Ядерный захват
Как сибирские ученые превращают реактор в инструмент спасения жизней
Нейтронзахватная терапия — один из самых перспективных методов ядерной медицины — выходит на новый этап. В то время как мировое сообщество сосредоточено на использовании бора, исследователей из Новосибирского государственного университета (НГУ) и Томского политехнического университета (ТПУ) объединила работа над альтернативными и более доступными технологиями, которые уже спасают жизни четвероногих пациентов и в будущем смогут помочь в лечении людей.
Бинарный метод
Нейтронзахватная терапия (НЗТ) — это метод адресного уничтожения раковых клеток, который сочетает в себе ядерную физику и фармацевтику. Его главная особенность — бинарность: ни облучение само по себе, ни введенный препарат не убивают клетки, пока не встретятся друг с другом. В основе метода лежит способность определенных изотопов захватывать нейтроны. Пациенту вводят препарат с изотопом (бор-10 или гадолиний-157), который накапливается в опухоли. Опухоль облучают пучком низкоэнергетических («медленных») нейтронов. Когда нейтрон попадает в ядро изотопа внутри клетки, происходит мгновенная ядерная реакция. Выделяется энергия, которая разрывает ДНК раковой клетки, при этом не повреждая здоровые ткани вокруг, так как пробег частиц после взрыва крайне мал (всего несколько микрон — размер одной клетки).
Гадолиний — это мягкий, вязкий металл серебристо-белого цвета, который относится к группе редкоземельных элементов (лантаноидам). В Периодической таблице Менделеева он находится под номером 64. Главная его «суперспособность» — самое высокое среди всех элементов сечение захвата тепловых нейтронов. Это значит, что его ядра работают как невероятно мощные ловушки для частиц, что и делает его крайне интересным для ядерной медицины. В своих опытах и исследованиях медики и ученые используют соли гадолиния.
Коротко
В России технология НЗТ пока не применяется. Тем не менее оборудование для проведения нейтронзахватной терапии в России есть — его смонтировали в 2020 году на университетском исследовательском реакторе ТПУ, на нем можно получить для облучения поток нейтронов нужной характеристики. У нас в стране не производятся препараты с изотопом бора, они дороги и сложны в производстве. Поэтому вместо бора томские ученые решили использовать препараты с изотопом гадолиния. Вместе с коллегами из лаборатории ядерной и инновационной медицины НГУ они получили грант Российского научного фонда на проведение доклинических испытаний нейтронзахватной терапии в Томске.
В 2023 году начались испытания на животных. Исследователи сосредоточились на собаках и кошках с опухолями, которые обычно развиваются в сходные виды рака в тех же органах, что и у людей.
Четырехлапые пациенты
На этапе подбора испытуемых к проекту присоединился Сибирский научно-исследовательский центр медицины и биотехнологий («Сиббиотех»). Центр организует обследование животных, их транспортировку, а также сопровождение лучевой терапии. В лаборатории ядерной и инновационной медицины физического факультета НГУ установили мощный компьютерный томограф. Он делает предварительный скрининг животных, направляемых ветеринарными клиниками.
«У «Сиббиотеха» налажены контакты с несколькими ветеринарными клиниками, куда обращаются владельцы домашних питомцев, и волонтерскими центрами, занимающимися помощью бездомным животным. Они могут направлять нам кошек и собак для исследований и лечения. Благодаря этому даже у бездомных собак и кошек появился шанс получить помощь специалистов, которые занимаются изучением лечебных эффектов лучевой терапии», — рассказывает Владимир Каныгин, заведующий лабораторией ядерной и инновационной медицины НГУ.
Новые группы четвероногих пациентов формируются регулярно: к ученым обращаются не только жители Новосибирска и области, но и владельцы животных из Москвы и Санкт-Петербурга.
«В Томске мы модернизируем бокс биологической защиты с целью повышения удобства работы ветеринаров. Это позволит не только сократить время подготовки животных к облучению при сохранении безопасной радиационной обстановки, но и заложить базу для проведения клинических исследований в перспективе», — объясняет Михаил Аникин, начальник отдела сопровождения экспериментальных работ исследовательского ядерного реактора ТПУ.
Пошли на поправку
К марту 2026 года терапию на реакторе прошли более 200 животных с опухолями разной локализации. В большинстве случаев наблюдается улучшение состояния животных, несмотря на III и IV стадии рака.
