Лучевая терапия с использованием рассеивающих альфа-излучателей - Diffusing alpha emitters radiation therapy

Рассеивающая лучевая терапия альфа-излучателями или DaRT является альфа-частица -на основании радиационная терапия для лечения солидные опухоли.[1][2]

Эта терапия была разработана в Тель-авивский университет в Израиле профессорами Ицхаком Келсоном и Йоной Кейсари. Лечение осуществляется внутриопухолевым введением металлических трубок, называемых «семенами», которые имеют Радий-224 атомы прикреплены к их поверхности. Когда радий распадается, его недолговечный дочерний радон-220 высвобождается из семени за счет энергии отдачи.[3] Дочери радона-220, в частности Pb-212, рассеиваются в опухоли и испускают альфа-частицы высокой энергии, которые разрушают опухоль. Поскольку альфа-излучающие атомы диффундируют в ткани всего на несколько миллиметров, DaRT уничтожает опухолевые клетки и щадит окружающую здоровую ткань.[3]

Альфа-излучение

Альфа-излучение - это ядерное явление, при котором тяжелый радионуклид испускает энергичную альфа-частицу (состоящую из двух протонов и двух нейтронов) и превращается в другой радионуклид. Размер испускаемой альфа-частицы в ткани составляет всего 40-90 микрон, что сводит к минимуму побочный ущерб при использовании в лечебных целях. Однако это также ограничивает его способность разрушать опухоли диаметром в несколько миллиметров. Альфа-излучение обладает мощной способностью убивать клетки, потому что оно имеет высокий линейная передача энергии (LET), что означает высокий Относительная биологическая эффективность (ОБЭ).[4]

Лечение рака

Изобретение DaRT делает возможным использование альфа-излучения для лечения солидных опухолей, поскольку оно преодолевает ограничение диапазона альфа-частиц в ткани. Дочерние атомы радия-224 могут диффундировать в опухолевую ткань на несколько миллиметров каждый, испуская альфа-частицы. Способность DaRT убивать опухоли в основном обусловлена ​​способностью альфа-излучения непоправимо разрушать двухцепочечную ДНК в опухолевых клетках.[5] Эта способность, по-видимому, не зависит от стадии клеточного цикла или уровня оксигенации раковой клетки.[нужна цитата ]

Доклинические исследования при нескольких типах опухолей

Доклинические исследования показали, что DaRT может эффективно повредить все типы солидных опухолей. Исследования 10 различных типов опухолей у мышей продемонстрировали, что все они реагировали на DaRT.[6][7][8][9][10][11][12][чрезмерное цитирование ]

Комбинированная терапия DaRT с химиотерапией или иммунотерапией

В доклинических исследованиях эффективность DaRT повышалась при сочетании со стандартными химиотерапевтическими препаратами, такими как 5-FU. Кроме того, DaRT смог превратить опухоль в собственную вакцину и стимулировать системный противоопухолевый иммунный ответ.[13] Этот иммунный ответ эффективно усиливался добавлением иммуностимуляторов и / или ингибиторов иммунодепрессивных клеток. Этот иммунный эффект наблюдался не только как усиленное местное разрушение опухоли в месте первичной опухоли, но также за счет устранения метастазов опухоли в легких. [12] [14] Эти результаты предполагают, что DaRT в сочетании с иммунотерапией индуцирует опухолеспецифический системный иммунный ответ.[нужна цитата ]

Лечение солидных опухолей у людей с помощью DaRT

Первые результаты DaRT у пациентов-людей из пилотного исследования 28 пациентов, проведенного профессором Поповцером (Израиль) и доктором Беллией (Италия), были опубликованы в 2020 году. [15] Из этой группы пожилых пациентов (средний возраст 80,5 лет) 61% имели рецидивирующие и ранее леченные опухоли, в том числе 42% были радиорезистентны от предшествующей терапии. Пациентам был поставлен гистопатологически подтвержденный диагноз. плоскоклеточная карцинома кожи или Голова и шея. Сто процентов опухолей ответили на DaRT, при этом полные ответы наблюдались в более чем 78% случаев, и не было отмечено серьезной токсичности. Через 30 дней после лечения в крови или моче пациентов не было измеряемой радиоактивности. В настоящее время продолжаются дополнительные исследования на более крупных популяциях, чтобы усилить поддержку в отношении безопасности и эффективности этого метода внутриопухолевой абляции опухоли на основе альфа-излучения.[нужна цитата ]

