А.В. Матвеев1

1 Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского (г. Омск, Россия)

Постановка проблемы. В России для радионуклидной терапии костных метастазов сегодня применяются два радиофармпрепарата: 89Sr-хлорид и 153Sm-оксабифор. Первый из них имеет много побочных эффектов, поэтому его применение ограничено; второй доступен только в клиниках, в которые транспортировка его не занимает много времени. В настоящее время клинические исследования проходит третий радиофармпрепарат 188Re-золерен. В связи с генераторным способом получения 188Re данный радиофармпрепарат должен стать доступным для применения во многих регионах нашей страны. Поэтому возникает необходимость в сравнительном анализе характеристик этих радиофармпрепаратов, в том числе на основе фармакокинетического моделирования.

Цель работы – разработка программного комплекса фармакокинетического моделирования и расчета индивидуальных поглощенных доз при радионуклидной терапии костных метастазов на основе четырехкамерной модели кинетики и апробация его на клинических данных с разными отечественными радиофармпрепаратами.

Результаты. Работа основана на принципах и методах фармакокинетики радиофармпрепаратов (камерное моделирование). Идентификация параметров модели (транспортных констант) проводилась на основе данных радиометрии мочи пяти пациентов с введенным в организм радиофармпрепаратом. Для нахождения минимума функционала невязки при идентификации использовался метод Хука-Дживса. Расчет поглощенных доз осуществлялся через найденные в процессе моделирования функции активностей радиофармпрепарата в камерах.

Разработан комплекс моделирования и расчета фармакокинетических и дозиметрических характеристик остеотропных радиофармпрепаратов на основе четырехкамерной модели их транспорта в организме человека при радионуклидной терапии костных метастазов. Для пяти пациентов идентифицированы транспортные константы модели и рассчитаны индивидуальные характеристики отечественных радиофармпрепаратов, меченных 89Sr, 153Sm и 188Re (эффективные периоды полувыведения, максимальные активности в камерах и времена их достижения, поглощенные дозы на костные ткани и метастазы, эндостальный слой кости, красный костный мозг, кровь, почки и мочевой пузырь). Получены и проанализированы зависимости «Активность-время» для всех камер модели. Проведен сравнительный анализ фармакокинетики и дозиметрии трех радиофармпрепаратов (89Sr-хлорид, 153Sm-оксабифор, 188Re-золерен).

Практическая значимость. Из сравнительного анализа фармакокинетических и дозиметрических характеристик трех радиофармпрепаратов следует, что наилучшим из них для широкого применения во многих регионах нашей страны должен стать 188Re-золерен с учетом генераторного способа получения 188Re в условиях стационара.

Матвеев А.В. Фармакокинетика и дозиметрия отечественных остеотропных радиофармпрепаратов: моделирование и сравнительный анализ // Биомедицинская радиоэлектроника. 2022. T. 25. № 1. С. 40-52. DOI: https://doi.org/10.18127/j15604136-202201-05

