mengeluarkan sebagian besar energinya melalui elektron yang terbentuk selama peluruhan beta - dan mereka memiliki daya tembus yang sangat rendah, jauh lebih rendah daripada foton sinar gamma (walaupun sedikit lebih tinggi daripada pemancar alfa seperti anemon - 225). Oleh karena itu, secara harfiah beberapa milimeter jaringan manusia sudah cukup untuk menghentikan produk peluruhan beta dari sesium-131 yang sama, yang merupakan bagian dari radiofarmasi yang cukup populer.
Sumber mikro dengan cesium-131 dimaksudkan untuk implantasi ke dalam jaringan perantara tumor lokal terpilih. Mereka digunakan untuk pengobatan utama kanker prostat. Sebagai terapi radiasi pasca operasi, cesium-131 dapat digunakan untuk mengobati kanker paru-paru non-sel kecil dan neoplasma ganas intrakranial (setelah operasi pengangkatan tumor primer).
Selain itu, sumber mikro berdasarkan cesium-131 digunakan dalam pengobatan kekambuhan melanoma ginekologis dan okular. Pengenalan radionuklida ini ke dalam praktik medis dianggap sebagai salah satu inovasi terpenting dalam terapi kontak selama 20 tahun terakhir.
Di Rusia, dalam beberapa tahun terakhir, metode jarum telah digunakan untuk menyuntikkan sumber mikro dengan cesium-131 langsung ke tumor prostat - di dalam jarum benih yang disegel.
Sampai tahun 1970-an, trik nontrivial diperlukan untuk secara akurat menyuntikkan kapsul dengan nuklida (RFLP "tertutup") tepat di tempat tumor berada: misalnya, operasi perut untuk mendapatkan kanker prostat dan menanamkan kapsul di dalamnya.
Operasi semacam itu tidak hanya meningkatkan risiko, tetapi juga dapat menyebabkan konsekuensi yang tidak diinginkan: misalnya, disfungsi seksual sering diamati setelahnya. Agak sulit untuk mengatur pengenalan titik jarum: untuk ini, pertama, perlu untuk mengetahui dengan tepat di mana tumor itu sendiri berada.
Semuanya mulai berubah dengan munculnya "mata" dokter dengan presisi tinggi, memungkinkan untuk membedakan antara jaringan lunak - ultrasound pertama, dan kemudian computed tomography. Mereka memungkinkan untuk secara akurat "melihat" posisi kelenjar prostat yang sama dan memasukkan sumber radiasi ke dalamnya secara non-invasif.
Pada pertengahan 1990-an, operasi di bawah "kontrol visual" ultrasound menjadi norma di Barat, pada saat yang sama solusi penting lainnya untuk RFLP tertutup muncul - benang polimer. Mikrokapsul dengan sumber radiasi mulai ditempatkan pada benang polimer tunggal, sehingga bahkan setelah implantasi, gerakan pasien yang terlalu tajam tidak akan menyebabkan migrasi kapsul menjauh dari kanker.
Semua ini membuat penggunaan kapsul dengan RPD tertutup dengan radius aksi terbatas cukup aman - dan hari ini dikonfirmasi oleh pengalaman yang signifikan dalam kaitannya dengan bagaimana operasi mempengaruhi kelangsungan hidup jangka panjang pasien.
Sejak tahun 2000, Lembaga Penelitian Urologi Kementerian Kesehatan telah secara aktif menggunakan RFLP "tertutup" dalam kapsul untuk pengobatan kanker prostat. Selama 20 tahun terakhir, Rusia juga telah berhasil mengumpulkan beberapa pengalaman di bidang ini, meskipun sejauh ini frekuensi operasi per kapita tersebut jauh lebih rendah daripada di Barat. Mengapa?
Ini bukan masalah ketersediaan radionuklida itu sendiri: perusahaan Rosatom memproduksinya dalam jumlah yang nyata. Namun sejauh ini, sebagian besar bahannya beredar di luar negeri: di dalam negeri, permintaan dari institusi medis cukup kecil - juga karena tidak banyak klinik sendiri yang mengkhususkan diri dalam penggunaan RFLP, terutama di luar ibu kota.
