Радиология

текст Владимир Тесленко кандидат химических наук

В международной торговле изотопы делятся на две товарные группы: искусственные радиоактивные изотопы (ИРИ) и искусственные стабильные изотопы (ИСИ). Структура российского экспорта довольно стабильна и медленно меняется во времени рис.1.

Мировая торговля ИРИ и ИСИ в денежном выражении соотносится как 5:1. Не менее половины изотопов имеют медицинское назначение (остальное — промышленность и исследования, тут спрос стабилен), так что глобальные изменения в потоках экспорта и импорта в первом приближении отражают медицинскую составляющую мирового изотопного бизнеса.

Половина — Англии

Мировой экспорт и импорт ИРИ составлял последние годы чуть более 1 млрд долларов в год. Список экспортеров возглавляют Канада, США, Нидерланды, Бельгия и Германия. В списке импортеров лидируют США, Япония, Германия, Англия и Китай.

России сегодня принадлежит 6% мирового экспорта и 1% импорта. Динамика международной торговли ИРИ России показана на рисунке2. Хорошо виден рост экспорта за 15 лет — более чем втрое! Импорт же в последние годы стабилен.

Главное направление российского экспорта ИРИ — Запад, с большим отрывом лидирует Великобритания: около 50%. На втором месте — США, на третьем — Германия, четвертый Китай. В последнее время быстрей всего растут поставки в США и Китай, а медленнее всего — главному покупателю российских ИРИ, Англии.

Россия закупает за рубежом главным образом радиофармацевтические препараты и источники излучения для медтехники; основные поставщики — Германия и США. Заметен импорт и из Чехии, это в основном радиоиммунные наборы с изотопом йод-125. Редкий случай: наследство Совета экономической взаимопомощи, поставки идут с 1980-х годов.

Чешская аномалия

Мировой экспорт и импорт стабильных изотопов в последние годы составляет около $200 млн в год. Список экспортеров возглавляют США, Россия (доля мирового рынка — около 20%) и Германия, а импортеров — США, Япония и Германия. Динамика международной торговли ИСИ России показана на рисунке3.

В последние 15 лет экспорт хотя и растет, но неровно. Например, в 2011 году поставки внезапно подскочили до $60 млн — вчетверо больше средних. Этот пик был вызван разовой крупной поставкой изотопов в Чехию. Обычно же главный клиент России — США; поставки ИСИ туда стабильны: $4-10 млн в год. Вдвое меньше ИСС поставлено в Канаду.

Импорт в Россию стабильных изотопов носит импульсивный характер. Так, в 1999 году была крупная поставка из Германии ($6,9 млн). В 2000 году была существенная поставка из США, Швейцария поставляла заметные партии в 2001, 2005 и 2006 годах.

Изотопы на склад или в аэропорт

В целом экспорт на два порядка превышает импорт: у России большие производственные мощности, в основном времен СССР. Эти мощности еще и наращиваются, в частности, начато производство молибдена-99.

Партнерами России в экспортно-импортных сделках выступают более 100 компаний из примерно 50 стран. Весьма часто прямым покупателем значится транспортно-логистическая фирма, а местом поставки — крупный международный аэропорт. Эта особенность не позволяет точно знать конечных выгодоприобретателей от российских изотопов.

Российский экспорт находится под полным контролем корпорации "Росатом", хотя формально поставщиками считается примерно двадцать юридических лиц. Жесткий государственный контроль над первичными поставками радиоактивных материалов — традиция СССР и России. Такой строгий контроль и учет изотопов находит полное понимание у всех, кто легально имеет с ними дело, в первую очередь у США и Евросоюза.

Импорт изотопов в Россию демонополизирован; их ввозят и частные фирмы, и представительства иностранных компаний. Но все поставки строго контролируются государством, в том числе Ростехнадзором.

Среди российских поставщиков медицинской изотопной продукции можно выделить две группы. Первая экспортирует их самостоятельно, вторая — через трейдеров, но, как правило, организованных самими поставщиками или аффилированных с ними.

