Не схибить ні на йоту

Швейцарський інститут Пауля Шерера (ІПШ) недарма називають світовим піонером протонної терапії раку. За останні три роки тамтешні науковці розробили одну з найбільш просунутих у світі технологій лікування онкологічних захворювань. Не кожному вдається туди потрапити, але кореспонденту «УМ» пощастило побувати в науково–дослідному інституті, поспілкуватися з медичними «світилами», побачити унікальне обладнання та порозпитувати гостинних господарів про їхні найбільш відомі проекти. Сьогодні ми зупинимося лише на одному з них: протонній терапії злоякісних пухлин. Перші досліди в цій галузі розпочалися ще на початку 80–х років ХХ століття. Трохи раніше аналогічні експерименти започаткували американці, але їм поки не вдалося досягти таких чудових результатів лікування, хоч у США й проводять більше операцій із використанням протонів, ніж у відділенні протонної терапії ІПШ.

Майже стовідсоткове одужання

Провідна науково–дослідна інституція Швейцарії — Інститут Пауля Шерера — названий на честь славетного швейцарського фізика та математика (1890—1969), який власне і заснував цей інститут 1920 року та наступні 40 років очолював його. Цікаво, що інститут розташований не у столиці країни чи в якомусь великому місті, а «схований» у північній частині Швейцарії на півдорозі між містами Базель та Цюріх, у далекій сонній провінції. Щоб ознайомитися з унікальними розробками цього славетного закладу, спочатку потрібно подолати шмат дороги: дістатися залізничної станції Брюгг, а звідти ще хвилин 20 потрястися в автобусі звивистою провінційною дорогою, яка закінчується якраз навпроти головної прохідної інституту в місцевості Вінніген. Корпуси закладу розкинулися на двох берегах повноводної річки Ааре, з’єднаних мостом.

У чому ж секрет успіху швейцарського інституту? Як зазначають науковці, прорив став можливим завдяки встановленню в інституті нового, спеціально виготовленого саме для виконання таких завдань, прискорювача протонів. Цей циклотрон із суперпровідністю вчені назвали COMET. Прискорювач пов’язаний із так званим «Порталом» — установкою, яка дозволяє бомбардувати протонами чітко визначені ділянки тіла пацієнта на довільній глибині і під будь–яким кутом. Бажана доза опромінення та рівномірне сканування пухлини пучком протонів чітко визначеного діаметру також регулюються через «Портал».

Новий протонний циклотрон, на відміну від попереднього, може працювати цілий рік без кількамісячних перерв на технічний огляд та ремонти і вже зарекомендував себе з найкращого боку. Попередній прискорювач був призначений для досліджень у галузі ядерної фізики, тож мав потужний потік протонів, який важко піддавався точному регулюванню та дозуванню. А пучок протонів із нового циклотрону можна розділяти на п’ять окремих і подавати одночасно на п’ять «Порталів», тобто в перспективі в інституті діятимуть одночасно п’ять операційних. Це робить Центр протонної терапії ІПШ унікальним у світових масштабах. Для прикладу, вчені інституту впродовж десяти років до встановлення нового циклотрону (1996—2005) провели через сеанси медичної радіотерапії 260 пацієнтів. А з новим прискорювачем протонів через «Портал–1» — п’ять тисяч пацієнтів лише за минулий рік. До того ж значно підвищилася ефективність лікування, яка й так є найвищою у світі. Якщо йдеться про меланому ока (а інститут останнім часом спеціалізується саме на цій патології), то вченим удається вилікувати 98 зі 100 хворих, яким своєчасно діагностували злоякісну пухлину ока. При цьому в 90 відсотків пацієнтів вилікуване око залишається зрячим.

Інструменти чужі, ідеї власні

Новий прискорювач протонів COMET є компактним суперпровідним 250 МеВ (250–мегаелектронвольтним) циклотроном. ІПШ лише підготував специфікацію та технічні вимоги. Технічну документацію виготовили в Національній цикло­тронній лабораторії Університету штату Мічиган (США), а сам циклотрон виготовила німецька фірма ACCEL Instruments GmbH. У Віннігені його встановлювали в 2006—2007 роках. Перший пацієнт пройшов лікування у лютому 2007 року. З серпня 2007 року лікувальний процес було поставлено на конвеєр. Наприкінці 2008 року було виготовлено «Портал–2». Ця розробка ІПШ робить Центр протонної терапії недосяжним світовим лідером у галузі медичного використання енергії протонів.

Установка «Портал–1» є першим і, наразі, єдиним у світі комплексним набором апаратури для протонної радіаційної терапії глибоко розташованих злоякісних пухлин. Розроблена в ІПШ техніка точкового сканування дозволяє атакувати і знищувати хворі клітини злоякісної пухлини всередині людського тіла з надзвичайною точністю. Таким чином, їхній ріст та поширення успішно припиняються без пошкодження сусідніх здорових тканин.

