доцент Матвеев А. В.

Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского, Россия

О фармакокинетическом моделировании и дозиметрическом планировании радионуклидной терапии костных метастазов

Радионуклидная терапия (РНТ) с применением остеотропных радиофармацевтических препаратов (РФП) является одним из актуальных направлений ядерной медицины в России и за рубежом. Такие РФП содержат β-излучающие радионуклиды, а сама терапия используется, как правило, в паллиативных целях. В последнее время внедряются РФП на основе короткоживущих радионуклидов (например, ¹⁵³Sm), которые обладают целым рядом уникальных характеристик [1]. В процессе их клинического применения также был выявлен прямой терапевтический эффект, выраженный в форме лучевой стерилизации ряда метастазов [1]. Поэтому изучение биофарма-цевтических и дозиметрических характеристик современных остеотропных РФП сегодня является весьма актуальным.

В России для РНТ больных с костными метастазами преимущественно используется отечественный РФП – ¹⁵³Sm-оксабифор. Поскольку фармакокинетика радионуклида, включенного в состав конкретного РФП, является индивидуализированной и зависит как от химической структуры самого РФП, так и от характера его обращения в организме человека, любое заимствование зарубежных данных по другим РФП некорректно. Поэтому существует необходимость в разработке оригинальных методов и моделей исследования фармакокинетических и дозиметрических характеристик российского РФП с ¹⁵³Sm. Причем проводить такие исследования желательно в каждой клинике, где осуществляется РНТ больных с костными метастазами. И только после этого, опираясь на результаты данных исследований, следует осуществить разработку соответствующих методик по индивидуальному дозиметрическому планированию.

В ближайшие годы лечение костных метастазов планируется и в Омске (БУЗОО «ОКБ»), что и явилось отправной точкой в нашей работе. С учетом конкретных клинических исследований, в будущем необходимо разработать и апробировать программный комплекс расчета фармакокинетических и дозиметрических характеристик препарата ¹⁵³Sm-оксабифор в процессе РНТ больных с костными метастазами.

Целью нашей работы стало создание физико-математической модели фармакокинетики остеотропного РФП (¹⁵³Sm-оксабифор), определение параметров межкамерных коммуникаций (транспортных констант) при сопоставлении модельных результатов с количественными радиометрическими данными, дозиметрическое планирование и расчет поглощенных доз в критических органах и тканях. Нами были использованы принципы и методы фармакокинетики (камерное моделирование) [2], метод Хука-Дживса для нахождения минимума функции нескольких переменных [2] при определении значений транспортных констант с использованием количественных данных радиометрии мочи пациентов с введенным РФП и методика расчета поглощенных доз через найденные в процессе моделирования функции активностей введенного РФП в критических органах [2].

Наша модель при внутривенном введении ¹⁵³Sm-оксабифора включает камеру плазмы крови (относительная активность РФП в ней F_H), камеру костной ткани с метастазами (F_M), камеру почек (F_R) и камеру мочевого пузыря (F_U). Соответствующие транспортные константы – обмена РФП с костной тканью K_HM, K_MH, поглощения РФП почками K_HR и экскреции K_RU. Также учтен радиоактивный распад изотопа ¹⁵³Sm, константа распада которого λ = 0,015 ч^-1.

На рис., в качестве примера, приведены рассчитанные нами в рамках описанной выше фармакокинетической модели кривые «Активность-время» для РНТ одного пациента с метастазами в кости. Кривая 1 определяет клиренс крови (камера H), кривые 2 и 3 – изменение относительной активности РФП в почках (камера R) и костной ткани с метастазами (камера M), соответственно. Кривая 4 характеризует накопление РФП в мочевом пузыре (камера U) без учета его опорожнения. Для данного пациента мы получили следующие значения индивидуальных транспортных констант: K_HM = 0,683, K_MH = 0,001, K_HR = 0,303, K_RU = 0,735 ч^–1.

Рис. Кривые «Активность-время». Пояснения даны в тексте.

Для расчета поглощенных доз мы воспользовались методикой, приведенной в нашей работе [2]. При расчете поглощенной дозы на мочевой пузырь учитывалось его циклическое опорожнение аналогично нашей работе [3]. Для данного пациента мы получили следующие значения поглощенных доз на единицу вводимой активности: D_H/A₀ = 1,016 (доза на кровеносную систему), D_R/A₀ = 8,050 (на почки), D_M/A₀ = 17,997 (на всю костную ткань), D_mor/A₀ = 47,593 (на красный костный мозг), D_eo/A₀ = 133,855 (на эндостальный слой кости), D_U/A₀ = 8,016 мГр/мКи (поглощенная доза на мочевой пузырь).

Таким образом, разработанная физико-математическая модель кинетики остеотропного РФП, а также на ее основе методика расчета поглощенных доз в критических органах и тканях в будущем будут использованы нами при создании программного комплекса расчета фармакокинетических и дозиметрических характеристик РФП, необходимых для осуществления индивидуального дозиметрического планирования РНТ больных с костными метастазами.

Литература:

1. Цыб А.Ф., Крылов В.В., Дроздовский Б.Я. и др. // Сибирский онкологический журнал. 2006. № 3. С. 8-17.

2. Матвеев А.В., Носковец Д.Ю. // Вестник Омского университета. 2014. № 4. С. 57-64.

3. Матвеев А.В., Носковец Д.Ю. // Вестник Омского университета. 2016. № 3. С. 74-83.