Как Россия лечит радиоактивностью

Изотопы, в первую очередь радиоактивные, широко применяются в современной медицинской практике.

В изотопной диагностике в мире и в России все большее значение имеет позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ). Поэтому растет потребность не только в традиционных радиоизотопах, таких как 11С, 13N, 15O, 18F, но и генераторных изотопах 68Ga и 82Rb, а также перспективных для новейшей диагностической технологии, совмещающей позитронно-эмиссионную и компьютерную томографию, изотопах 38K, 45Ti, 62Cu, 64Cu, 75Br, 76Br, 94mTc и 124I.

Развитие получают и терапевтические методы на основе радиоактивных изотопов, например лучевая терапия открытыми источниками радионуклидов, особенно эффективная при борьбе со злокачественными лимфомами, раком щитовидной железы, гормонозависимыми опухолями, при метастатическом поражении скелета и лимфатической системы, ревматоидных артритах и др.

На раннем этапе, в 1970-годы, наибольшее распространение среди более чем 30 терапевтических радионуклидов получили 32P, 131I, 90Y. К настоящему времени перечень лечебных радионуклидов расширился: добавились 89Sr, 153Sm, 188Re, интенсивные исследования ведутся в области использования 67Cu, 117mSn, 124I, 149Tb, 166Ho, 177Lu, 211At, 212Bi, 225Ac (213Bi) и др.

Первым изотопом в составе радиофармацевтического препарата терапевтического применения был 32P, но выяснилось, что он повреждает костный мозг большинства пациентов, и применение его было ограничено. Тем не менее препараты 32P и сейчас используют для лечения гемофилии, полицетемии и др., а также заболеваний суставов.

131I был и продолжает оставаться наиболее широко используемым терапевтическим изотопом (ежегодно в Европе — более 90000 гигабеккерелей, в России — около 2000 гигабеккерелей). Йодотерапия не имеет альтернативы при тяжелых формах рака щитовидной железы, тиреотоксикоза и гипертиреоидизма у больных с большим риском при оперативном вмешательстве или непереносимости медикаментов. Успешным оказалось лечение нейроэндокринных опухолей препаратами метайодбензилгуанидина и мечеными пептидами.

Радиоиммунотерапия на начальных этапах своего становления и развития также проводилась с использованием препаратов 131I, но в последнее десятилетие резко возрос интерес к 90Y. Его широко применяли еще в 1960-70-е годы — в виде коллоидных растворов и суспензий для радиосиновектомии, а также для интратуморального или интраартериального введения в онкологии. Эти методики успешно используют во многих медицинских центрах и сегодня.

Одним из новейших направлений применения микроисточников (брахитерапия) с 103Pd или 125I в последние 10-15 лет стало лечение рака предстательной железы и некоторых других онкопатологий. С середины 1990-х годов регулярно появляются публикации о направленной брахитерапии после баллонной ангиопластики в кардиохирургии.

В радиофармацевтике диагностического и терапевтического назначения наметился сдвиг в сторону короткоживущих радиоизотопов. Наряду с применением стандартных медицинских изотопов 198Au, 131I, 125I, 203Hg, 197Hg и др. все чаще применяют их заменители с меньшим периодом полураспада. Так, например, отмечается замена 131I на 123I и 99mTc для обследования функций щитовидной железы и на 99mTс для исследования ряда других органов, а также замена 85Sr на 87mSr, 18F и 99mTc-фосфатные соединения для получения изображения костных тканей. Все большее признание в исследовательской деятельности и клинической практике получает фармацевтика на основе короткоживущих 99mTc, 123I, 13N, 15O, 11C, 18F, 77Br, 68Ga, 81mKr, 82Rb, 87mSr, 113mIn, 132I, 137mBa, 91mIr, 67Ga, 111In и др.

 

Более половины экспорта радиоизотопной продукции медицинского назначения обеспечивают ПО "Маяк" и "ГНЦ РФ НИИАР". "Маяк" в основном экспортирует источники на основе 60Со, а "ГНЦ РФ НИИАР" — радиоактивное сырье (89Sr, 113Sn), а также источники ионизирующего излучения на основе 153Gd.

