Радиотерапия

Радиотерапи́я, или лучева́я терапи́я (также радиацио́нная терапи́я и радиацио́нная онколо́гия) — лечение ионизирующей радиацией (рентгеновским, гамма-излучением, бета-излучением, нейтронным излучением, пучками элементарных частиц из медицинского ускорителя). Применяется в основном для лечения злокачественных опухолей.

Код науки по 4-значной классификации ЮНЕСКО (англ.) — 3201.12 (раздел — медицина)^[1]

Сущность метода

Целью лучевой терапии является уничтожение клеток, из которых состоит патологический очаг, например, опухоль. Первичной причиной «гибели» клеток, под которой подразумевают не непосредственно распад (см. некроз, апоптоз), а инактивацию (прекращение деления), считают нарушение их ДНК. Нарушение ДНК может быть следствием как непосредственно разрушения молекулярных связей вследствие ионизации атомов ДНК, так и опосредованно — через радиолиз воды, основного компонента цитоплазмы клетки. Ионизирующее излучение взаимодействует с молекулами воды, формируя пероксид и свободные радикалы, которые и воздействуют на ДНК. Из этого следует важное следствие, подтверждаемое в эксперименте, что чем активнее клетка делится, тем более сильное повреждающее воздействие оказывает на неё радиация. Раковые клетки являются активно делящимися и быстро растущими; в норме схожей активностью обладают клетки костного мозга. Соответственно, если раковые клетки более активны, чем окружающие ткани, то и повреждающее действие излучения причинит им более серьёзный вред. Это обусловливает эффективность лучевой терапии при одинаковом облучении опухолевых клеток и больших объёмов здоровой ткани, к примеру, при профилактическом облучении региональных лимфоузлов. Однако современные медицинские установки для лучевой терапии позволяют существенно увеличить терапевтическое отношение за счёт «фокусирования» дозы ионизирующего излучения (путем пересечения нескольких лучей на патологическом очаге) и соответственно более щадящего воздействия на здоровые ткани. Для защиты особенно чувствительных к облучению здоровых тканей (например, костного мозга) применяются «компенсаторы» — непрозрачные экраны, закрывающие от лучей эти ткани.

Типы воздействия

По типу частиц ионизирующее излучение можно разделить на две группы — корпускулярное:

α-частицы (альфа-терапия),
β-частицы,
нейтронное (в качестве источника используется изотоп ²⁵²Cf или циклотроны),
протонное,
ионы углерода^[2]^[3]^[4]^[5]^[6]

и волновое:

Показания

Наиболее распространённой причиной назначения лучевой терапии является наличие новообразований различной этиологии. Хотя встречается и «экзотическое» применение в косметологии — облучение после пластической хирургии келоидных рубцов и эпиляция при помощи мягкого рентгеновского излучения. Успешно применяется лучевая терапия также для лечения плантарного фасциита («пяточная шпора»). В зависимости от локализации патологического очага различаются типы воздействия и доза излучения.

Применение

Выделяют три способа воздействия: контактную (источник излучения контактирует с тканями человека), дистанционную (источник находится на некотором удалении от пациента) и радионуклидную терапию (радиофармпрепарат вводится в кровь пациента). Контактную лучевую терапию иногда называют брахитерапией.

Контактная лучевая терапия

Контактное воздействие производится при непосредственном приложении источника излучения к ткани опухоли, производится интраоперативно или при поверхностно расположенных новообразованиях. В связи с этим данный метод, пусть и менее вредный для окружающих тканей, используется значительно реже. При внутритканевом (интрастициальном) методе в ткани, содержащие опухолевый очаг, вводятся закрытые источники в виде проволок, игл, капсул, сборок из шариков. Такие источники бывают как временной, так и постоянной имплантацией.

Дистанционная лучевая терапия

При дистанционном воздействии между очагом воздействия и источником излучения могут лежать здоровые ткани. Чем их больше, тем сложнее доставить необходимую дозу излучения к очагу, и тем больше побочных эффектов терапии. Но, несмотря на наличие серьёзных побочных эффектов, этот метод наиболее распространён. Это обусловлено тем, что он наиболее универсален и доступен в использовании.

Перспективным является метод протонной терапии. Метод позволяет прецизионно нацеливаться на опухоль и уничтожать её при любой глубине локализации. Окружающие ткани получают минимальный урон, так как практически вся радиационная доза выделяется в опухоли на последних миллиметрах пробега частиц. Одним из препятствий для широкомасштабного использования протонов при лечении рака является размер и стоимость необходимого циклотронного или синхроциклотронного оборудования.

