Изотоп из колонки: когда появится генератор иттрия-90 для лечения рака

Иттрий‑90 хорошо лечит крупные опухоли, однако его применение пока ограничено из-за сложности транспортировки в клиники. Команда петербургских ученых разрабатывает генератор, который позволит получать иттрий‑90 в медучреждениях. О промежуточных результатах, участии геологов и технических перипетиях рассказал руководитель проекта — ученый секретарь Радиевого института, завкафедрой радиохимии Санкт-Петербургского государственного университета Игорь Смирнов.

— Почему иттрий‑90 не развозят по клиникам, как другие радиофармпрепараты?

— Иттрий‑90 плохо вписывается в централизованную модель «ядерной аптеки» — когда радиофармпрепарат производится промышленно и доставляется в клиники в готовых к применению флаконах. Период полураспада иттрия‑90 — около 2,5 суток, примерно 60 часов. При этом он обладает высокой удельной активностью, даже небольшие количества создают интенсивное бета-излучение. Для транспортировки понадобится тяжелое защитное экранирование, и логистика будет технически сложной, дорогой и небезопасной. Генератор же содержит не активный иттрий, а заряженный родительский изотоп стронций‑90.

— Можно подробнее?

— Сначала изготавливают генератор — полностью чистую, нерадиоактивную конструкцию с колонкой и сорбентом. Затем генератор заряжают: стронций‑90 сорбируется на колонке. После этого генератор доставляют медикам. К колонке подключаются флаконы: один вакуумированный — для сбора иттрия‑90, другой — с элюентом, проще говоря, физраствором. За счет вакуума физраствор проходит через колонку, иттрий‑90 смывается, и стерильный раствор радионуклида собирается в приемный флакон. В идеале все должно сводиться к простой операции: медсестра ставит в генератор флаконы, контейнер для отходов, нажимает кнопку «получить радионуклид» — и генератор все делает сам.

— На чем «специализируется» иттрий‑90 в онкологии?

— На крупных опухолях, в частности в печени. У его бета-излучения пробег больше, чем у шире используемого сегодня лютеция‑177, и действует он не точечно, а на весь объем ткани.

Основное клиническое применение иттрия‑90 — радиоэмболизация печени. Это физический локальный метод доставки к опухоли, при котором используются микросферы с иттрием‑90 — такие микронные шарики из нерадиоактивного материала. Их активируют в реакторе и вводят пациенту в кровь. Благодаря особенностям кровоснабжения печени микросферы с током крови попадают в опухоль, и иттрий‑90 накапливается в сосудах. Получение иттрия‑90 в клинике позволит прибегнуть к молекулам-транспортерам — аналогично способу доставки в опухоль лютеция‑177. Это существенно расширит спектр клинического применения иттрия‑90.

— У медиков есть запрос на иттриевый генератор?

— С одной стороны, под существующие препараты выстроена система квот, и нет необходимости срочно переходить на новый вариант. С другой — медики подтвердили, что такая вещь полезна в будущем, если она безопасна, компактна и не требует инженерных подвигов при использовании. Не подойдет сложная технологическая конструкция, которая изначально нами задумывалась, — с насосами, электроникой, управлением. Также медики сразу сказали: устройство должно весить не больше 15 кг. Если больше — значит, нужны тележка, подъемник, дополнительные манипуляции, тогда система становится неудобной.

— Проект реализуется при поддержке Российского научного фонда, РНФ, и обозначен как междисциплинарный. Кто кроме вас участвует в разработке и зачем понадобилось такое широкое сотрудничество?

— Наша команда, в которую входят ученые Санкт-Петербургского государственного университета и Радиевого института, выиграла конкурс междисциплинарных проектов РНФ. Идея конкурса — объединить партнеров из регионов, не граничащих между собой, распределив тем самым финансирование по стране. Кроме того, партнеры должны представлять научные направления, отличные от основной области проекта. В нашем проекте кроме петербургских радиохимиков участвуют геологи Кольского научного центра РАН и инженеры Озерского технологического института Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ».

— Что у вас делают геологи?

— Изначально мы решили применять неорганические сорбенты. Они подходят для получения иттрия‑90: без тяжелых и цветных металлов, не мешают образованию нужных соединений. Но среди существующих неорганических сорбентов не нашлось того, что по совокупности свойств годится для нашей задачи. Мы обратились в Кольский научный центр с идеей подобрать природные соединения. Там предложили иванюкит — минерал из группы микропористых титаносиликатов, открытый в Хибинах. Его кристаллическая структура хорошо удерживает ионы стронция. Однако для медицины натуральный иванюкит не подходит — слишком грязный и сложный по составу, да и в природе его очень мало. Зато его довольно просто воспроизвести в лаборатории как природоподобный сорбент. Таким образом, сейчас наш перспективный вариант — этот синтетический иванюкит. Но и он не идеален. Поэтому мы еще проверяем варианты, так как постоянно вылезают сопутствующие химические проблемы.

— На каком этапе ваш проект сейчас?

— Мы ведем проект два года, разработали первый макет из прозрачного пластика. Реальный генератор, конечно, будет отличаться, но на макете мы можем показать принцип, отработать технологию и модернизировать ее до применения на опытном образце. И если ранее мы пытались делать сложные системы, сейчас уже максимально упрощаем. Инженеры в Озерске помогают с конструктивной частью — как переделать, как упростить, как собрать конкретно под наши задачи.

— Допустим, рабочая схема генератора будет готова в рамках проекта РНФ. Каков следующий шаг?

— РНФ финансирует только научно-исследовательские работы и не финансирует опытно-конструкторские. Искать инвесторов и промышленного партнера — уже наша забота. На этапе проекта фонд не требует заказчика, его отсутствие не является поводом для отказа в финансировании, но, если в логике проекта есть перспектива коммерциализации, это приветствуется.

— А у кого-то в мире вообще есть генераторы иттрия‑90?

— В ряде стран — в Чехии, Польше, Индии, на Кубе и во Вьетнаме — существуют экспериментальные и исследовательские установки. Они размещены в специализированных радиохимических центрах, где иттрий‑90 используют для радиоэмболизации печени или клинических исследований. В Германии есть промышленное производство хлорида иттрия‑90 медицинского качества, но это крупная централизованная радиохимическая инфраструктура — плюс дорогая и сложная логистика. Локальных, компактных генераторов, которые можно поставить в больнице, пока нигде нет. Поэтому наша разработка имеет практический смысл.