Перспективность развития протонной терапии рака будет определяться ее доступностью

На сегодняшний день протонная терапия рака уступает другим видам лучевой терапии из-за дороговизны оборудования и лечения. Авторы статьи в журнале Nature - Томас Р. Бортфельд и Джей С. Леффлер - считают, что существует 3 способа сделать протонную терапию доступной – это уменьшение габаритов ускорителей, разработка новых технологий для точного наведения протонных лучей и увеличение числа онкобольных, которым рекомендована лучевая терапия. Авторы полагают, что если бы не высокая стоимость этого метода, протонная терапия могла бы стать первым выбором для большинства пациентов с локализованными злокачественными опухолями.

Протоны имеют ряд преимуществ по сравнению со стандартной лучевой терапией:

1) позволяет прецизионно нацеливаться на опухоль и уничтожать её на любой глубине тела, не нанося урон окружающим тканям.

2) снижает вероятность возникновения вторичных опухолей (что имеет решающее значение при облучении детей) и иммуносупрессии у пациентов.

3) позволяет доставлять высокие дозы протонов в труднодоступные опухоли (например, у основания черепа или в печени.

Протонная терапия - метод лучевой терапии, который воздействует нацеливанием ускоренных ионизирующих частиц - протонов - на облучаемую опухоль. Эти частицы повреждают ДНК клеток и вызывают их гибель. Благодаря сравнительно большой массе протоны испытывают лишь небольшое поперечное рассеяние в ткани, а разброс длины их пробега очень мал; пучок можно сфокусировать на опухоль, не внося неприемлемых повреждений в окружающие здоровые ткани. Все протоны заданной энергии имеют совершенно определенный пробег и практически вся радиационная доза выделяется в ткани на последних миллиметрах пробега частиц. Этот максимум называют Брегговским пиком. Местоположение Брегговского пика зависит от энергии, до которой были разогнаны частицы в ускорителе, эта энергия в большинстве случаев должна находиться в диапазоне от 70 до 250 миллионов электронвольт (Мэв). Это дает возможность сфокусировать область разрушения клеток протонным пучком в глубине здоровой ткани, окружающей опухоль; ткани, расположенные до Брегговского пика получают некоторую незначительную дозу. Более того, эта доза может быть ещё уменьшена за счет прецизионного вращения либо самого пучка вокруг пациента, либо прецизионного вращения всего тела пациента при пространственно стабильном пучке протонов. Ткани, расположенные за Брегговским пиком, практически не получают ионизационной дозы.

Большинство онкологических клиник не предлагают протонную терапию, так как такое оборудование огромно и дорого. Строительство одного протонного центра, размещенного в многоэтажных зданиях с залами размером с теннисные корты, стоит в США более 100 миллионов долларов США. Для того, чтобы разогнать протоны до скорости равной 60% скорости света (кинетическая энергия 70-250 МэВ) требуются ускорители (циклотрон или синхротрон), достигающие в диаметре 10 метров и вес 100-200 тонн. Необходимы установки, для того, чтобы направлять протоны на пациента с разных углов, нужны бетонные щиты толщиной в метры для блокирования блуждающих нейтронов.

В настоящее время в мире насчитывается более 60 центров протонной терапии, из них 26 - только в США. За последние 3 года только в 12 из них проходили лечение больные. Часто случаются задержки строительства и закрытие объектов. Так, Калифорнийский Центр протонной терапии Scripps в Сан-Диего обанкротился всего через три года после открытия.

Что пошло не так?

Стоимость одной процедуры облучения в протонном центра слишком высока и часто в 3-4 раза превышает стоимости самых дорогих рентгенологических процедур. Поэтому лишь небольшое пациентов, чем ожидалось, могут позволить себе лечение протонами, тогда как есть другие более дешевые и эффективные методы лечения распространённых онкозаболеваний. Например, рак предстательной железы можно эффективно вылечить с использованием других методов лучевой терапии и хирургии.

