Персонализированная дозиметрия внутреннего облучения опухолевых образований и органов риска пациентов: разработка и реализация методического базиса для дозиметрического обеспечения клинических исследований терапевтических радиофармпрепаратов

Разработан комплекс расчётных и инструментальных методов оценки персонифицированных доз внутреннего облучения очагов и органов риска у пациентов, проходящих терапию радиофармпрепаратами (РФП). Комплекс методов был использован для дозиметрического обеспечения клинических исследований лечебных РФП: а) ¹⁷⁷Lu-ДОТА-ПСМА (или «Лютапрост»), предназначенный для радиолигандной терапии метастатического кастрационно-резистентного рака предстательной железы; б) микросферы альбумина ¹⁸⁸Re 5-10 мкм (или «Артрорен»), предназначенный для радиосиновэктомии при местном лечении хронических воспалительных заболеваний суставов; и в) микросферы альбумина ¹⁸⁸Re 20-40 мкм (или «Гепаторен»), предназначенный для внутриартериальной радионуклидной эмболизации в лечении неоперабельного рака печени. Результаты оценок абсолютных активностей РФП и их динамики при ОФЭКТ/КТ-сканировании РФП в организме пациентов верифицировали измерениями на физических фантомах человека с разной массой тела и различными стандартными активностями распределённых внутри фантомов радионуклидов. Разработанный кластер программ (для расчётов поглощённых долей энергии в биоструктурах), соответствующих баз данных и инструментальных методов послужил базисом для оценок у пациентов, включённых в клинические исследования изучаемых РФП. Установлены величины индивидуальных поглощённых доз внутреннего облучения очагов у 39 пациентов, включённых в первую фазу клинических исследований трёх РФП. Анализ распределения доз показывает, что поглощённые дозы в очагах сильно различаются не только у разных пациентов, но и в разных очагах у одного и того же пациента, что согласуется с данными литературы. Дозы облучения очагов возрастают с увеличением вводимой активности РФП и, в зависимости от объёма очагов, находятся в следующих пределах: 1) в случае «Лютапроста» - от 1,4 до 32 Гр (планируемая для введения активность - 5 ГБк), от 5,1 до 59 Гр (планируемая активность - 7,5 ГБк), от 13 до 94 Гр (планируемая активность - 10 ГБк); 2) в случае «Артрорена» - от 17,5 до 74 Гр (планируемые активности - от 0,37 до 0,925 ГБк); 3) в случае «Гепаторена» - от 10,7 до 43 Гр (планируемые активности - от 1 до 3 ГБк). Установлены величины индивидуальных доз облучения в органах риска. Распределение поглощённых доз в органах риска также существенно различаются у разных пациентов и между разными критическими органами. Эти дозы находятся в пределах от 0,01 до 7,4 Гр (39 пациентов), что многократно меньше общепринятых дозовых ограничений (“commonly applied dose constrains”) в радиотерапии.

The cluster of calculational and instrumental methods for estimation of personalized internal radiation doses to foci and organs at risk among patients undergoing to therapy by radiopharmaceuticals has been developed. The developed set of methods was used for dosimetrical support of clinical trials of therapeutic radiopharmaceuticals: a) ¹⁷⁷Lu-DOTA-PSMA (or "Lutaprost") targeted for radioligand therapy of metastatic castrate-resistant prostate cancer; b) ¹⁸⁸Re albumin microspheres 5-10 μm (or "Artroren") targeted for radiosynovectomy in the local treatment of chronic inflammatory diseases of the joints and c) ¹⁸⁸Re albumin microspheres 20-40 μm (or "Gepatoren") targeted for intra-arterial radionuclide embolization in the treatment of inoperable liver cancer. The results of estimations absolute activities of radiopharmaceuticals and their dynamics during SPECT/CT scanning of radiopharmaceuticals in the body of patients were verified by measurements using physical phantoms of humans with different body weights and various standard activities of radionuclides distributed inside the phantoms. The developed cluster of programs (for calculating the absorbed fraction of energy in biostructures), relevant databases and instrumental methods were used as the basis for estimations personalized internal radiation doses in foci and organs at risk among patients included in clinical trials of the studied radiopharmaceuticals. Individual internal radiation doses in foci among 39 patients, included in the first phase of clinical trials of the three studied radiopharmaceuticals, were estimated. The analysis of the distribution of estimated doses shows that absorbed doses in foci are very differing not only in different patients, but also in different foci in the same patient. Irradiation doses in foci increase with an increasing in the administered activities of radiopharmaceuticals and, depending on the volume of foci, are within the following ranges: 1) in a case of “Lutaprost” - from 1.4 to 32 Gy (planned administered activity - 5 GBq), from 5.1 to 59 Gy (planned activity - 7.5 GBq), from 13 to 94 Gy (planned activity - 10 GBq); 2) in a case of "Arthroren" - from 17.5 to 74 Gy (planned administered activities - from 0.37 to 0.925 GBq); 3) in a case of “Gepatoren” - from 10.7 to 43 Gy (planned administered activities - from 1 to 3 GBq). Individual absorbed doses in organs at risk were estimated as well. Dose values in organs at risk also vary greatly between different patients and between different critical organs. These doses ranged from 0.01 to 7.4 Gy (39 patients), which is many times less than “commonly applied dose constraints” in radiotherapy.