Hari ini di Rusia jumlah kasus pengobatan dengan pengenalan RFLP ke dalam tubuh mencapai beberapa ribu setahun, dan di beberapa di antaranya sudah bertahun-tahun melacak nasib mereka yang menjalani operasi bertahun-tahun yang lalu. Tingkat kelangsungan hidup orang-orang tersebut adalah 98% selama sepuluh tahun setelah pengobatan. Bahkan di antara mereka yang penyakitnya terdeteksi pada tahap akhir - yaitu, di antara pasien yang paling sulit - tingkat kelangsungan hidup sepuluh tahun setelah pengenalan RFLP mencapai 79%
Ini harus diulang: di negara kita, frekuensi pengobatan RFLP masih sangat moderat. Di Amerika Serikat, ada hingga lima puluh ribu kasus seperti itu setiap tahun. Dan situasi ini hanya sebagian dijelaskan oleh fakta bahwa di Amerika Serikat, hingga 40% dari semua kasus kanker pada pria berada di kelenjar prostat. Diperkirakan pada tahun 2020 akan ada lebih dari 190 ribu kasus dengan 33 ribu kematian.
Di Rusia, frekuensinya masih terasa lebih rendah: hanya 38,3 ribu pada 2016 dengan 12,5 ribu kematian. Penjelasan utamanya masih berbeda: pengobatan Amerika sering menggunakan obat jenis ini.
Hingga 2014-2015, hampir semua sumber mikroskopis dari RFLP yang tersebar luas seperti yodium-125, yang digunakan untuk mengobati kanker prostat, diimpor dari luar negeri.
Secara umum, ini bukan hal baru: sebelum blokade Perang Krimea memotong impor ikan haring Belanda ke Rusia, itu dianggap sebagai kelezatan impor yang mahal dan hanya tersedia untuk yang terkaya. Blokade, bagaimanapun, dalam hitungan bulan memaksa penduduk Rusia untuk menemukan bahwa ikan haring ditemukan di Laut Kaspia tidak lebih buruk daripada Belanda, setelah itu penangkapannya dimulai - kemudian ikan ini menjadi hidangan orang miskin dan kehilangan "aristokratisnya". "status.
Hal serupa terjadi pada RFLP setelah 2015: mereka mulai lebih sering dibuat di tempat. Dan dengan cepat menjadi jelas bahwa dalam produksi kapsul titanium 4,5 milimeter kali 0,8 milimeter, tidak ada yang mustahil. Masing-masing dari mereka, selain perak iodida, di mana yodium diwakili oleh isotop radioaktif yodium-125, juga mengandung strip penanda emas (untuk memudahkan kemudian memastikan bahwa itu ditempatkan dengan benar pada x-ray). Secara total, tidak lebih dari 75 kapsul tersebut digunakan selama satu sesi terapi tipikal menggunakan radiofarmasi ini.
Tentu saja, RFLP "tertutup" dalam kapsul dan jarum digunakan tidak hanya dalam kasus kanker prostat lokal, tetapi juga dalam kasus tumor di rahim, payudara dan kanker kulit. Mereka juga menjanjikan untuk beberapa jenis tumor otak dan mata - termasuk karena pengobatan tumor di mata melalui pembedahan menyebabkan penurunan tajam penglihatan (karena pengangkatan jaringan), dan ketika menggunakan RFLP (berdasarkan rutenium-100), organ itu sendiri dipertahankan
Sayangnya, jenis pengobatan ini bukanlah obat mujarab: sejumlah jenis tumor kanker tidak dapat ditekan dengan efek titik, karena sel-selnya secara aktif menyebar ke seluruh tubuh. Meskipun RFLP memungkinkan Anda untuk "membakar" tumor dengan cepat dan bahkan tanpa rawat inap jangka panjang (sering diterapkan pada pasien rawat jalan yang hanya mengunjungi rumah sakit), RFLP tidak dapat sepenuhnya menyembuhkan kanker yang menyebar melalui aliran darah.
Proton, elektron, dan terapi radiasi "jarak jauh" lainnya
Perbedaan utama antara radiasi "jarak jauh" dan terapi radionuklida kontak "jarak dekat" adalah dalam bentuk paparan radiasi. Terapi radiasi sering menggunakan sinar-X berkekuatan tinggi.
Jauh lebih mudah bagi foton bagian spektrum sinar-X untuk menembus ke dalam jaringan hidup: gelombangnya lebih panjang daripada gelombang gamma kuanta (foton kisaran gamma). Dibandingkan dengan elektron dari peluruhan beta, kemampuan penetrasi foton sinar-X bahkan lebih tinggi.
Saat ini, sebagian besar perangkat terapi radiasi di Rusia diimpor. Namun, sejak 2017, semua NIITFA (sekarang bagian dari Rusatom Healthcare) telah mengembangkan peralatan semacam ini - Onyx (alias KLT-6).
Energi elektron yang dipancarkan oleh akselerator Onyx adalah dari 2,5 hingga enam megaelektronvolt. Untuk "melihat" tumor, partikel dengan energi lebih rendah akan digunakan (karena mereka, tomografi kerucut yang termasuk dalam karya "Onyx"), tetapi foton dengan energi enam megaelektronvolt digunakan untuk perawatan.
