Procedury radioizotopowe już dziś pomagają diagnozować COVID-19, rozpoznawać schorzenia na etapie, zanim zaczną dawać objawy i oceniać skuteczność chemioterapii już po pierwszych dawkach leczenia. Niedaleka przyszłość to dynamiczne badania PET, pozwalające w ultrakrótkim czasie precyzyjnie określić natężenie zmian chorobowych. Na naszych oczach w dziedzinie medycyny nuklearnej dokonuje się prawdziwy przełom – mówi prof. Leszek Królicki, konsultant krajowy w dziedzinie medycyny nuklearnej, członek Zarządu Polskiego Towarzystwa Medycyny Nuklearnej.
Panie Profesorze, dziś zdecydowanie najpilniejszym wyzwaniem dla medycyny jest walka z pandemią COVID-19. Czy medycyna nuklearna ma zastosowanie na tym polu?
Zdecydowanie! Metody radioizotopowe okazały się bardzo skuteczne w diagnostyce COVID-19. Niektóre procedury, jak choćby scyntygrafia perfuzyjna płuc, zostały opisane jako jedne z bardzo ważnych metod w rozpoznawaniu infekcji COVID-19, ale także powikłań związanych z przebiegiem choroby. Czułość tych procedur pozwala na diagnozę infekcji na wczesnym etapie.
Polskie Towarzystwo Medycyny Nuklearnej podkreśla, że w różnych obszarach terapeutycznych jak najwcześniejsze rozpoznawanie schorzeń ma kluczowe znaczenie dla rokowań.
Rzeczywiście i jest to szczególnie istotne w schorzeniach neurologicznych, kardiologicznych i onkologicznych – chorobach jeszcze przed erą COVID-19 określanych mianem epidemii naszych czasów. W dziedzinie neurologii przykładem schorzeń, w przebiegu których możliwa jest wczesna diagnostyka i ustalenie sposobu postępowania są: choroba Parkinsona, choroba Alzheimera i inne choroby zwyrodnieniowe. W obszarze kardiologii obecnie stosowane znaczniki umożliwiają wczesne rozpoznanie niedokrwienia serca, zarówno w przebiegu miażdżycy, jak i innych schorzeń (na przykład cukrzycy), ocenę charakteru blaszki miażdżycowej i ustalenie ryzyka zawału serca czy udaru mózgu. W dziedzinie onkologii stosowane metody diagnostyczne pozwalają na określenie stopnia zaawansowania choroby, kontrolowanie skuteczności leczenia, wczesne rozpoznanie wznowy procesu nowotworowego. Wczesne rozpoznanie schorzenia wiąże się z większą możliwością wyboru lepszego, skuteczniejszego i mniej inwazyjnego sposobu terapii.
W jaki sposób procedury medycyny nuklearnej pozwalają na diagnostykę chorób na etapie, kiedy jeszcze nie dają one objawów?
Wczesne rozpoznanie chorób jest możliwe dzięki znacznie większej czułości i swoistości metod radioizotopowych w porównaniu do standardowych procedur diagnostycznych. Metody radioizotopowe, zwłaszcza pozytonowa tomografia emisyjna (PET), są w stanie uwidocznić zmiany wynikające z zaburzeń biochemicznych już na etapie, gdy stężenie markerów wskazujących na dane schorzenie ulega zmianie o 10-11 mola, podczas gdy w przypadku nawet najbardziej nowoczesnych aparatów rezonansu magnetycznego stężenie markera wskazującego na schorzenie musi wynosić co najmniej 10-4 mola. Różnica jest więc ogromna – można ją porównać do różnicy między wagą słonia i komara.
Dlaczego czas rozpoznania schorzenia ma tak duże znaczenie?
Odpowiedź jest jednoznaczna: wczesne rozpoznanie pozwala na wczesne rozpoczęcie leczenia czy też choćby wdrożenie odpowiedniej profilaktyki, przeciwdziałającej rozwojowi schorzenia. Leczenie we wczesnej fazie choroby zawsze wiąże się z mniej obciążającym postępowaniem i znacznie lepszą skutecznością. Co więcej, wcześniejsze rozpoznanie stanu zagrożenia pozwala na przeciwdziałanie niejednokrotnie ciężkim skutkom schorzenia. Zasada ta dotyczy nie tylko schorzeń onkologicznych. Przykładem niech będzie choćby rozwój blaszki miażdżycowej, której pęknięcie prowadzi do uwolnienia materiału zatorowego i zawału. Metody radioizotopowe pozwalają na stwierdzenie blaszek miażdżycowych jeszcze przed gromadzeniem się w nich soli wapnia (co dopiero pozwala na ich uwidocznienie w badaniu tomografii komputerowej). Co więcej, to właśnie w tym stadium ich tworzenia się (tak zwana miękka blaszka miażdżycowa) występuje największe ryzyko powstania materiału zatorowego i zawału. Metody medycyny nuklearnej pozwalają więc również na ocenę stanu naczyń krwionośnych i wczesną interwencję w razie potrzeby – jeszcze przed zawałem serca lub nieodwracalnymi zmianami w mózgu.
