Вайнсон Адольф Адольфович — главный научный консультант лаборатории радионуклидных и лучевых технологий в экспериментальной онкологии отдела радиоизотопной диагностики и терапии НИИ клинической и экспериментальной радиологии НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина Минздрава России, доктор биологических наук, профессор.
115478, Москва, Каширское шоссе, 24
Scopus Author ID: 6602946829
24, Kashirskoye Shosse, Moscow, 115478
Соловьева Елена Викторовна — младший научный сотрудник, кандидат медицинских наук.
115478, Москва, Каширское шоссе, 24
24, Kashirskoye Shosse, Moscow, 115478
Облучение зоны опухолевого очага через т.н. решетчатую диафрагму с целью снижения степени поражения нормальных тканей при сохранении той же степени поражения неопластической ткани, что и при равномерном пространственном распределении дозы, применяется в лучевой терапии в течение многих десятилетий. В последние годы положительный эффект продемонстрирован при использовании синхротронного излучения и пучков ускоренных протонов с полями облучения шириной в доли миллиметра и с такими же расстояниями между ними. Меньшее поражение кожи при сохранении требуемого уровня эрадикации крупных новообразований в случае рентгеновского и гамма-облучения через решетчатые диафрагмы частично может быть объяснено особенностями физического распределения дозы по глубине облучаемой ткани, а именно «слиянием» полей на глубине. А хорошие результаты от использования создаваемой современными источниками излучения «гребенки» из «сверхмалых» по размерам радиационных полей, когда выявляется принципиальное различие между опухолью и любой нормальной тканью, выражающееся в сохранении уровня поражения опухоли при оставлении в ней перемежающихся зон с меньшей поглощенной дозой, чем при равномерном облучении, привлекло внимание к радиобиологическим вопросам. Речь идет о роли т.н. «коммунального эффекта/эффекта свидетеля», влиянии излучения на иммунологические процессы, а также на отличия в поражении и восстановления микрососудистой сети в нормальной и опухолевой ткани. Хотя по экспериментальному изучению эффективности «пространственного фракционирования» дозы и рассмотрению радиобиологических механизмов расширения «терапевтического интервала» имеются многочисленные публикации, ясности в причинах различия между реакциями в нормальных тканях и в опухоли пока нет. Целью данного обзора является систематизация имеющихся данных по клиническому и экспериментальному изучению эффективности «пространственного фракционирования» и различных объяснений его преимуществ перед обычным, равномерным пространственным распределением дозы. Рассмотрены вопросы сочетания неравномерного пространственного облучения с облучением со сверхвысокой мощностью подведения дозы — ФЛЭШ-облучением. Отдельное внимание уделено вопросам пространственного фракционирования при облучении опухолей на установках нового поколения, в том числе с помощью узких пучков на протонных ускорителях, уже используемых и создаваемых в нашей стране.
Irradiation of the tumor through the ridge filters in order to reduce the damage of the normal tissues while maintaining the same damage to the neoplastic tissue as with uniform field is used for many decades. In recent years, a positive effect has been demonstrated using synchrotron radiation and beams of accelerated protons with radiation fields diminished to 25-100 micrometers with the same distances between them. Less skin damage achieved while maintaining the required level of large neoplasms eradication in the case of X-ray and gamma irradiation through ridge filters can be partially explained by the features of the physical distribution of the dose over the depth of the irradiated tissue, namely, the “merging” of fields at depth. But the good results from the use of the ‘hills and valleys’ in radiation fields created by the modern radiation sources have attracted attention to radiobiological issues for explaining the principal differences in reaction to spatial fractionation of the absorbed dose between tumor and normal tissues. We are talking about the role of the so-called ‘communal effect/bystander effect’, the effect of radiation on the immunological processes, the differences in damage and restoration of the microvasculature in normal and tumor tissue, etc. Although there is the lot of publications concerning experimental studies of the effectiveness of ‘spatial dose fractionation’, as well as those considering radiobiological mechanisms of the observed expansion of the ‘therapeutic interval’, there is still no clarity in this issue. The purpose of this review is to systematize the available data on the clinical and experimental confirmation of the effectiveness of ‘spatial fractionation’ and the various explanations of its advantages over conventional, uniform dose distribution. Special attention is paid to the issues of combination of spatial fractionation with superhigh dose rate irradiation (FLASH-radiotherapy) on the new radiation facilities, including proton accelerators, which are now in use in this country.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.