Perangkat baru secara fundamental berbeda dari sumber yang digunakan sebelumnya untuk terapi radiasi - berdasarkan kobalt-60, dengan energi kuanta gamma 1,2 megaelektronvolt - atau dari sumber sinar-X konvensional dengan energi foton hingga 0,4 megaelektronvolt.
Sebaliknya, foton yang membunuh sel tumor dihasilkan di sini karena bremsstrahlung elektron. Ini adalah nama yang diberikan untuk radiasi yang dihasilkan oleh perlambatan partikel yang dipercepat (dalam hal ini, elektron) dalam medan elektromagnetik.
Ini berarti bahwa akselerator Onyx sendiri tidak memerlukan radionuklida dalam jumlah besar, tetapi pada saat yang sama menghasilkan fluks foton sinar-X dengan energi hingga enam megaelektronvolt - beberapa kali lebih tinggi daripada jenis instalasi sebelumnya.
Karena energi foton yang signifikan yang dihasilkan oleh akselerator elektron, jumlah sesi terapi antikanker yang diperlukan untuk pasien Onyx akan berkurang secara nyata. Untuk menjamin kerusakan akurat pada tumor oleh radiasi, satu set tungsten khusus "kelopak" digunakan: mereka akan bergerak, persis mengulangi bentuk tumor dan pada saat yang sama melindungi jaringan manusia normal.
Ada total 120 dari mereka, dengan ketebalan lima hingga sepuluh milimeter - sebagai perbandingan, di rekan-rekan Barat seperti Elekta Axesse masih ada kurang dari 100 dari mereka. Diasumsikan bahwa produksi serial "Onyx" akan dimulai pada tahun 2021.
Jarak jauh adalah keuntungan utama dari metode ray, tetapi juga kelemahan utamanya. Dengan sendirinya, tumor ganas tidak dapat menempati volume yang sangat besar di tubuh orang yang hidup.
Oleh karena itu, misalnya, pengenalan RFLP ke dalam tubuh - terutama dalam bentuk "tertutup" - menghancurkan sel-sel tumor, tetapi tidak mempengaruhi jaringan di sekitarnya dan menyebabkan kerusakan sedang pada tubuh. Karena itu, radiofarmasi dianggap yang paling "ditargetkan" dari terapi antikanker yang ada: dalam sebagian besar kasus, ini lebih selektif dan lebih aman daripada kemoterapi dan pembedahan.
Tetapi terapi radiasi harus "mencapai" tumor melalui lapisan sel-sel normal yang sehat. Akibatnya, beberapa dari mereka mungkin mati karena sinar-X atau sinar gamma, yang tidak diragukan lagi memberikan pukulan yang nyata pada pasien.
Peluang ini sangat besar karena sebagian besar radiasi sinar-X diserap pada sentimeter pertama dari jalurnya melalui media apa pun (kecuali ruang hampa). Artinya, jika kita perlu menyinari tumor di organ dalam, maka pukulan utama akan dilakukan dengan terapi radiasi pada jaringan sehat yang menutupi organ ini, dekat dengan kulit.
Ada keinginan alami untuk menghilangkan kerugian dari terapi radiasi sinar eksternal - untuk mencapai selektivitas yang sama seperti ketika menggunakan radiofarmasi. Pada saat yang sama, alangkah baiknya untuk menjaga fleksibilitas terapi radiasi: bagaimanapun, ini memungkinkan Anda untuk bertindak tidak hanya pada tumor kanker yang terlokalisasi pada satu titik, tetapi juga pada mereka yang terletak di berbagai bagian tubuh.
Tampaknya kita dihadapkan dengan tipikal "Tapi kalau saja kumis Nikita Vladimirovich menempel di hidung Ivan Ivanovich." Memang: jika aliran partikel dapat menembus ke dalam tubuh dan mengobati tumor di bagian yang berbeda, maka ia juga harus melewati jaringan yang sehat, yang berarti bahwa efek samping tidak dapat dihindari. Tetapi, pada kenyataannya, semuanya tidak terlalu buruk: fisika nuklir tahu cara untuk mendapatkan kombinasi, kadang-kadang tampaknya tidak mungkin.
Ini semua tentang apa yang disebut kurva Bragg: ini adalah nama grafik yang menggambarkan kemungkinan ionisasi target tergantung pada jarak yang ditempuh oleh partikel di dalamnya. Untuk sejumlah inti atom - misalnya, proton (inti atom hidrogen) - kemungkinan ionisasi partikel target secara langsung tergantung pada energinya sendiri. Ketika energi inti atom turun di bawah ambang tertentu (secara bertahap kehilangannya saat bergerak melalui medium), kemungkinan ionisasi melonjak tajam: proton berhenti, menyerahkan hampir semua energinya ke target sekaligus.