Стабильное положение среди основных предприятий-экспортеров занимает Радиевый институт им. В.Г. Хлопина (Санкт-Петербург): он продает и медицинское радиоизотопное сырье (123I, 125I, 90Sr и др.), и готовые радиофармпрепараты на основе 67Ga, 99mTc (67Ga-цитрат, 99mTc-пертехнетат).

Среди экспортеров изотопной медицинской продукции следует выделить также Институт молекулярной генетики РАН: он почти монополист на рынке меченных тритием физиологически активных веществ, его клиенты — в основном американские трейдеры, это небольшие, но стабильные поставки.

Один из ведущих производителей генераторов медицинского назначения и некоторых радиофармпрепаратов — "ГНЦ ФЭИ" — ведет экспорт и сам, и через крупнейших трейдеров типа "ВО "Изотоп".

ЗАО "Циклотрон" практически всю продукцию (радиоактивные изотопы: 103Pd, 67Ga, 111In, генераторы 68Ge/68Ga) продает самостоятельно.

Один из крупнейших производителей медицинских радионуклидов, Ленинградская АЭС, поставляет радиоизотопное сырье двум основным петербургским предприятиям — изготовителям радиофармацевтической продукции: Опытному заводу РНЦ "Прикладная химия" и Радиевому институту им. В.Г. Хлопина, поэтому доля ЛАЭС в экспорте невелика.

Основные производители стабильных изотопов, ФГУП "Сибирский химический комбинат" и ФГУП "Комбинат Электрохимприбор", большую часть изотопов для медицинских целей экспортируют сами, остальное через трейдеров, например ООО "Центр молекулярных технологий".

Ведущими трейдерами — экспортерами медико-изотопной продукции были и остаются ОАО "Техснабэкспорт", ВО "Изотоп" и ЗАО "Ритверц".

Новые радионуклидные лечебные технологии

1. лучевая терапия с модулированной интенсивностью;
2. лучевая терапия с визуальным контролем;
3. стереотаксическая радиотерапия;
4. стереотаксическая радиохирургия мозга;
5. стереотаксическая радиотерапия тела;
6. интенсивно развиваются радионуклидные нанотехнологии, то есть доставка с помощью наноконтейнеров минидоз радиофармацевтических препаратов прямо в больные клетки.

Перспективы изотопов

Перспективы радионуклидной диагностики и терапии связаны с разработкой новых высокоспецифичных препаратов на основе меченых пептидов и моноклональных антител. В планы разработчиков новых отечественных радиофармацевтических препаратов входят:

диагностические препараты: генератор 68Ge/68Ga и препараты на основе галлия-68 (золедронат, альфа-фетопротеин);

радиофармацевтические препараты на основе 18F (тирозин, глутаминовая кислота);

диагностические препараты на основе гамма-излучающих радионуклидов: 99мTc (наноколлоид, альфа-фетопротеин, циклопрофсацин), 111In (реоксинд), 123I (метиленовый синий);

радиофармацевтические препараты для радионуклидной терапии: генератор 90Sr/90Y, препараты для синовэктомии на основе 188Re, 153Sm, 90Y, препараты на основе 188Re (ОЭДФ, золедронат, коллоид, перренат), 90Y (177Lu) — пептиды, генератор 225Ac/213Bi.

История медицинских изотопов

В 1948 году в Препарационной лаборатории Института биофизики Минздрава СССР был налажен регулярный выпуск радиоактивных изотопов.

С 1950-х годов шел поиск наиболее подходящих методов и технологий получения радиоактивных и стабильных изотопов, синтеза меченых соединений, изготовления радиофармацевтических препаратов, производства источников ионизирующего излучения, радиоизотопных источников тепла и термоэлектрических генераторов.

Становление производства изотопной продукции в стране происходило в 1960-е годы в основном на предприятиях Минсредмаша СССР (сегодня это Госкорпорация "Росатом").

