Результат интеллектуальной деятельности: Способ диагностики опухоли

Изобретение относится к медицине, радионуклидной диагностике, конкретно, к способам диагностики злокачественных новообразований в эксперименте с использованием туморотропных радиофармацевтических препаратов на основе меченного технецием-99m доксорубицина.

В настоящее время в России и за рубежом для диагностики опухолей и оценки эффективности противоопухолевой терапии применяется, главным образом, метод позитрон-эмиссионной томографии (ПЭТ) с РФП 2-фтор-2-дезокси-D-глюкоза (¹⁸F-ФДГ), содержащий позитрон-излучающий радионуклид фтор-18 [Baum R.P., Schmuecking М., Bonnet R. et all. F-18 FDG PET for metabolic 3D-radiation treatment planning of non-small cell lung cancer. // Eur. J. Nucl. Med. and Mol. Imag. - 2002. Vol. 43. - P. 96-99]. Несмотря на высокую диагностическую информативность метода ПЭТ, его широкое применение в России ограничено из-за высокой стоимости, а также малой распространенности ПЭТ-центров. Так стоимость одного обследования с ¹⁸F-ФДГ (в зависимости от исследуемой области) колеблется от 20 тыс. рублей и более, а ориентировочная стоимость строительства ПЭТ-центра составляет около 1 миллиарда рублей. В данное время в России реально функционируют около 15 центров позитронно-эмиссионной томографии, половина которых расположены в Москве и Санкт-Петербурге.

Вместе с тем, в стране существует более 250 центров, оснащенных гамма-камерами для проведения однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ), где диагностика чаще всего осуществляется с использованием РФП на основе наиболее доступного для медицины радионуклида короткоживущего (T_1/2=6,02 ч) технеция-99м (^99mTc). Как правило, технециевые радофармацевтические препараты (РФП) изготавливают в виде стандартных наборов реагентов к генератору технеция-99м. При их смешивании с элюатом технеция-99м (раствор натрия пертехнетата, ^99mTc), выделенного из генератора, получается готовый РФП с заданными свойствами.

В настоящее время несмотря на большое разнообразие способов исследования с применением радиофармацевтических препаратов ведется разработка новых, более точных и информативных диагностических способов за счет использования новых РФП и режимов исследования с их применением.

Применение способов с использованием в качестве диагностического средства наборов для приготовления меченных ^99mTc специфичных химиотерапевтических препаратов позволит визуализировать злокачественные опухоли различных локализаций и уже на диагностическом этапе прогнозировать ответ опухоли на противоопухолевую терапию. Однако до настоящего времени такие препараты до практического применения в России и в мире не доведены.

Наиболее близким к предлагаемому широко используемым в онкологии является способ диагностики опухоли с применением меченного технецием-99m метоксиизобутилизонитрила (^99mTc-МИБИ). Используемый в известном способе радиофармпрепарат является неспецифическим препаратом, накапливающимся в опухолевых клетках. ^99mTc-МИБИ проникает в клетки опухоли путем пассивной диффузии и аккумулируется в митохондриях. Известно, что количество митохондрий в цитоплазме опухолевых клеток зависит от метаболической активности клетки, соответственно, уровень аккумуляции ^99mTc-МИБИ в опухолевых клетках прямо пропорционален количеству жизнеспособных клеток и количеству митохондрий в них. На сегодняшний день представлено большое количество работ, посвященных применению ^99mTc-МИБИ для диагностики опухолей мягких тканей, злокачественных новообразований мягких тканей [Куражов А.П., Завадовская В.Д., Килина О.Ю., Зоркальцев М.А., Чойнзонов Е.Л., Чернов В.И., Слонимская Е.М., Богоутдинова А.В., Анисеня И.И., Тицкая А.А., Зельчан Р.В., Фролова И.Г., Сапунова Л.С., Удодов В.Д. Однако при этом ОФЭКТ с ^99mTc-МИБИ характеризуется рядом недостатков, основным и самым значимым из которых является невысокая специфичность способа. Так, по данным литературы специфичность ОФЭКТ с ^99mTc-МИБИ в диагностике рака молочной железы варьирует от 85 до 94%, при раке легких - от 62,5 до 91% [Breast-specific gamma camera imaging with ^99mTc-MIBI has better diagnostic performance than magnetic resonance imaging in breast cancer patients: A meta-analysis. Zhang A, Li P, Liu Q, Song S. Hell J Nucl Med. 2017 Jan-Apr; 20(1): 26-35]. Невысокие показатели метода, конечно же, ограничивают его применение, поскольку в большинстве случаев использование данного исследования не позволяет решить главную его задачу - исключить или подтвердить злокачественную природу выявленной патологии.

Новый технический результат - повышение точности и информативности диагностики.