использованная литература

  1. ^ Арази, Лиор (13 января 2020 г.). «Лучевая терапия рассеивающими альфа-излучателями: приближенное моделирование макроскопической дозы альфа-частиц точечного источника». Физика в медицине и биологии. 65 (1): 015015. Bibcode:2020ПМБ .... 65а5015А. Дои:10.1088 / 1361-6560 / ab5b73. PMID  31766047.
  2. ^ «Устройство излучающих альфа-излучение (DaRT) для лечения кожных, слизистых или поверхностных неоплазий мягких тканей. - Просмотр полного текста - ClinicalTrials.gov». Clinicaltrials.gov. ClinicalTrials.gov. Получено 2020-07-17.
  3. ^ а б Арази, L; Повара, Т; Шмидт, М; Кейсари, Y; Келсон, я (2007). «Лечение солидных опухолей интерстициальным высвобождением отскакивающих короткоживущих альфа-излучателей». Phys. Med. Биол. 52 (16): 5025–5042. Bibcode:2007ПМБ .... 52.5025А. Дои:10.1088/0031-9155/52/16/021. PMID  17671351.
  4. ^ Poty, S; Франческони, L; McDevitt, M; Моррис, М.; Льюис, Дж (2018). «α-Излучатели от лучевой терапии от базовой радиохимии до клинических исследований - Часть 1». J. Nucl. Med. 59 (6): 878–884. Дои:10.2967 / jnumed.116.186338. ЧВК  6004557. PMID  29545378.
  5. ^ Зейдл, С. (2014). «Радиоиммунотерапия радионуклидами, излучающими α-частицы». Иммунотерапия. 6 (4): 431–58. Дои:10.2217 / imt.14.16. PMID  24815783.
  6. ^ Повара, Т; Арази, L; Шмидт, М; Маршак, Г; Келсон, я; Кейсари, Y (2008). «Замедление роста и разрушение экспериментальной плоскоклеточной карциномы с помощью интерстициальных радиоактивных проводов, высвобождающих рассеянные альфа-излучающие атомы». Int. J. Рак. 122 (7): 1657–64. Дои:10.1002 / ijc.23268. PMID  18059026. S2CID  19514265. Получено 31 мая, 2020.
  7. ^ Повара, Т; Арази, L; Эфрати, М; Шмидт, М; Маршак, Г; Келсон, я; Кейсари, Y (2009). «Интерстициальная проволока, высвобождающая рассеивающие альфа-излучатели в сочетании с химиотерапией, улучшила локальный контроль опухоли и выживаемость у мышей с плоскоклеточной карциномой». Рак. 115 (8): 1791–1801. Дои:10.1002 / cncr.24191. PMID  19197995. S2CID  11018499. Получено 31 мая, 2020.
  8. ^ Повара, Т; Шмидт, М; Биттан, H; Лазоров, Э; Арази, L; Келсон, я; Кейсари, Y (2009). «Местный контроль опухолей легких путем диффузии альфа-излучающих атомов, высвобождаемых из внутриопухолевых проволок, загруженных радием-224». Int. J. Rad. Онкол. Биол. Phys. 74 (3): 966–73. Дои:10.1016 / j.ijrobp.2009.02.063. PMID  19480976. Получено 31 мая, 2020.
  9. ^ Повара, Т; Таль, М; Рааб, S; Эфрати, М; Reitkopf, S; Лазоров, Э; Etzyoni, R; Шмидт, М; Арази, L; Келсон, я; Кейсари, Y (2012). «Внутриопухолевые проволоки, нагруженные 224Ra, распространяют альфа-излучатели внутри твердых опухолей человека у бестимусных мышей, достигая контроля над опухолью». Противораковые исследования. 32 (12): 5315–21. PMID  23225432. Получено 31 мая, 2020.
