Медицинский атомный проект

В рамках конференции «Наука, власть, бизнес  национальному здоровью», организованной фондом «Нижегородский онкологический научный центр» (НОНЦ), в Нижегородской государственной медицинской академии состоялся научно-практический семинар «Проблемы онкологии».

Открывая семинар, заместитель директора Института прикладной физики РАН (ИПФ РАН член-корреспондент РАН Александр Сергеев отметил, что целью конференции является объединение усилий ученых, бизнесменов и чиновников для создания в Нижнем Новгороде центра высоких медицинскихтехнологий мирового уровня. Проект, предварительно оцениваемый в 15,7 млрд руб., поражает своей амбициозностью. На площади 60 га планируется возвести клинический комплекс с первым в России клиническим центром адронной терапии, центр нанобиомедицины и биомедицинский технопарк. Первыми инвесторами стали нижегородские компании. Ведутся переговоры с иностранными партнерами. Предполагается 45-процентное финансирование проекта из федерального бюджета.

Собравшихся также приветствовали директор Московского научно-исследовательского онкологического института им. П.А.Герцена академик РАМН Валерий Чиссов, директор НИИ лазерной физики академик РАН Сергей Багаев (Новосибирск), директор Департамента здравоохранения администрации Нижегородской области Юрий Тарасов и ректор Нижегородской государственной медицинской академии член-корреспондент РАМН  Вячеслав Шкарин.

Заказное с уведомлением

Научная программа семинара открылась докладом заведующего лабораторией молекулярной иммунологии Института биоорганической химии профессора Сергея Деева (Москва), посвященным клеточным и молекулярным технологиям в онкологии. Сейчас много говорят о нанотехнологиях, но смысл данного термина известен далеко не всем. Речь идет о частицах размером от 1 до 100 нм, то есть сопоставимых по размерам с молекулами или вирусами. Одним из перспективных молекулярных технологий является направленная доставка лекарств. При этом ставятся две задачи: 1) доставка и удержание агента в опухоли и 2) поиск и уничтожение метастазов.

Одним из потенциальных средств доставки являются фуллерены многоатомные молекулы углерода (названы по имени американского архитектора Ричарда Фуллера, конструировавшего полусферические архитектурные конструкции, состоящие в виде шестиугольников и пятиугольников). Кроме того, разрабатываются углеродные нанотрубки пористые структуры, которые можно «нагрузить» теми или иными лекарствами. Однако существенным недостатком как фуллеренов, так и нанотрубок является их плохая растворимость и склонность к тромбообразованию. Среди других средств доставки были упомянуты биосиликоновые наночастицы, магнитоуправлямые частицы - ферромагнетики, управляемые внешним магнитоми капсулированные квантовые точки (многофункциональные наноплатформы на основе дендримеров).

Наиболее перспективным средством доставки наночастиц к мишеням докладчик считает моноклональные антитела. В настоящее время на их основе получено 18 препаратов, разрешенных к клиническому применению, а еще более 100 проходят клинические испытания. Предполагается, что к 2010 г. моноклональные антитела составят не менее 30% рынка биотехнологий. К сожалению, отечественных разработок в данной области нет.

В этой ситуации С.Деев предлагает сконцентрировать усилия на создании искусственных мультивалентных антител. Если соотношение концентраций природных антител в опухолевой ткани и кровеносном русле составляет 2,5:1, то для мультивалентных антител оно гораздо выше 27:1, причем одни и те же соединения можно применять как для терапии, так и для мониторинга.

В качестве примера практического применения молекулярных технологий можно привести избирательное токсическое действие иммуноРНКазы на опухолевые клетки, а также использование наночастиц золота для неинвазивной диагностики рака. Саму раковую клетку по способности быстро приспосабливаться к изменениям среды можно сравнить с гоночным внедорожником.

В заключение своего доклада профессор Деев подчеркнул важность поддержки со стороны властных структур. Рынок нанотехнологий Россией уже упущен. В сложившейся ситуации необходима концентрация ресурсов на прорывных технологиях для выхода страны на международный рынок искусственных протеинов и радиоактивных изотопов (таких, например, как висмут-212 или полоний-210). Для этого есть все предпосылки, включая сильную химическую и атомную промышленность. В противном случае вместо получения прибыли от экспорта радиофармпрепаратов мы будем вынуждены закупать их за рубежом по завышенным ценам.