До конца 1980-х годов отдел изотопов Четвертого главного управления Минсредмаша монопольно контролировал разработку и производство изотопной продукции предприятиями различной подчиненности.

В 1990-е годы уменьшилось число институтов, занятых исследованиями изотопов, но практически полностью сохранились производства изотопной продукции — они переориентировались на выполнение экспортных заказов, так как давно соблюдали зарубежные стандарты и имели хорошую репутацию у заказчиков.

Где занимаются изотопами

В России более чем за 50 лет существования изотопного производства образовалось несколько центров, специализирующихся на изотопной продукции медицинского применения, правда, как правило, это непрофильная для них деятельность. Но спрос на мировом рынке растет, предложение недостаточно, и производители постепенно переориентируются на медицинские изотопы.

С научной точки зрения наиболее активны в области медицинских изотопов три следующие организации.

Обнинский филиал "НИФХИ им. Карпова"

Обнинский филиал "НИФХИ им. Карпова" эксплуатирует ядерный реактор ВВР-ц (15 МВт) и его экспериментально-технологические устройства. Для обеспечения устойчивой работы реактора и приведения его в полное соответствие с современными требованиями безопасности осуществляется посистемная реконструкция аппарата, которая на первом этапе проходит без длительных остановок в рамках времени, отводимого на профилактические работы. После реконструкции производительность аппарата и технологических линий переработки ядерных мишеней и синтеза РФП многократно возрастет. Предприятие выпускает радиофармацевтические препараты и радиопрепараты на основе 99Tc, 123I, 125I, 131I, 153Sm, 67Ga, 59Fe, 14C.

Направления разработок Обнинского филиала "НИФХИ им. Карпова":

1. Производство радиофармпрепарата класса "тест дыхания" с 14C для ранней диагностики язвенных и онкологических заболеваний желудочно-кишечного тракта. По изотопному составу выдыхаемого углекислого газа можно определять предрасположенность к заболеванию и эффективно контролировать процесс лечения.
2. На основе радионуклида 59Fe выпускается препарат для ранней диагностики патологических изменений молочной железы. Низкая стоимость его позволяет проводить профилактическое обследование населения.
3. С использованием реактора ВВР-ц имеется техническая возможность производства и других радионуклидов медицинского и технического назначения, например 131I, 153Sm, 67Ga.

Последнее достижение филиала "НИФХИ им. Л.Я. Карпова" — генератор 99mTc, в июне он был представлен на выставке "Атомэкспо — 2015".

Физико-энергетический институт им. А.И. Лейпунского (Обнинск)

ФЭИ производит радиоизотопы, радиофармацевтические препараты, источники излучения, имеет фонд высокообогащенных стабильных изотопов.

В рамках ФЦП "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы" разработана технология производства 82Sr — сырья для получения радиофармакологических препаратов. Плановое финансирование проекта: бюджетные средства — 130 млн рублей, внебюджетные средства — 130 млн рублей.

ГНЦ Научно-исследовательский институт атомных реакторов (Димитровград)

ОАО "ГНЦ НИИАР" производит множество радионуклидов и источников ионизирующих излучений.

Сейчас ведется создание полифункционального радиохимического исследовательского комплекса; модернизация производства реакторных радионуклидов; разработана технологии получения радионуклида 99Mo с использованием низкообогащенного урана.

В 2014 году для производства 89Sr, 177Lu, 90Y, 228Th, 227Ac, 223Ra, 224Ra разработаны технические проекты средств технологического оснащения, а также проекты технических условий, паспортов отходов, аналитических методик; для производства 89Sr и 177Lu изготовлены макеты внутрикамерного оборудования, проведены исследовательские испытания. Получены и поставлены заказчику опытные партии 89Sr, полученного при облучении 88Sr в нейтронной ловушке реактора.

В 2015 году идет модернизация производства изотопов 60Co, 89Sr, 90Y, 252Cf и других трансплутониевых элементов, создание производства радионуклидной продукции новой номенклатуры: 177Lu, генераторов 223Ra, 224Ra, 228Th, 227Ac и 225Ac.