Радионуклидная терапия

В данном методе радионуклид (как самостоятельный агент или в составе радиофармпрепарата) накапливается избирательно в тканях, содержащих опухолевый очаг. При этом используются открытые источники, растворы которых непосредственно вводятся в организм через рот, в полость, опухоль или сосуд. Примером способности некоторых радионуклидов накапливаться преимущественно в определённых тканях могут служить: йод — в щитовидной железе, фосфор — в костном мозге, стронций — в костях и др.

Побочные эффекты

В результате облучения страдает не только сама опухоль, но и окружающие ткани. Сама же опухоль под действием ионизирующего излучения гибнет, и продукты распада попадают в кровь. Исходя из этого можно выделить две группы побочных эффектов.

Локальные

В месте воздействия могут формироваться лучевые ожоги, повышается ломкость сосудов, возможно появление мелкоочаговых кровоизлияний, при контактном методе воздействия наблюдается изъязвление облучаемой поверхности.

Системные

Обусловлены распадом клеток, подвергшихся облучению, так называемые лучевые реакции. У больного наблюдаются слабость, утомляемость, появляются тошнота, рвота, выпадают волосы, становятся ломкими ногти, изменяется картина крови, происходит угнетение кроветворения.

Другой, более распространённой среди специалистов, классификацией побочных эффектов является разделение на ранние лучевые реакции и поздние лучевые осложнения. Условной границей между двумя типами является срок в 3 месяца после окончания курса лечения.

См. также

Гамма-терапия
Тотальное облучение тела (метод лучевой терапии, не путать с тотальным облучением тела при ядерных взрывах и радиационных авариях)

Радиодиагностика:

Примечания

↑ UNESCO. Proposed International standard nomenclature for fields of sciences and technology (неопр.). UNESCO/NS/ROU/257 rev.1 (1988). Дата обращения: 9 февраля 2016. Архивировано 15 февраля 2016 года.
↑ Hirohiko Tsujii, Overview of Carbon-ion Radiotherapy, IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series 777,2017, 012032 doi:10.1088/1742-6596/777/1/012032
↑ Medical Applications at CERN, 2016: «With the growing interest in particle therapy, the first dual ion (protons and carbon ions) clinical facility in Europe, established in Heidelberg, Germany, started treating patients at the end of 2009. This was followed by CNAO in Pavia, Italy, which started treating patients in 2011. The third dual ion center in Europe at MedAustron in Wiener Neustadt, Austria, is expected to start treating patients in 2016».
↑ Carbon ion therapy, 2014: «Table 1 Effectiveness comparison for various histologies by anatomical location between Standard of Care (SOC) and Carbon Ions».
↑ Kramer, 2015: «Compared with protons, however, the heavier carbon ions deposit more energy in the tumor tissue, so they are considerably more destructive to the tumor. Moreover, “the lesions … you produce are predominantly double-strand breaks [to DNA] that can hardly be repaired,” says Thomas Haberer, scientific and technical director of Germany’s Heidelberg Ion-Beam Therapy Center (HIT), which began using carbon ions to treat patients in 2009».
↑ Наталия Лескова//Протоны против рака. «Научная Россия». 3 февраля 2018 Архивная копия от 5 февраля 2018 на Wayback Machine"…ученые приступили к созданию ускорителя, разгоняющего углеродные пучки. По мнению радиофизиков и онкологов, углеродная терапия более эффективна при некоторых формах рака, чем протонная. В частности, она может справляться с опухолями, на которые не действует радиоактивное излучение (так называемые радиорезистентные опухоли). Уже начата сборка медицинского блока на базе полуторакилометрового синхротрона Института физики высоких энергий".