Деньги на «бочку»

Заместитель начальника от дела «Медицинская физика» Института теоретической и экспериментальной физики Игорь Воронцов (Москва) поделился опытом протонной лучевой терапии онкологических заболеваний. При облучении мишени протонным пучком большая часть его энергии теряется в конце пробега протонов (т.н. пик Брэгга). При этом здоровые ткани, расположенные за границей остановки протонов, не облучаются. С помощью специальных физико-технических средств можно добиться того, что облучаемая опухоль как бы «размещается» внутри 95-процентной изодозы. Эта особенность пучка протонов позволяет вдвое снизить лучевую нагрузку на здоровые ткани по сравнению с гамма-облучением (т.н. фактор два). Поскольку в процессе облучения больного лучевая нагрузка на здоровые ткани всегда ограничивает дозу в мишени, использование протонов позволяет ее значительно поднять и повысить тем самым вероятность ликвидации опухоли.

Другая стратегия повышения эффективности лучевой терапии состоит в применении модификаторов, увеличивающих радиочувствительность опухолевой ткани (путем оксигенации опухоли, облучения в условиях гипоксии всего организма, введения электронакцепторных соединений и т.д.), а также в облучении нейтронами и тяжелыми ионами.

Облучение протонным пучком применяется в ИТЭФ с 1969 г. За это время было пролечено около 4 тыс. онкологических больных. В развитии протонной терапии можно выделить два этапа: до и после 1990 г. На первом этапе, когда использовался горизонтальный фиксированный пучок, в основном облучались внутричерепные опухоли и опухоли глаза, которые составляют лишь 5-7% всех злокачественных новообразований. Ситуация радикально изменилась после создания в 1990 г. системы ротационного и многопольного облучения.  Появилась возможность облучать опухоли любой локализации с любых направлений.

Английский термин «gantry» буквально переводится как «рама» или «подставка для бочки». В данном случае gantry представляет собой конструкцию весом около 60 т, в которой магнитная система, направляющая пучок к пациенту, жестко закреплена к вращающейся металлической «бочке» с диаметром вращения около 10 м, что позволяет ротировать пучок вокруг оси пациента и подводить его к опухоли с точностью 0,5 мм с любых направлений. При помощи 50 диафрагм на выходе пучка можно варьировать форму его сечения по требованию лучевых терапевтов в зависимости от геометрии опухоли.

С появлением «бочки» стали создаваться клинические центры адронной терапии (адронами называются протоны, тяжелые ионы, пи-мезоны и нейтроны). Сейчас в мире имеется 13 таких центров и ни одного в России. Количество больных, облученных протонами и тяжелыми ионами, достигло 50 тыс. человек. Центры строятся на базе крупных онкологических клиник. Они состоят из оборудования для предлучевой подготовки, системы планирования облучения и дозиметрического оборудования, ускорителя, системы транспортировки пучка к3 кабинам лучевой терапии, в том числе 2-3 Gantry. Для протонной терапии необходим пучок интенсивностью 5х1010 протонов в секунду с энергией порядка 250 МэВ. Желаемую энергию можно получить с помощью синхротрона. Для получения пучка тяжелых ионов углерода необходимо сооружение ионного ускорителя. Создание Московского центра протонной лучевой терапии стоимостью около 70 млн долл. планируется начать с 2008 г. на базе Боткинской больницы, а всего в России требуется построить не менее 30 таких центров. По словам Воронцова, «возглавить развитие адронной терапии в России должны медики».

Несуществующая специальность

Президент Ассоциации медицинских физиков России профессор Валерий Костылев (Институт медицинской физики и инженерии, Москва) отметил, что медицина становится все более физической, а физика - все более медицинской. Перефразируя известное выражение Энрико Ферми («Ядерное оружие - это прежде всего хорошая физика»), Костылев говорил о «медицинском ядерном оружии» как синониме хорошей медицинской физики. Союз физиков и медиков дал потомство в виде медицинской радиологии, которая не может быть сведена только к онкологической тематике. Медицинская физика является ее фундаментом.