Крупные страховые компании в США не предлагают протонную терапию пациентам, которые имеют право на лечение, из-за того, что слишком мало проводится клинических испытаний, надежно доказывающих лучшие результаты лечения этого метода по сравнению с другими. Однако такие испытания трудно проводить из-за малого числа пациентов, которых направляют на лечение те же страховые компании. Получается замкнутый круг.

Какой выход?
Решение состоит в том, чтобы сделать объекты протонной терапии более дешевыми, чтобы их стоимость составляла от 5 до 10 миллионов долларов, и не превышала стоимости высокотехнологичных рентгеновских систем.

"Миниатюризация" оборудования
Ученые, частные исследователи и инвесторы должны сделать системы протонной терапии более компактными и более конкурентоспособными. Уже появилось несколько «миниатюрных» объектов, например в клинике Массачусетса в Бостоне. Несмотря на то, что сегодня технология протонной терапии намного компактнее, чем несколько десятков лет назад благодаря использованию сверхпроводящих магнитов, ограничивающих протоны в более плотном пространстве, и снижению веса ускорителей с сотен тонн до менее 20 и сокращению их диаметров в 3 раза, тем не менее, в сочетании с другим оборудованием, даже самые компактные системы занимают пару сотен квадратных метров. Большинство больниц не имеет средств и места для строительства специального здания для протонной терапии.

Внедрение новых технологии
В последние годы разработана технология, которая позволяет создавать тонкие «карандашные» пучки протонов, которые точно наносят радиационную дозу на опухоль. Кроме того, разработаны новые методы визуализации, которые позволяют быстро обнаруживать крошечные изменения в положении пациента, которые приводят к сдвигу луча. Также была разработана роботизированная установка, которая позволит пациентам быстро и комфортно размещаться с помощью роботизированных рук.

Политика в области здравоохранения
Высокая стоимость протонной терапии означает, что большинство стран и страховых компаний ограничивают ее использование. Англия и несколько европейских стран, включая Данию и Нидерланды, предлагают протонную терапию только для тех видов рака, для которых снижение длительности побочных эффектов является приоритетом, например, для опухолей головы и шеи (хордома, хондросаркома, увеальная меланома) и многие опухоли у детей. В 2014 году Американское общество терапевтической радиационной онкологии (ASTRO) выпустило список диагнозов, которые его эксперты рекомендуют страховым компаниям. Но в этот список не входит много видов рака, в том числе распространенных, таких как рак молочной железы, например. Нидерланды в этом плане сделали шаг в более правильном направлении: они предложили, используя индивидуальные планы лечения и биологическую модель осложнений в нормальных тканях, подбирать пациентов, которые больше всего выиграют от протонной терапии. Но сама биологическая модель доза-реакция включает только серьезные осложнения, и вероятность развития побочных эффектов, предсказанных с ее помощью, может быть не всегда адекватна.

В 2016 году запущен первый в России синхротрон комплекса протонной терапии "Прометеус" в Медицинском радиологическом научном центре имени академика Цыба в Обнинске. Синхотрон разработан в наукограде Протвино совместно с обнинскими учеными. Создавшее его предприятие "ПРОТОМ" входит в десятку мировых разработчиков и производителей протонных медицинских комплексов. Ключевой элемент "Прометеуса" - малогабаритный синхротрон диаметром 5 метров и массой 20 тонн, не имеющий аналогов в мире. "Прометеус" позволяет проводить протонную терапию больных с опухолями различных локализаций - опухоли головного мозга, сарком основания черепа и примыкающих к шейному отделу спинного мозга областей, опухоли головы и шеи, простаты, легких, молочной железы и другие.

Кроме этого, в России протонную терапию планируют проводить в Димитровграде Ульяновской области на базе строящегося Димитровградского центра медицинской радиологии.

Источник
Источник
Источник