Компьютерра - Компьютерра PDA 15.05.2010-21.05.2010
Методика нейтронозахватной терапии была предложена в 1936 году, спустя 4 года после открытия нейтрона. Фундаментом послужило свойство ядра бора-10, наряду с гадолинием и ещё с немногими элементами, очень эффективно поглощать, захватывать тепловой нейтрон: не только когда он, нейтрон, летит "в лоб", но и когда он пролетает сбоку на расстоянии в десятки, сотни раз больше размера ядра.
Второй подарок природы в том, что как только бор поглотил нейтрон, происходит обычная ядерная реакция деления с выделением энергии (как на атомных электростанциях), причём продукты реакции - альфа-частица и ядро лития - выделяют большую часть энергии именно в той клетке, которая содержала ядро бора. И наконец, третий подарок природы в том, что бор - не токсичное вещество, и его можно накапливать в организме, причём больше в опухоли, чем в здоровых клетках. Эти три подарка и дают идею: создайте в злокачественной опухоли более высокую концентрацию бора-10, чем в здоровых тканях, облучите нейтронами, а нейтроны сами найдут бор и уничтожат клетки опухоли.
- Почему бор накапливается в больных клетках больше, чем в здоровых?
- Я вряд ли смогу квалифицированно ответить на этот опрос, поэтому приведу только два факта. Во-первых, уже в 1951 году было показано, что в раковых клетках бор накапливается в большей концентрации, чем в здоровых, а в настоящее время достигают уже 4-кратного отношения концентраций. Во-вторых, в наши дни обыденной стала визуализация злокачественных опухолей на томографах, когда больному в кровь вводят контрастный агент - фармпрепарат, содержащий гадолиний. Эти препараты доставляют гадолиний в опухоль; также может быть доставлен и бор (например, с помощью борфенилаланина). Ещё можно просто точечно доставить препарат, обколов опухоль.
- А что происходит со здоровыми клетками?
Самое удивительное для меня, как умудряются лечить обычным рентгеном, который нельзя доставить в локальную точку. Он проходит по всему организму. Пучок немного коллимируют, и с разных сторон человека облучают. При некоторой дозе рентген убивает раковые клетки, в то время как здоровые восстанавливаются. Просто здоровые клетки чаще себя "проверяют" и успевают восстановить одиночные повреждения, а раковая опухоль стремится захватывать окружающее пространство и реже себя "проверяет". В нашем же случае в раковой клетке в три-четыре раза больше концентрация бора, чем в здоровой, поэтому, конечно, БНЗТ точно должна работать.
Теперь, почему БНЗТ пока не применяют. Потому что любую методику нужно развивать и отрабатывать. Сначала методику нейтронозахватной терапии отрабатывали на реакторах. Самые первые успешные эксперименты проходили в Японии и заключались в следующем. Больному глиобластомой мозга прямо на ядерном реакторе трепанировали череп, вырезали большую часть опухоли, а потом накачивали бором и подставляли под поток тепловых нейтронов с тем, чтобы убить остатки. Когда ставят диагноз "глиобластома мозга" человеку остается жить полгода. Химио- и радиотерапия продлевает жизнь до года. Первый же пациент японского врача Хатанаки прожил после нейтронозахватной терапии 21 год!
- Так значит, теория работает на практике.
- Да, но это по-прежнему искусство. Тот врач, в Японии, сделал много операций, совмещая хирургию с нейтронозахватной терапией, и вылечил примерно 270 человек с помощью реактора. В 90-е годы стало видно, что эта методика точно работает, а реактор - это не тот инструмент, который удобен, чтобы ставить его в клинике. Решили, что надо не клинику строить на реакторе, а создавать аппарат для клиники. Наилучшими претендентами являются ускорители, которые потенциально должны обеспечить лучшее качество пучка нейтронов и расширить возможности метода. Так, для того чтобы проводить БНЗТ без хирургической операции, требуется пучок надтепловых (эпитепловых) нейтронов, то есть не быстрых, не медленных, а надтепловых. Они проникают в организм, тормозятся и на той глубине, где залегает опухоль, становятся тепловыми, хорошо захватываются нейтронами и хорошо убивают опухоль. Задача создания такого источника оказалась безумно сложной.
- И как успехи?