  10. ^ Хорев-Дрори, Г; Повара, Т; Биттан, H; Лазоров, Э; Шмидт, М; Арази, L; Эфрати, М; Келсон, я; Кейсари, Y (2012). «Местный контроль экспериментальных злокачественных опухолей поджелудочной железы путем лечения комбинацией химиотерапии и внутриопухолевых 224 нагруженных радием проводов, высвобождающих альфа-излучающие атомы». Пер. Res. 159 (1): 32–41. Дои:10.1016 / j.trsl.2011.08.009. PMID  22153808. Получено 1 июня, 2020.
  11. ^ Reitkopf-Brodutch, S; Конфино, H; Шмидт, М; Повара, Т; Эфрати, М; Арази, L; Рат-Вольфсон, L; Маршак, Г; Келсон, я; Кейсари, Y (2015). «Удаление экспериментального рака толстой кишки с помощью внутриопухолевых проводов, содержащих 224-радий, опосредуется альфа-частицами, высвобождаемыми из атомов, которые распространяются в опухоли, и может быть усилено химиотерапией». Int J Radiat Biol. 91 (2): 179–86. Дои:10.3109/09553002.2015.959666. PMID  25179346. S2CID  32999548. Получено 1 июня, 2020.
  12. ^ а б Конфино, H; Шмидт, М; Эфрати, М; Хохман, I; Уманский, В; Келсон, я; Кейсари, Y (2016). ". Ингибирование роста аденокарциномы молочной железы мыши путем абляции внутриопухолевым альфа-облучением в сочетании с ингибиторами иммуносупрессии и CpG". Рак Immunol Immunother. 65 (10): 1149–58. Дои:10.1007 / s00262-016-1878-6. PMID  27495172. S2CID  1121535. Получено 2 июня, 2020.
  13. ^ Конфино, H; Хохман, I; Эфрати, М; Шмидт, М; Уманский, В; Келсон, я; Кейсари, Y (2015). «Удаление опухоли с помощью внутриопухолевых проводов, нагруженных Ra-224, вызывает противоопухолевый иммунитет против экспериментальных метастатических опухолей». Рак, иммунитет, иммунитет. 64 (2): 191–9. Дои:10.1007 / s00262-014-1626-8. PMID  25326364. S2CID  22025785. Получено 2 июня, 2020.
  14. ^ Доманкевич, В; Коэн, А; Эфрати, М; Шмидт, М; Раммензее, Н; Наир, S; Тевари, А; Келсон, я; Кейсари, Y (2019). «Сочетание брахитерапии на основе альфа-излучения с иммуномодуляторами способствует полной регрессии опухоли у мышей за счет специфичного для опухоли длительного иммунного ответа». Рак Immunol Immunother. 68 (12): 1949–58. Дои:10.1007 / s00262-019-02418-5. ЧВК  6877484. PMID  31637474. Получено 2 июня, 2020.
  15. ^ Поповцер, А; Розенфельд, Э; Мизрахи, А; Беллия, SR; Бен-Гур, Р. Фелициани, G; Сарнелли, А; Арази, L; Deutsch, L; Келсон, я; Кейсари, Y (2020). «Первоначальные результаты безопасности и контроля опухолей в ходе многоцентрового проспективного исследования, впервые проведенного на людях, по оценке нового альфа-излучающего радионуклида для лечения местнораспространенных рецидивирующих плоскоклеточных карцином кожи, головы и шеи». Int J Radiat Oncol Biol Phys. 65 (10): 1149–58. Дои:10.1016 / j.ijrobp.2019.10.048. PMID  31759075. Получено 2 июня, 2020.