1. Murray I., Du Y. Systemic Radiotherapy of Bone Metastases With Radionuclides // Clinical Oncology. 2021. V. 33. P. 98–105. DOI: 10.1016/j.clon.2020.11.028
2. Handkiewicz-Junak D., Poeppel T.D., Bodei L., Aktolun C., Ezziddin S., Giammarile F., Delgado-Bolton R.C., Gabriel M. EANM guidelines for radionuclide therapy of bone metastases with beta-emitting radionuclides // European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 2018. V. 45. P. 846–859. DOI: 10.1007/s00259-018-3947-x
3. Крылов В.В., Дроздовский Б.Я., Цыб А.Ф. Радионуклидная терапия в паллиативном лечении больных с метастазами в кости // Паллиативная медицина и реабилитация. 2005. № 3. С. 45–53.
4. Джужа Д.А., Саган Д.Л. Паллиативная радионуклидная терапия костных метастазов // Променева діагностика, променева терапія. 2010. № 1. С. 65–69.
5. Beiki D., Haddad P., Fallahi B., Keyvan A., Gholamrezanezhad A., Mirzaei H., Saghari M., Amouzegar-Hashemi F., Kazemian A., Fard-Esfahani A., Eftekhari M. Effectiveness and complications of 153Sm-EDTMP in palliative treatment of diffuse skeletal metastases // Iranian Journal of Nuclear Medicine. 2013. V. 21. № 1. P. 26–32.
6. Pacilio M., Ventroni G., Basile C., Ialongo P., Becci D., Mango L. Improving the dose-myelotoxicity correlation in radiometabolic therapy of bone metastases with 153Sm-EDTMP // European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 2014. V. 41. № 2. P. 238–252. DOI: 10.1007/s00259-013-2552-2
7. Зырянов С.К., Затолочина К.Э. Перспективы применения радионуклидных лекарственных препаратов при лечении злокачественных новообразований в РФ // Качественная клиническая практика. 2018. № 2. С. 51–57. DOI: 10.24411/2588-0519-2018-10044
8. Лиепе К., Лимурис Г., Крылов В.В., Кочетова Т.Ю. Радионуклидная терапия препаратами 188Re в онкологии // Онкологический журнал: лучевая диагностика, лучевая терапия. 2018. Т. 1. № 4. С.34–42. DOI: 10.37174/2587-7593-2018-1-4-34-42
9. Петриев В.М., Афанасьева Е.Л., Скворцов В.Г. Остеотропные радиофармпрепараты на основе фосфоновых кислот для лечения костных метастазов человека (обзор) // Химико-фармацевтический журнал. 2008. Т. 42. № 5. С. 3–10.
10. Степаненко В.Ф., Яськова Е.К., Белуха И.Г., Петриев В.М., Скворцов В.Г., Колыженков Т.В., Петухов А.Д., Дубов Д.В. Расчеты доз внутреннего облучения нано-, микро- и макро-биоструктур электронами, бета-частицами и квантовым излучением различной энергии при разработках и исследованиях новых РФП в ядерной медицине // Радиация и риск. 2015. Т. 24. № 1. С.35–60.
11. Тищенко В.К., Петриев В.М., Сморызанова О.А., Михайловская А.А. Влияние химической структуры фосфоновых кислот, меченных Re-188, на их поведение в организме лабораторных животных // Радиация и риск. 2017. Т. 26. № 1. С.78–88. DOI: 10.21870/0131-3878-2017-26-1-78-88
12. Сергиенко В.И., Джеллифф Р., Бондарева И.Б. Прикладная фармакокинетика: основные положения и клиническое применение. М.: Изд-во РАМН. 2003. 208 с.
13. Беллман Р. Математические методы в медицине: Пер. с англ. А.П. Асаченкова, Н.А. Шальновой; под ред. Л.Н. Белых. М.: Мир. 1987. 200 c.
14. Котина Е.Д. Программный комплекс «Диагностика» для обработки радионуклидных исследований // Вестник Санкт-Петербургского университета. 2010. № 2. С. 100–113.
15. Матвеев А.В. Моделирование кинетики радиофармпрепаратов с изотопами йода в задачах ядерной медицины // Компьютерные исследования и моделирование. 2020. Т. 12. № 4. С. 883–905. DOI: 10.20537/2076-7633-2020-12-4-883-905
16. Матвеев А.В., Корнеева М.Ю. Модель кинетики остеотропного радиофармпрепарата и определение поглощенных доз при радионуклидной терапии костных метастазов // Вестник Омского университета. 2018. Т. 23. № 1. C. 35–42. DOI: 10.25513/1812-3996.2018.23(1).35-42
17. Доля О.П., Матусевич Е.С., Клепов А.Н., Кураченко Ю.А. Дозиметрическое обеспечение радионуклидной диагностики и терапии костных метастазов // Альманах клинической медицины. 2008. Т. 17. С. 310–313.
18. Галанин М.П., Ходжаева С.Р. Разработка и тестирование методов решения жестких обыкновенных дифференциальных уравнений // Математическое моделирование и численные методы. 2014. № 4. С. 95–119.
19. Матвеев А.В. Особенности расчета индивидуальных фармакокинетических и дозиметрических характеристик радиофармпрепаратов у больных с метастазами в кости при проведении радионуклидной терапии // Инновационное развитие науки: фундаментальные и прикладные проблемы: монография / Агишева Л.В. и др. Петрозаводск: МЦНП «Новая наука». 2021.
    С. 49–72. DOI: 10.46916/18052021-1-978-5-00174-233-3
20. Матвеев А.В., Корнеева М.Ю. Фармакокинетическое моделирование и расчет поглощенных доз при радионуклидной терапии костных метастазов. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ RU 2018616431, 01.06.2018. Заявка № 2018613961 от 19.04.2018.
21. Доля О.П., Клепов А.Н., Крылов В.В., Дроздовский Б.Я., Матусевич Е.С. Динамика накопления и выведения 153Sm-оксабифора у больных с метастазами в кости при проведении радионуклидной терапии // Радиация и риск. 2007. Т. 16. № 2–4. С. 39–47.
22. Доля О.П., Матусевич Е.С., Клепов А.Н. Математическое моделирование кинетики транспорта остеотропного радиофармпрепарата в организме пациентов с метастазами в кости // Медицинская физика. 2007. № 2. С. 40–50.
23. Пределы поступления радионуклидов для работающих с ионизирующим излучением. Публикация 30 МКРЗ. М.: Энергоатомиздат. 1982.