Медицинская радиология развивается в России крайне неравномерно. Можно выделить шесть уровней ее развития. Нижний Новгород и Нижегородская область находятся на самом нижнем, нулевом уровне (примитивное оснащение в виде «кобальтовых пушек» и неудовлетворительное качество лучевой терапии). Но даже аппаратов для дистанционной лучевой терапии в городе и области в 5 раз меньше необходимого. На столь же низком уровне находится 75% онкологических учреждений страны. Нижегородцы задумали с нулевого уровня сразу перепрыгнуть на высший (пятый) уровень максимально возможный уровень качества и конформности лучевой терапии, включая андронную терапию. Как подчеркивает Костылев, для перехода на новый уровень нужны не только финансы, но, прежде всего, иной уровень организации и управления, повышение квалификации специалистов и укрепление медико-физической службы. Если в Японии на одного лучевого терапевта приходится 10 медицинских физиков, то у нас соотношение обратное (10:1). В 150 отделениях лучевой терапии в России работает всего 20 медицинских физиков, а должно быть по международным нормативам 4,5 тыс. У клиник нет средств для эффективной эксплуатации медицинского оборудования. К сожалению, в перечне Минздравсоцразвития России специальность «медицинская физика» отсутствует, как, впрочем, нет в этом перечне специальности «лучевой терапевт». Необходимо совершенствование законодательной и нормативной базы.

Для выхода из сложившейся ситуации Костылев предлагает принять на федеральном уровне «медицинский атомный проект» (по аналогии с оружейным атомным проектом в послевоенные годы), рассчитанный на 15 лет. За этот период можно было бы преодолеть 40-летнее отставание отечественной медицинской радиологии от мирового уровня.

Но, может быть, вначале нужно укомплектовать онкологические учреждения города и области недостающей аппаратурой и медицинскими физиками, а уже потом замахиваться на создание масштабного научного центра? «Мы предлагаем черную икру тем, кому не хватает черного хлеба», заметил в кулуарах один из иногородних участников семинара.

Пейзаж опухолевой клетки

Выступление члена-корреспондента РАМН Игоря Решетова (Московский научно-исследовательский онкологический институт им. П.А.Герцена) было посвящено новым технологиям в онкологии интраоперационной лучевой терапии при местнораспространенных опухолях головы и шеи, флуоресцентной диагностике и фотодинамической терапии рака на ранних стадиях, лазерному прототипированию тканей и лазерной стереолитографии при планировании пластических операций, интраоперационной радиолокации пораженных метастазами лимфоузлов, когерентной фазовой микроскопии,позволяющей определить «пейзаж» опухолевой клетки. Были показаны потрясающие фотографии больного, у которого была резецирована пораженная опухолью верхняя челюсть, а затем с помощью стереолитографической модели выкроен фрагмент гребня подвздошной кости, который трансплантирован в область верхней челюсти вместе с имплантированным в эту кость зубным протезом. Больной не только стал нормально выглядеть, но и смог пережевывать пищу.

Семинар завершился выступлением доктора медицинских наук Натальи Шаховой (ИПФ РАН, Нижний Новгород) о мониторинге опухолей мочевого пузыря с помощью оптической когерентной томографии (ОКТ) в сочетании с флюоресцентной цистоскопией. ОКТ метод получения изображения микроструктуры тканей in vivo в реальном времени с пространственным разрешением 10-15 мкм на глубину до 2 мм. Универсальным признаком малигнизации является потеря структуры изображения. На границе между нормальной и опухолевой тканью наблюдается так называемый «феномен обрыва», что следует учитывать при планировании линии резекции.

Диагностическая эффективность ОКТ составляет около 80%. Флюоресцентная диагностика, наоборот, отличается очень высокой чувствительностью (97%), но низкой специфичностью (60%). Сочетание ОКТ с флюоресцентной цистоскопией (ФЦ) у 26 больных с подозрением на рак мочевого пузыря значительно уменьшило число ложноположительных случаев. За три года ни один из наблюдаемых больных не подвергся цистэктомии (по показаниям проводились дополнительные мукозэктомии).

В настоящее время в эксперименте на мышах разрабатывается методика флюоресцентной диффузионной томографии. Данная методика позволяет наблюдать динамику развития опухоли in vivo с помощью введенных в ее ткань флюоресцентных протеинов. Таким образом, возможен прижизненный контроль эффективности лекарственной терапии на молекулярном уровне.

Административный ресурс
 
После семинара в здании областной администрации состоялось открытое годовое собрание участников и партнеров проекта НОНЦ. Председатель совета учредителей фонда НОНЦ член корреспондент РАН Александр Сергеев выступил с кратким отчетом о проделанной работе и сообщил о согласии губернатора Нижегородской области Валерия Шанцева стать сопредседателем фонда.

