Settimana nazionale di sensibilizzazione sulle emergenze nucleari丨Nucleare? Medicina nucleare? Dopo aver letto questo articolo, lo capirai in pochi secondi!

In ospedale, quando molti pazienti ricevono il modulo di visita redatto dal medico e leggono le parole "medicina nucleare", spesso hanno una sensazione di estraneità e addirittura un pizzico di paura.

"Nucleare? Medicina nucleare?"

“Ci saranno radiazioni?

"Il test di medicina nucleare deve essere molto dannoso per me, vero?"

Niente panico! Non aver paura! Oggi abbiamo invitato il dott. Hao Zhixin del Dipartimento di Medicina Nucleare del Peking Union Medical College Hospital per svelarci i segreti della medicina nucleare.

L’“anima” della medicina nucleare: i radionuclidi

La medicina nucleare è la disciplina che utilizza i radionuclidi per diagnosticare, curare malattie e condurre ricerche mediche. I radionuclidi sono "l'anima" della medicina nucleare. I cosiddetti nuclidi radioattivi sono sostanze che possono emettere diversi raggi attraverso il decadimento spontaneo. Esistono tre tipi comuni di raggi: raggi alfa, raggi beta e raggi gamma.

I raggi α **** hanno il potere penetrante peggiore e possono essere bloccati da un foglio di carta A4, ma la loro capacità ionizzante (la ionizzazione può danneggiare le sostanze presenti nelle cellule del corpo) è la maggiore tra i tre tipi di raggi. È particolarmente facile proteggersi dai raggi alfa all'esterno del corpo, ma se i raggi alfa penetrano nel corpo, provocano gravi danni da radiazioni ai tessuti circostanti.

Il potere penetrante dei raggi β**** è più forte di quello dei raggi α, ma il loro potere ionizzante è più debole di quello dei raggi α. Le normali lastre di metallo o le lastre di plexiglass di un certo spessore possono bloccare i raggi β. Poiché i raggi beta hanno determinate capacità penetranti e ionizzanti, sia i raggi beta interni che quelli esterni possono causare danni da radiazioni ai tessuti umani.

Tra i tre tipi di raggi, i raggi gamma hanno il potere penetrante più forte e possono causare indirettamente la ionizzazione interagendo con la materia. Per bloccare efficacemente i raggi gamma, in genere sono necessarie spesse pareti di cemento o pesanti piastre di metallo.

▲I diversi raggi possono essere schermati da diverse sostanze. Un pezzo di carta può bloccare i raggi alfa; i metalli comuni possono bloccare i raggi beta; per bloccare i raggi gamma servono piombo, cemento armato, ecc.

Esistono molti tipi di radionuclidi. Quali sono quelli che possono essere utilizzati in medicina nucleare per la diagnosi e il trattamento delle malattie?

In parole povere, i radionuclidi che emettono raggi gamma (come il tecnezio 99mTc, lo iodio 131I) e raggi beta+ (come il fluoro 18F, il gallio 68Ga, il carbonio 11C) sono adatti all'imaging per la diagnosi delle malattie**, mentre i radionuclidi che emettono raggi alfa (come l'attinio 225Ac, il radio 223Ra) e raggi beta- (come il fosforo 32P, lo stronzio 89Sr, l'ittrio 90Y, lo iodio 131I, il lutezio 177Lu) sono adatti al trattamento delle malattie**. Naturalmente, nella selezione dei nuclidi radioattivi bisogna tenere conto anche di fattori quali l'energia della radiazione e l'emivita.

La “competenza unica” della medicina nucleare: i radiofarmaci

I farmaci radioattivi sono generalmente costituiti da nuclidi radioattivi "incorporati" e sostanze marcate . Le sostanze marcate possono essere composti chimici, componenti del sangue, peptidi, ormoni e anticorpi monoclonali, ecc. Il targeting della sostanza marcata determina la posizione del farmaco radioattivo nel corpo umano, raggiungendo così lo scopo di una diagnosi e di un trattamento specifici della malattia.