Berdasarkan efek fisik ini, apa yang disebut terapi proton didasarkan, menggabungkan fleksibilitas terapi radiasi dan keamanan (untuk sel-sel sehat) radiofarmasi. Untuk itu, sumber proton diambil, yang memungkinkan mereka untuk mengatur energi mereka sehingga mereka melepaskannya pada kedalaman yang ditentukan secara tepat - persis di mana tumor berada, dengan tujuan hingga beberapa milimeter.
Seperti halnya radiofarmasi, hari ini metode ini hanya bagian dari praktik medis yang tersebar luas di Rusia: tidak banyak sumber radiasi proton. Perlu dicatat bahwa perkembangan pesat daerah ini masih berlangsung. Dalam beberapa tahun terakhir, pendekatan telah diuji untuk menghancurkan tumor dengan ion overclock yang berasal dari atom karbon biasa. Partikel tersebut memiliki dua keunggulan penting dibandingkan proton.
Pertama, mereka lebih berat dan lebih parah mengenai tumor target daripada proton yang relatif ringan. Kedua, ukuran ion karbon sangat besar (dibandingkan dengan proton) sehingga mereka dapat mematahkan dua untai DNA sekaligus, dan bukan satu, seperti proton atau foton sinar-X yang sama. Ini sangat penting: sel kanker manusia terasa lebih ulet daripada yang biasa, oleh karena itu sering kali dapat bertahan bahkan setelah penghancuran salah satu dari dua untai DNA.
Mata satu dan dua foton dokter
Sampai abad ke-21, kemampuan dokter untuk melacak apa yang terjadi di jaringan lunak agak terbatas. Sinar-X seringkali tidak dapat menjelaskan situasinya, karena radiasinya "terbang" terlalu cepat melalui jaringan tersebut dan tidak memberikan informasi terperinci. Resolusi diagnostik ultrasound meninggalkan banyak hal yang diinginkan, dan itu tidak cocok untuk semua organ dengan baik.
Situasi mulai berubah secara dramatis dengan munculnya dua teknologi kedokteran nuklir: tomografi emisi foton tunggal dan tomografi emisi positron.
Dengan kata "emisi" semuanya jelas: kedua metode didasarkan pada sifat-sifat isotop radioaktif lemah yang diluncurkan ke dalam tubuh untuk memancarkan partikel. Tetapi mengapa "foton tunggal" dan apa bedanya dengan "positron"?
Tidak ada yang rumit di sini. Tomografi foton tunggal mengarahkan cairan dengan label radioaktif tingkat rendah yang memancarkan gamma kuanta (foton gamma) ke pasien, satu foton setiap kali. Tetapi untuk tomografi positron, digunakan partikel yang memancarkan positron. Kata positron sebenarnya berarti "elektron positif" - yaitu, antipartikel dari elektron biasa.
Pada tomografi, partikel radioaktif penanda dalam aliran darah pasien memancarkan positron, dan mereka bertabrakan dengan elektron biasa dari tubuh manusia dan memusnahkan, memancarkan tidak hanya satu tetapi sepasang foton sekaligus - yang membedakan gambar yang mereka terima dari foton tunggal tomografi.
Ya, Anda salah dengar: antipartikel. Ini bukan fiksi ilmiah abad terakhir, umat manusia telah benar-benar belajar menggunakan antipartikel untuk keuntungannya - dan mereka yang diperlakukan berkat ini, sebagai suatu peraturan, bahkan tidak tahu bahwa ini terjadi dengan bantuan antipartikel.
Kami tidak berpikir bahwa ini sepenuhnya kebetulan. Mempopulerkan fakta ilmiah yang terdengar sulit sering ditentang oleh dokter sendiri. Ingat: setelah 1986, tomografi magnetik nuklir secara universal diganti namanya menjadi pencitraan resonansi magnetik, meskipun esensi dari metode ini tidak berubah secara fisik (omong-omong, terlepas dari namanya, itu tidak berlaku untuk kedokteran nuklir).
Mengapa Anda harus melakukan penggantian nama yang aneh? Karena pada tahun 1986 pentingnya kecelakaan di pembangkit listrik tenaga nuklir Chernobyl, secara halus, agak dilebih-lebihkan - terutama oleh media dan aktivis dari sejumlah organisasi publik seperti Greenpeace. Kemungkinan besar, inilah mengapa tomografi emisi foton tunggal disebut demikian, dan bukan "foton gamma-tomografi tunggal" - karena akan lebih akurat dan lebih jujur. Demikian pula, tomografi positron akan sedikit lebih mudah dipahami jika disebut "tomografi gamma dua foton", tetapi mitos budaya pop secara serius mengganggu kejujuran ini.