Czy medycyna nuklearna to przede wszystkim wczesna, wstępna diagnostyka?
Oczywiście, że zakres zastosowań tych technik jest znacznie większy. Metody radioizotopowe są stosowane także do bieżącej kontroli skuteczności leczenia. Wyniki tych badań decydują o konieczności zmiany sposobu postępowania leczniczego, jeśli przestaje ono być skuteczne. Ponieważ metody radioizotopowe mają charakter czynnościowy, umożliwiają one znacznie wcześniejsze stwierdzenie nieskuteczności leczenia niż inne techniki obrazowe. Wykorzystanie medycyny nuklearnej w tym zastosowaniu jest kolejnym kamieniem milowym w diagnostyce – przede wszystkim onkologicznej. Najlepszym przykładem jest ocena skuteczności chemioterapii w leczeniu choćby chłoniaków, gdzie leczenie polega na podawaniu kolejnych cykli chemioterapeutyków w określonych przedziałach czasowych. Jeśli chemioterapia jest skuteczna, to powoduje hamowanie niektórych procesów metabolicznych (na przykład znaczne zmniejszenie zużycia glukozy). Jeśli jednak lek nie jest skuteczny lub przestaje działać na komórki nowotworowe, ich metabolizm nie ulega zaburzeniom. Standardem jest wykonywanie badania PET po podaniu analogu glukozy [18F]FDG przed drugim/trzecim cyklem chemioterapii. Jeśli gromadzenie radiofarmaceutyku w obrębie guza nie ulega zmniejszeniu w porównaniu do gromadzenia przed leczeniem, należy przyjąć, że zastosowany chemioterapeutyk jest nieskuteczny. Należy rozważyć zmianę sposobu leczenia. W badaniach typu tomografia komputerowa czy rezonans magnetyczny, które pozwalają na ocenę przede wszystkim wielkości guza, informacja o skuteczności leczenia możliwa jest do uzyskania ze znacznym, wielomiesięcznym opóźnieniem. Zmiany morfologiczne (w budowie, wielkości guza) występują znacznie później niż zmiany czynnościowe, oceniane za pomocą technik radioizotopowych. W praktyce klinicznej w celu określenia skuteczności leczenia schorzeń nowotworowych za pomocą metod radiologicznych stosowane są tak zwane kryteria RECIST. Znacznie czulszą metodą jest zastosowanie kryteriów PERCIST – opartych na badaniach radioizotopowych (zwłaszcza badaniach PET). Kolejnym zastosowaniem technik radioizotopowych jest rozpoznanie wznowy procesu nowotworowego. Po leczeniu operacyjnym czy radioterapii zmiany w budowie narządów są na tyle duże, że jednoznaczne rozpoznanie wznowy choroby jest bardzo opóźnione. Metody medycyny nuklearnej pozwalają natomiast z bardzo dużą czułością ustalić rozpoznanie.
Czy medycyna nuklearna to także terapia?
Jak najbardziej, leki radioizotopowe stają się coraz ważniejszą częścią arsenału terapeutycznego w wielu schorzeniach, zwłaszcza wówczas, gdy przyjęte sposoby leczenia okazują się już zawodne. Historia zastosowania radioizotopów do leczenia rozpoczęła się już w latach czterdziestych dwudziestego wieku. To już wówczas rozpoczęto leczenie radioaktywnym jodem zarówno łagodnych schorzeń, jak i raków tarczycy. Zasada leczenia polega na podaniu choremu substancji wykazującej swoiste gromadzenie w obrębie ognisk patologicznych, znakowanej radioizotopem emitującym odpowiednie promieniowanie; substancję taką nazywamy radiofarmaceutykiem. Trwa poszukiwanie nowych radioizotopów i nowych radiofarmaceutyków. Od dawna stosowane są emitery promieniowania beta. Skuteczność tego promieniowania nie zawsze jest wystarczająca. Promieniowanie beta, podobnie jak gamma, powoduje przede wszystkim tylko częściowe uszkodzenie DNA – możliwe do naprawy przez mechanizmy komórkowe. W poszukiwaniu skuteczniejszego rozwiązania rozpoczęto próby zastosowania emiterów promieniowania alfa. Uszkodzenie DNA jest trwałe, nieodwracalne (mówimy o dwuniciowym zniszczeniu DNA). Promieniowanie alfa ma jeszcze jedną ważną zaletę: jego zakres jest bardzo mały – rzędu kilkudziesięciu mikrometrów. Oznacza to, że promieniowanie alfa działa jedynie na kilka okolicznych komórek, podczas gdy promieniowanie beta działa na struktury znajdujące się w obszarze o średnicy kilku milimetrów.