- 13 лет назад нас посвятили в то, что есть такая проблема, и она до сих пор не решена. Нет в мире ни одной установки, которая бы удовлетворяла всем требованиям поставленной задачи. Легко получить быстрые нейтроны, легко получить медленные, но оказалось сложным получить надтепловые, да ещё необходимой плотности потока при относительно малом вкладе быстрых нейтронов, медленных нейтронов и сопутствующего гамма-излучения.
- В каждом случае должны быть заданы индивидуальные условия?
- Точно никто ещё не знает. Как только появятся установки, на которых можно будет вести исследования, тогда можно будет это уточнять.
- Что значит "вести исследования" - это уже опыты, или ещё чисто физические задачи?
- И то, и то. Поскольку установка не создана, есть и физические, и технические проблемы. Чтобы она надежно работала, выдавала то, что надо, и параллельно бы появилась команда людей, которая бы начинала проводить предклинические, клинические испытания. Сначала клетки, мыши, потом не так далеко и до людей, потому что на реакторах методика отработана, есть большой опыт. Примерно понятно, что делать, и мне кажется, что она точно должна работать, особенно в России.
- Почему особенно в России?
- В России пока не так дорога хирургия. Нейтронозахватная терапия может работать сама по себе, но здесь есть проблема: вы убили опухоль, и остатки надо как-то вывести из организма, а организм может сам и не справиться. Именно поэтому есть тривиальное решение - сначала большую часть вырезать. Подчеркиваю, в России хирургия не так дорога, как в Америке. Дальше мы её добьем под пучком так, как делали японцы. Они в основном вырезали, а потом выжигали. Если просто вырезать, остаются метастазы, очаги, и опухоль снова начинает расти. И доказано, что вместе с хирургией методика точно работает. Для нас это причина двигаться вперед.
- С кем вы уже сотрудничаете - с медиками, биологами?
- С теми и другими, и не только. Наш вклад заключается в том, чтобы сделать источник нейтронов, который должен быть востребован для нейтронозахватной терапии, и мы думали, что когда это произойдет, результат нашей работы будет нарасхват! Это было глубокое заблуждение.
Когда мы включились в эту деятельность, мы пошли по непроторенному пути. Никто и никогда такие ускорители не делал. Этот путь мы выбрали по двум причинам. Первая - всегда интересно идти непроторенным путем. Если бы мы пошли за всеми, то мы бы знали, с какими проблемами столкнёмся. Например, обычные электростатические ускорители прямого действия. Их много в мире. Это работающая машина, но почему-то все застревают на магическом числе: ток 3 мА. Для нейтронозахватной нужен ток 10 мА, а все застревают на трёх: машина перестает работать, больший ток не удается получить. Мы могли бы пойти этим путём, может быть, наступили бы на те же грабли, подняли бы ток до 4х мА, но ситуация всё равно не решилась бы. Мы предложили совсем новый вариант: ускоритель-тандем с вакуумной изоляцией.
Нас справедливо предупреждали, что возникнут две проблемы. Первая: очень сильная входная линза, из-за чего, вероятно, вы не сможете провести пучок сквозь ускоритель. На это мы отвечали, что, наверное, сможем. Вторая: пробои. Между электродами нашего ускорителя вследствие большей площади поверхности этих электродов запасено больше энергии, чем в обычных электростатических ускорителях. А в электростатических системах всегда бывают пробои. Это можно сравнить с молнией, которая портит поверхность. И нам говорили, что поверхность так испортится, что невозможно будет снова подняться на это напряжение, это гиблое дело. У нас был опыт, который позволял надеяться, что эту проблему можно обойти. Но проверить это можно было, только построив машину в натуральную величину.
- А как вы решили задачу с поверхностью?
- Все отлично! Нас эта проблема миновала.
- Неужели случайно?
А непонятно. Не то, что случайно. У нас было предположение, что дуга (дуга - вид электрического пробоя - прим. авт.) не будет долго стоять на одном месте, а будет уходить, и поверхность, таким образом, сохранится. У меня был конкретный опыт по плазменной тематике, с плазменными пушками. Но это были чисто интуитивные ощущения, и нельзя было четко сказать, что они оправдаются. Мы делали специальные эксперименты на маленькой установочке, они показывали, что мы двигаемся правильно. После мы перешли к созданию большой установки, и, действительно, нам, можно честно сказать, повезло. Всё работает. Мы достигли необходимого напряжения. С запасенной энергией нет никаких проблем. Пробои бывают, но это нормально, машина восстанавливается и работает. Это была самая сильная неопределенность всего нашего проекта.