«Использование гадолиния обоснованно, но не столько как альтернативы бору, хотя в условиях его дефицита и высокой стоимости этот аспект важен, а как вещества, позволяющего решать целый ряд терапевтических задач, недоступных при использовании соединений бора. Это, в частности, касается случаев обширного метастазирования, множественного поражения лимфоузлов опухолевыми клетками, системных опухолевых процессов», — отмечает Михаил Аникин.
Некоторым животным, которым ранее предлагали эвтаназию, удалось сохранить жизнь и улучшить состояние. Многие продемонстрировали значительное улучшение состояния: уменьшение болевого синдрома, повышение качества жизни, а в большинстве случаев — уменьшение или стабилизацию размеров опухоли.
Томографический атлас
Первые положительные результаты терапии, как правило, фиксируются через 1,5–2 месяца после процедуры. Тогда же животные проходят повторное КТ-обследование. Данные, полученные по итогам терапии, используют в Новосибирском государственном университете для создания Томографического атласа животных.
«Есть сложности с изучением динамики состояния четвероногих пациентов после проведения курса НЗТ. Томографы, на которых можно обследовать крупных животных, в большом дефиците. Помимо нашего, у нас в области такой есть только в одной ветклинике. Это довольно дорогая услуга, поэтому, если с животным после лечения все хорошо, его хозяева неохотно ею пользуются. А это сильно замедляло испытания, которые должны проходить в строгом соответствии с принятыми протоколами», — рассказывает Владимир Каныгин.
Предполагается, что масштабная база изображений, полученных в ходе КТ-обследований животных — здоровых и с онкологическими заболеваниями, — станет основой для обучения искусственного интеллекта методам диагностики рака по томографическим данным.
Люди на очереди
Когда НЗТ на основе гадолиния станет доступна людям? Что отделяет исследователей от запуска клинических испытаний с участием людей? Вероятно, эти вопросы заботят читателей больше всего.
«Для того чтобы внедрить нейтронзахватную терапию в клиническую практику, необходимо провести большой объем бюрократической работы. Это занимает много времени. Мы стараемся планомерно двигаться к этой цели, но о конкретных сроках сейчас говорить трудно. Пока сложно указать проблемы, с которыми мы можем столкнуться при начале клинических испытаний с участием конкретных пациентов, поэтому описать все процедуры, которые будут выполнять конкретные специалисты, в настоящий момент не представляется возможным», — объясняет Михаил Аникин.
Тем не менее исследования и лечение братьев наших меньших вносят большой вклад в развитие медицины и науки в целом.«Изучение заболеваний животных помогает не только улучшать их здоровье и качество жизни, но и находить новые подходы к лечению онкологических заболеваний у людей, что в конечном итоге является нашей целью», — резюмирует Владимир Каныгин.
Подробности
Лидеры в использовании технологии бор-нейтронзахватной терапии (БНЗТ) — японцы. Главный технологический прорыв Японии заключается в отказе от реакторов в пользу компактных ускорителей. Это позволило размещать установки БНЗТ непосредственно в городских онкологических центрах, сделав процедуру доступной для потокового лечения. В 2020 году Япония стала первой страной, официально сертифицировавшей БНЗТ и включившей ее в систему государственного медицинского страхования. На данный момент японские врачи успешно лечат таким способом неоперабельные опухоли головы и шеи, а также проводят передовые исследования по терапии глиобластом и меланом. Зачастую для разрушения опухоли достаточно всего одного сеанса облучения. Общая стоимость одного курса (обычно это 1–2 сеанса) для иностранца составляет в среднем от $35 000 до $55 000.
Российский проект БНЗТ в НМИЦ онкологии им. Н. Н. Блохина к началу 2026 года вышел на финишную прямую: установка от ИЯФ Сибирского отделения РАН уже смонтирована и проходит финальную настройку терапевтического пучка. Ключевое отличие от японского подхода кроется в самой физике процесса: если японцы используют циклотроны, то российские ученые создали ускоритель-тандем с вакуумной изоляцией. Эта технология позволяет генерировать более «чистый» поток нейтронов с минимальным содержанием сопутствующего вредного излучения, что теоретически делает процедуру безопаснее для здоровых тканей пациента. Кроме того, российская установка значительно компактнее и дешевле в производстве, что в будущем упростит ее масштабирование по всей стране. По словам главного научного сотрудника ИЯФ СО РАН Сергея Таскаева, для начального этапа исследований борфенилаланин уже закуплен в расчете на 70 пациентов. В течение 2026 года в центре им. Блохина должна пройти официальная приемка комплекса контролирующими органами для получения разрешения на клинические испытания.