Faktanya, terlepas dari penggunaan radiasi gamma dalam pengoperasian sistem ini, tidak ada yang berbahaya di dalamnya. Faktanya adalah bahwa banyak peluruhan radioaktifnya sendiri terus-menerus terjadi dalam tubuh manusia, termasuk emisi gamma quanta (foton dari rentang gamma).
Hal ini terutama berlaku bagi kita yang makan banyak ikan, pisang, atau kacang-kacangan (namun, kentang goreng juga menghasilkan banyak pembusukan per menit). Sayangnya, semua "suara" peluruhan alami ini tidak cukup untuk pengoperasian tomografi. Tetapi penggunaan label radioaktif tingkat rendah dapat memecahkan masalah.
Apa yang diberikan semua ini? Untuk memulainya, gambaran nyata tiga dimensi tentang apa yang terjadi di dalam diri seseorang, yang sangat sulit diperoleh melalui radiografi klasik yang sama. Tapi tidak hanya itu.
Ambil tomografi positron: radiofarmasi yang paling aktif digunakan adalah fluor-18, sebuah isotop dengan waktu paruh hanya 110 menit (kemudian berubah menjadi oksigen yang benar-benar aman, yang digunakan oleh tubuh pasien) dan radiasi yang sangat moderat.
Fluor masuk ke dalam tubuh dalam bentuk fluorodeoxyglucose, suatu senyawa yang sangat mirip dengan glukosa sehingga sel-sel tubuh manusia bingung dengannya dan mencoba menggunakannya sebagai glukosa biasa.
Dan ini bagus: bagaimanapun, konsumsi glukosa tertinggi pada manusia saat istirahat ditunjukkan oleh otak, hati, dan … sel kanker. Ini berarti bahwa setelah memasukkan cairan dengan isinya ke dalam tubuh, adalah mungkin untuk secara relatif cepat dan akurat mengidentifikasi tempat-tempat di mana tumor kanker bersembunyi - dan menyerangnya dengan pukulan yang ditargetkan.
Tomografi emisi foton tunggal menggunakan jenis label radioaktif lain seperti teknesium-99. Itu disuntikkan ke dalam senyawa tetrafosmin, yang terakumulasi di otot jantung, di mana ia masuk dari aliran darah. Dengan membandingkan akumulasi pembawa teknesium sebelum beban otot (atau obat yang sesuai) dan setelahnya, dokter dapat memahami seberapa sehat otot median dan apakah pasien memiliki penyakit jantung koroner (atau, misalnya, apa kekuatannya).
Kami segera menekankan: tomografi foton tunggal dan positron memiliki banyak aplikasi lain untuk penyakit lain, jadi kami bahkan tidak akan mencoba membahas semuanya dalam satu teks. Contoh-contoh di atas adalah salah satu yang paling masif dan paling penting bagi pasien dan sama sekali tidak mengklaim sebagai yang komprehensif.
Kedokteran nuklir sedang meningkat, tetapi dengan hati-hati menyembunyikan kata "nuklir"
Gambaran yang agak menarik muncul dari atas. Pasien datang ke klinik dan sering tidak mendengar "radioterapi" tetapi "brachytherapy". Bukan "gamma tomography", tapi "single-photon" atau "positron". Karena kata "nuklir" dan "atom" telah menjadi sesuatu yang tabu dalam masyarakat modern, kedokteran nuklir jarang disebut nuklir di hadapan pasien - terutama mereka yang datang ke tomografi.
Tetapi semua ini tidak meniadakan fakta: kedokteran nuklir menyelamatkan banyak nyawa. Satu cabang industri ini menemukan tumor kanker lebih baik daripada banyak alternatif, sementara yang lain - baik radiofarmasi dan terapi proton dan ion yang menjanjikan - membunuh tumor ini lebih efisien dan lebih aman daripada yang lain.
Tidak diragukan lagi, kita tidak akan sepenuhnya mengalahkan kanker bahkan dengan "pisau bedah" canggih seperti teknologi nuklir. Tetapi juga tidak dapat disangkal bahwa dalam sejumlah kasus, kedokteran nuklir dapat memberi pasien kehidupan penuh selama bertahun-tahun.
Kami berterima kasih kepada Rosatom Perusahaan Energi Atom Negara untuk bantuan dalam menciptakan materi.