Литература

Шайн А.А. Онкология. Учебник для студентов медицинских вузов. — медицинское информационное агентство – МИА, 2004 г.. — 544 с.
Ярмоненко С.П., Вайнсон А.А. Радиобиология человека и животных. — М.: Высшая школа, 2004. — 549 с. — ISBN 5-06-004265-0.
Эволюция лечения рака: радиотерапия и химиотерапия. // История рака. Пер. с англ. Н. Д. Фирсова (2016).
Manjit Dosanjh, Manuela Cirilli, Steve Myers and Sparsh Navin. Medical Applications at CERN and the ENLIGHT Network (англ.) // Frontiers in Oncology : журнал. — 2016. — 25 January (vol. 6). — doi:10.3389/fonc.2016.00009.
Cody D Schlaff, Andra Krauze, Arnaud Belard, John J O’Connell and Kevin A Camphausen. Bringing the heavy: carbon ion therapy in the radiobiological and clinical context (англ.) // Radiation Oncology : журнал. — 2014. — 28 март (vol. 9). — P. 88. — doi:10.1186/1748-717X-9-88.
David Kramer. Carbon-ion cancer therapy shows promise (англ.) // Physics Today : журнал. — 2015. — Июнь (vol. 68, no. 6). — P. 24. — doi:10.1063/PT.3.2812.
Лучевая терапия / Павлов А. С., Рудерман А. И., Вайнберг М. Ш. // Большая медицинская энциклопедия : в 30 т. / гл. ред. Б. В. Петровский. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1980. — Т. 13 : Ленин и здравоохранение — Мединал. — 552 с. : ил.
Гамма-терапия / Козлова А. В. // Большая медицинская энциклопедия : в 30 т. / гл. ред. Б. В. Петровский. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1977. — Т. 5 : Гамбузия — Гипотиазид. — 568 с. : ил.
Ускорители заряженных частиц / Жулинский С. Ф., Пархоменко Г. М. // Большая медицинская энциклопедия : в 30 т. / гл. ред. Б. В. Петровский. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1985. — Т. 26 : Углекислые воды. — 560 с. : ил.
Радиологическое защитно-техническое оборудование // Большая медицинская энциклопедия : в 30 т. / гл. ред. Б. В. Петровский. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1983. — Т. 21 : Преднизолон — Растворимость. — 560 с. : ил.
Радиосенсибилизирующие вещества / Ярмоненко С. П. // Большая медицинская энциклопедия : в 30 т. / гл. ред. Б. В. Петровский. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1983. — Т. 21 : Преднизолон — Растворимость. — 560 с. : ил.
Радиотерапевтический интервал // Большая медицинская энциклопедия : в 30 т. / гл. ред. Б. В. Петровский. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1983. — Т. 21 : Преднизолон — Растворимость. — 560 с. : ил.

Ссылки

«Лучевая терапия злокачественных новообразований» — видеосюжет на сайте med-edu.ru
Beam’s eye view
Интервенционная радиология и лучевая диагностика, доклад
Современный европейский словарь терминов в медицинской физике

[1] UNESCO. Proposed International standard nomenclature for fields of sciences and technology (неопр.). UNESCO/NS/ROU/257 rev.1 (1988). Дата обращения: 9 февраля 2016. Архивировано 15 февраля 2016 года.

[2] Hirohiko Tsujii, Overview of Carbon-ion Radiotherapy, IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series 777,2017, 012032 doi:10.1088/1742-6596/777/1/012032

[_ac8e434cd720e486-3] Medical Applications at CERN, 2016: «With the growing interest in particle therapy, the first dual ion (protons and carbon ions) clinical facility in Europe, established in Heidelberg, Germany, started treating patients at the end of 2009. This was followed by CNAO in Pavia, Italy, which started treating patients in 2011. The third dual ion center in Europe at MedAustron in Wiener Neustadt, Austria, is expected to start treating patients in 2016».

[_ecc179944b0084b9-4] Carbon ion therapy, 2014: «Table 1 Effectiveness comparison for various histologies by anatomical location between Standard of Care (SOC) and Carbon Ions».

[_ed8ec07d30af3ca9-5] Kramer, 2015: «Compared with protons, however, the heavier carbon ions deposit more energy in the tumor tissue, so they are considerably more destructive to the tumor. Moreover, “the lesions … you produce are predominantly double-strand breaks [to DNA] that can hardly be repaired,” says Thomas Haberer, scientific and technical director of Germany’s Heidelberg Ion-Beam Therapy Center (HIT), which began using carbon ions to treat patients in 2009».

[6] Наталия Лескова//Протоны против рака. «Научная Россия». 3 февраля 2018 Архивная копия от 5 февраля 2018 на Wayback Machine"…ученые приступили к созданию ускорителя, разгоняющего углеродные пучки. По мнению радиофизиков и онкологов, углеродная терапия более эффективна при некоторых формах рака, чем протонная. В частности, она может справляться с опухолями, на которые не действует радиоактивное излучение (так называемые радиорезистентные опухоли). Уже начата сборка медицинского блока на базе полуторакилометрового синхротрона Института физики высоких энергий".

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]