Jakie jest dziś zastosowanie kliniczne alfa emiterów?
Już kilka lat temu został zarejestrowany pierwszy radiofarmaceutyk – chlorek radu – zawierający emiter promieniowania alfa – Rad-223. Radiofarmaceutyk ten zachowuje się w organizmie podobnie do jonów wapnia i ulega gromadzeniu w obrębie przerzutów nowotworowych w układzie kostnym. Wskazaniem do zastosowania tego radiofarmaceutyku jako leku jest leczenie ognisk przerzutowych raka prostaty do kości. Warunki zastosowania tej metody są ściśle określone i zależą od szeregu czynników. Leczenie to, jak wykazały badania kliniczne, powoduje znaczne zmniejszenie dolegliwości bólowych i przede wszystkim przedłuża czas przeżycia chorych na raka prostaty opornego na leczenie hormonalne. Od kilku lat trwają badania kliniczne nad zastosowaniem szczególnego peptydu PSMA znakowanego Aktynem-225 w leczeniu także raka prostaty. W przeciwieństwie do chlorku radu, peptyd ten gromadzi się także w przerzutach raka prostaty do węzłów chłonnych. Trwają badania nad zastosowaniem emiterów promieniowania alfa w leczeniu raka pęcherza moczowego, raka jajnika, czy nowotworów hematologicznych. Prowadzimy badania nad zastosowaniem emiterów promieniowania alfa w leczeniu guzów mózgu. Gdy w 2015 roku organizowaliśmy w Warszawie międzynarodowy kongres poświęcony leczeniu emiterami promieniowania alfa, uczestniczyło w nim około 200 naukowców z całego świata. Obecnie na kolejnych kongresach liczba uczestników sięga kilku tysięcy.
A co nowego w dziedzinie technologii w medycynie nuklearnej?
Ogromne przyspieszenie! W medycynie nuklearnej dokonuje się nieprzerwany rozwój technologiczny. Najważniejszym, według mnie, osiągnięciem jest możliwość wykonywania badania PET całego ciała w ciągu kilku sekund. Pozwala to na wykonywanie badania w sposób dynamiczny, umożliwia analizę rozkładu radiofarmaceutyku co kilka sekund. Pozwala to na uzyskiwanie krzywych narastania i zaniku radioaktywności w zmianach chorobowych. Dane te są podstawą do uzyskiwania bezwzględnych wartości – na przykład zużycia glukozy. Tak więc zastosowanie tej technologii umożliwia nie tylko stwierdzenie zwiększonego gromadzenia radiofarmaceutyku, ale także podanie w wartościach bezwzględnych parametrów charakteryzujących proces chorobowy.
Dlaczego szacunkowe wartości nie wystarczą?
Obecnie po podaniu choremu radiofarmaceutyku możemy stwierdzić, czy gromadzi się on w obrębie zmiany nowotworowej i porównać to do gromadzenia w innych okolicach ciała. Na przykład, po podaniu 18F[FDG] możemy stwierdzić, czy komórki nowotworu charakteryzują się zwiększonym zużyciem glukozy. Taka informacja jest już obecnie niewystarczająca – powinniśmy podać, ile miligramów glukozy zużywa nowotwór w ciągu minuty. Tego typu informacji wymagają procedury związane z medycyną precyzyjną. Te niezwykle cenne możliwości dynamicznych badań PET są dziś bardzo pozytywnie oceniane przez pierwsze ośrodki akademickie prowadzące badania w tym obszarze. Należy się spodziewać, że w ciągu najbliższych kilku-kilkunastu lat z narzędzia naukowego procedury dynamicznych badań PET będą stawały się obowiązującym standardem diagnostycznym. Dzięki nim będziemy mogli jeszcze skuteczniej, precyzyjniej i mniej inwazyjnie leczyć naszych pacjentów.