На відміну від інших поширених (зокрема і в нас) методів радіаційної терапії злоякісних пухлин із використанням елементарних частинок, протони мають виняткові фізичні властивості для точного бомбардування хворих ділянок точною дозою опромінення всередині тіла пацієнта. Процес відбувається таким чином: елементарні частинки з позитивним зарядом — ядра атома водню — прискорюють циклотрон до високих енергетичних рівнів і через протонопроводи та систему «Портал» направляють із високою точністю за допомогою контрольованих комп’ютером магнітних полів на бомбардування пухлини. Дозу протонного пучка добре регулюють не лише у просторі до моменту надходження в тіло пацієнта, а й за інтенсивністю та глибиною проникнення у тканини. Властивість протонів така, що вони здійснюють максимальний викид енергії при зіткненні з хворими клітинами, вбиваючи найбільшу їх кількість, але при цьому, на відміну від інших елементарних частинок, які використовують у поширених тепер методах радіотерапії, протони не створюють потужного вторинного радіаційного фону, який убиває сусідні здорові клітини.

Фахівці протонної терапії ІПШ усе більше спеціалізуються на лікуванні хворих на рак мозку, очей, черевні саркоми та пацієнтів, які мають пухлини у ділянці черепа та спинного мозку. Поступово головними пацієнтами Центру стають діти. Минулого року вони становили 25 відсотків пацієнтів відділення протонної терапії, а цього року цей відсоток має значно зрости. Оскільки у Швейцарії просто немає такої кількості хворих на рак дітей, то Інститут став останньою надією для пацієнтів із Європи та інших частин світу.

Останнім часом фахівці ІПШ почали спеціалізуватися на роботі з дітьми, незважаючи на те, що з ними працювати значно важче, ніж із дорослими. Директор Центру протонної радіаційної терапії — професор, доктор медичних наук Євген Хуг наголосив, представляючи нам свої володіння, що діти, на відміну від дорослих, не в змозі лежати непорушно під час процесу опромінення, тому їх піддають тимчасовій анестезії. Кожний неусвідомлений рух під час терапії спричиняє ураження сусідніх здорових частин тканини, що може мати трагічні наслідки, особливо під час лікування мозку. Тому перед початком лікування для кожної дитини виготовляють під її тіло спеціальну форму, яка буде утримувати його у фіксованій позиції. Щоправда, пацієнт не відчуває жодного болю внаслідок опромінення, але фізично страждає від процесу анестезії.

Вартість терапії — 27 тисяч доларів

Уже сам наш візит до Інституту Пауля Шерера є свідченням того, що швейцарці намагаються популяризувати та поширити свій досвід у світі. Вони готові поділитися своїми знаннями та обладнанням з усіма зацікавленими клініками світу. Вартість самого обладнання «Портал–1» та «Портал–2» — близько мільйона доларів — є доступною великим медичним центрам. Але воно нічого не варте без прискорювача протонів. А це — ядерний об’єкт, який не встановиш просто так у місті. Виникає потреба будівництва спеціалізованого центру десь у провінції. Тож кореспондент «УМ» поставив директору Центру протонної терапії Євгену Хугу практичне запитання: «Скільки коштує курс терапії в закладі?» Він відповів, що це залежить від стадії захворювання і, відповідно, тривалості терапії: від одного до дев’яти тижнів. А середній чотиритижневий курс коштує приблизно 30 тисяч швейцарських франків (приблизно 27 тисяч доларів). При цьому фахівець попередив, що це лише менша частина від вартості лікування, оскільки родичі (особливо за потреби догляду за дітьми) мусять виплатити ще значну суму за проживання у Швейцарії та придбання додаткових лікарських препаратів. Часто разом із хворою дитиною приїздить не один із батьків, а ціла група родичів.

Фахівці Центру протонної терапії провадять велику популяризаторську роботу. Щороку в січні у Віннігені проходять семінари для фахівців у галузі радіаційної медицини з усього світу. Не всі охочі можуть потрапити на них, бо кількість учасників обмежена 40 особами, щоб процес був ефективним, а не перетворювався на масовку. Що мене завжди особливо вражало у Швейцарії, то це турбота про наступні покоління. Тож у ІПШ постійно діють творчі лабораторії для підлітків 12—14 років, щоб заохотити їх у майбутньому займатися наукою. Інститут Пола Шерера тісно співпрацює з провідними науковими закладами всього світу, зокрема й з українськими (це тема для окремої розмови). До 20 тисяч закордонних науковців провадили свої досліди в Інституті. 1500 із них захистили тут докторські дисертації.

ДО РЕЧІ

На автора цих рядків найбільше враження від усіх розповідей професора Євгена Хуга справили дві візуальні речі. По–перше, кімната з іграшками та дитячими малюнками на стінах, де дітям вводять анестезію. По–друге, вигляд уже приспаної дітини восьми–десяти років (стать важко визначити, оскільки голову поголено), кволе худе тільце якої медсестрички вкладали у форму перед опроміненням.

ПЕРСПЕКТИВА

Уже розроблено і виготовлено систему «Портал–2», яку мають установити та ввести в дію ще цього року. Новинка дозволить уникнути недоліків свого попередника «Портал–1». Йдеться, передусім, про те, що струмінь протонів у ній буде здатний знищувати рухомі цілі. Протонний промінь чітко відстежуватиме хвору рухому частину людського організму та «бомбардуватиме» хворі клітини. Тобто відпадає потреба анестезії дітей та з’являється можливість скеровувати промінь на ті частини людського організму, які перебувають у русі навіть тоді, коли людина перебуває у сплячому стані. Це буде справжній шедевр у галузі радіаційної медицини.