Заместитель губернатора Геннадий Суворов, избранный накануне председателем правления фонда НОНЦ отметил, что предполагаемый объем инвестиций превышает 15 млрд руб., в то время как областной бюджет может выделить не более 1 млрд. Для получения федерального финансирования планируется представить проект Президенту РФ.

Исполнительный директор фонда НОНЦ Александр Буреев подчеркнул уникальный характер проекта, продолжающего традиции гражданской инициативы, заложенной четыре века назад Мининым и Пожарским.

Почетный сопредседатель фонда академик РАН Андрей Гапонов-Грехов говорил о том, что поставлена исключительно трудная задача: объединить в рамках одного проекта точные науки, технологии (ядерные, нанотехнологии и т.д.) и клиническую медицину. Без такого объединения прогресс в методиках лечения невозможен.

Но стоит прислушаться и к мнению главного онколога Минздравсоцразвития России академика РАМН Валерия Чиссова, давшего отрицательное заключение по проекту. Он считает, что поставленные задачи неразрешимы. Еще в 1976 г. на XXV съезде КПСС было заявлено, что проблемы иммунотерапии рака будут разрешены в ближайшее время. Прошло 30 лет, а воз и ныне там. Между медицинским и техническим протонным пучком колоссальная разница. Где найти необходимое количество квалифицированных сотрудников? Клинические центры протонной терапии хотят построить во многих городах Москве, Иркутске, Челябинске. А в Нижнем Новгороде для начала надо возвести новое здание онкодиспансера.

Помимо технических проблем есть и финансовые. «Вы хотите, чтобы на НОНЦ было выделено свыше 7 млрд руб. бюджетных средств, в то время как на всю онкологию в стране выделили 4,5 млрд руб. на  5 лет, а на следующую пятилетку запланировано и того меньше 3,7 млрд», сказал. В.Чиссов. Он также уверен, что даже при гипотетическом наличии денег необходимого количества квалифицированных сотрудников для работы в НОНЦ просто неоткуда будет взять. Надежды на частных инвесторов также необоснованны. Лечение может оказаться недоступным для подавляющего большинства населения. Без всесторонней экспертизы предлагаемый проект будет мертворожденным.

Критика проекта НОНЦ была продолжена членом-корреспондентом РАМН Игорем Решетовым, предложившим начать с создания регистра онкологических заболеваний в Нижегородской области. Без этого невозможно планировать коечный фонд. Проблема кадров также является ключевой. В качестве примера нерационального расходования бюджетных средств Решетов привел недавно построенный онкологический центр в Самаре, оснащенный по последнему слову техники. Оказалось, что там некому работать.
 
Критикам возразил директор Российского федерального ядерного центра академик РАН Радий Илькаев (Саров), упомянув послевоенный период, когда за несколько лет буквально на голом месте советским ученым удалось создать атомную бомбу. Строительство центров адронной терапии в масштабах страны должно стать национальным проектом, финансируемым из федерального бюджета. Что касается проекта НОНЦ, то его стоимость является ничтожной по сравнению с 600 млрд руб., выделенными на развитие атомной энергетики.

Эту идею поддержали другие участники собрания, принявшие резолюцию, в которой, в частности, говорится об отведении в 2007 г. земельного участка под строительство центра, а также о создании ОАО «Нижегородский онкологический научный центр» с участием правительства Нижегородской области, которое будет осуществлять функции управляющей компании при реализации  проекта.

Безусловно, речь идет об амбициозном проекте, осуществление которого, как пишут его авторы, позволит выйти онкологической службе РФ на мировой уровень, а российскому ядерному комплексу сохранить лидирующие позиции в мире за счет программы конверсии атомного оружия. Ожидаемые экономические результаты реализации проекта включают ежегодные налоговые поступления в бюджет в размере 1,5 млрд руб., ежегодную прибыль от экспорта медоборудования более 10 млрд руб., создание 7 тыс. новых рабочих мест и снижение макроэкономических потерь государства на 30 млрд руб. за первые 10 лет работы.

Болеслав ЛИХТЕРМАН,
спец. корр. «МГ»,
кандидат медицинских наук.
Нижний Новгород Москва.