Для достижения нового технического результата в способе диагностики опухоли путем введения радиофармацевтического препарата экспериментальным животным с последующим проведением сцинтиграфического исследования вводят радиофармацевтический препарат на основе меченного технецием-99m доксорубицина в дозе 20 МБк внутривенно предварительно наркотизированным животным в инфраорбитальный синус, далее через 30-40 минут выполняют сцинтиграфическое исследование в планарном режиме, во время исследования животного располагают таким образом, чтобы в поле зрения детекторов гамма-камеры оказывалось все тело животного, производят запись сцинтиграммы в течение 5 минут и при увеличении накопления РФП в тканях, более чем в 2 раза превышающем его накопление в симметрично расположенных участках, диагностируют опухоль.

Способ основан на анализе результатов экспериментальных исследований. Для определения режима проведения сцинтиграфического определения опухолевой ткани и подтверждения эффективности способа были проведены исследования по изучению накопления меченного технецием-99m доксорубицина в опухолевой ткани на модели опухолевого поражения у мышей линии C57B1/6j. В качестве биологической модели опухоли использовались перевиваемые злокачественные новообразования мышей - карциномы легких Льюиса, использовался солидный вариант карциномы Льюиса (Банк клеточных линий РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАМН, г. Москва), поддерживаемый in vivo на мышах линий C57B1/6j методом внутримышечной трансплантации. С целью поддержания и перевивания опухолей у мышей животных с достаточным объемом опухолевой ткани забивали методом цервикальной дислокации для получения исследуемого материала (опухолевой ткани). Опухолевую ткань извлекали, используя стерильные инструменты, гомогенизировали и проводили подсчет концентрации клеток в камере Горяева. Трансплантацию клеток производили внутримышечно в заднюю правую лапу (мягкие ткани бедра) в концентрации 1-3 млн клеток на мышь. После трансплантации опухолевых клеток мыши оставались под наблюдением в стандартных условиях содержания. При установлении факта интенсивного экзофитного опухолевого роста у мышей выполняли контрольные измерения опухолевого узла, и при достижении необходимого объема опухолевой ткани животных включали в основную группу для изучения функциональной пригодности РФП.

Средний объем опухолевого узла у мышей составил 2,3±0,7 см³. Количество животных составило 100 особей.

Радиофармацевтический препарат на основе меченного технецием-99m доксорубицина готовили непосредственно перед введением согласно разработанному авторами лабораторному регламенту: 4 мл раствора натрия пертехнетата (Na^99mTcO4) из генератора в асептических условиях вводили с помощью шприца во флакон с реагентом путем прокалывания резиновой пробки иглой. При необходимости предварительно проводили разбавление элюата изотоническим раствором натрия хлорида до требуемой величины объемной активности. Содержимое флакона перемешивали встряхиванием и нагревали на водяной бане (50-60°С), затем инкубировали при комнатной температуре в течение 20 минут до полного растворения реагента.

Готовый радиофармпрепарат вводили внутривенно предварительно наркотизированным животным в инфраорбитальный синус в дозе 20 МБк. Учитывая изученную авторами фармакокинетику меченного технецием-99m доксорубицина (Т1/2=30 мин), через 30-40 минут после внутривенного введения животным выполняли сцинтиграфическое исследование на двухдетекторной гамма-камере Е.САМ фирмы SIEMENS в планарном режиме. Во время исследования животные располагались таким образом, что в поле зрения детекторов гамма-камеры оказывалось все тело животного. При сцинтиграфическом исследовании производили запись в течение 5 минут с набором не менее 500 тыс. импульсов в матрицу 256 на 256 пикселей. Окно дифференциального дискриминатора настроено на 20%, аппаратное увеличение не использовалось. При исследовании использовали низкоэнергетические коллиматоры для энергии 140 КэВ. Полученные при исследовании изображения (сцинтиграммы) животных подвергали постпроцессинговой обработке с использованием фирменного пакета программ E.Soft (SIEMENS, Германия) и при получении аккумуляции меченного технецием-99m доксорубицина в ткани более чем в два раза, чем в симметричном участке окружающих тканей, определяли пораженную опухолью ткань. При этом Индекс опухоль/фон составил 1,97±0,46 (Фиг. 1 Сцинтиграмма исследуемого животного). При обработке полученных изображений также была рассчитана интенсивность накопления препарата в опухоли и симметричном участке. Проведенные расчеты показали, что включение меченного технецием-99m доксорубицина в опухолевую ткань в среднем на 261% превышает его накопление в здоровых нормальных тканях (Табл. 1).

Таким образом, предлагаемый способ диагностики опухоли с применением радиофармацевтического препарата на основе меченного технецием-99m доксорубицина позволяет отчетливо диагностировать опухоль на метаболическом уровне, степень аккумуляции представленного радиофармпрепарата в опухоли дает возможность получать сцинтиграфические изображения надлежащего качества, что делает его перспективным для повышения эффективности и специфичности радионуклидной диагностики злокачественных новообразований.