Per esempio:

Le cellule tumorali crescono rapidamente e hanno bisogno di molto glucosio per ricavare energia. L'FDG (fluorodesossiglucosio) è un analogo del glucosio. Dopo che 18F e FDG vengono "intarsiati" nel 18****F-FDG, è possibile ottenere immagini delle cellule tumorali in tutto il corpo, diagnosticando e stadiando la malattia.

I recettori della somatostatina (SSTR) sono altamente espressi sulla superficie delle cellule tumorali neuroendocrine. L'octreotide può legarsi specificamente a SSTR. L'octreotide 99mTc ottenuto marcando l'octreotide con 99mTc può consentire una diagnosi non invasiva dei tumori neuroendocrini dopo l'ingresso nel corpo umano.

Il tessuto tiroideo e le cellule del cancro alla tiroide possono assorbire 131****I . Poiché il 131I può emettere contemporaneamente raggi gamma e raggi beta, una volta entrato nel corpo umano può essere utilizzato non solo per l'imaging della tiroide (cancro), ma anche per trattare l'ipertiroidismo e il cancro alla tiroide.

▲ I nuclidi radioattivi e le sostanze marcate vengono “incorporati” per formare farmaci radioattivi, che si legano specificamente alle cellule dopo essere entrati nel corpo umano.

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Cosa controlla un esame di medicina nucleare?

L'esame di medicina nucleare è un metodo di diagnostica per immagini che introduce farmaci radioattivi nel corpo umano e utilizza diversi "rilevatori" per rilevare i raggi emessi dai radionuclidi ai fini dell'imaging.

Gli esami di diagnostica per immagini convenzionali, come l'ecografia, la TC, la risonanza magnetica, ecc., mostrano principalmente i cambiamenti morfologici di organi o tessuti. In parole povere, si tratta di vedere dove crescono le lesioni, che aspetto hanno, quanto sono grandi e così via.

Gli esami di medicina nucleare non solo possono visualizzare le informazioni anatomiche delle lesioni, ma, cosa ancora più importante, possono riflettere i cambiamenti nel flusso sanguigno, nella funzione, nel metabolismo e persino nei livelli molecolari di organi e lesioni, mostrando così le lesioni in uno stadio in cui sono presenti solo cambiamenti funzionali ma nessuna anomalia morfologica e strutturale, ottenendo così una diagnosi precoce della malattia.

Uno dei “rilevatori” della medicina nucleare: la PET/TC

Il "rilevatore" più noto in medicina nucleare è la PET/TC . La PET/TC è l'esame di imaging molecolare più avanzato attualmente disponibile. Il farmaco radioattivo più comunemente utilizzato nella PET/TC è il 18F-FDG, che può fornire "servizi completi" quali diagnosi precoce, stadiazione, valutazione dell'efficacia e valutazione della prognosi dei tumori.

La PET/TC con 18F-FDG può essere utilizzata anche per valutare se il miocardio nel sito dell'infarto miocardico è vitale, fornendo una base certa per il trattamento della malattia coronarica. Inoltre, anche l'epilessia, la demenza, le malattie infettive, le malattie reumatiche e immunitarie, ecc. richiedono l'ausilio della PET/TC con 18F-FDG. Oltre al 18F-FDG, la medicina nucleare dispone anche di alcuni farmaci radioattivi più specifici utilizzati in una varietà di malattie, come il 68Ga- o 18F -PSMA (antigene di membrana prostatico specifico) per il cancro alla prostata, il 18F-FES (analogo degli estrogeni) per il cancro al seno positivo al recettore degli estrogeni, il 68Ga-DOTATATE (analogo della somatostatina) per i tumori neuroendocrini, ecc.

▲Esame PET/TC

Il secondo "rilevatore" della medicina nucleare - SPECT

Un altro "rilevatore" in medicina nucleare è la SPECT . Rispetto alla PET/TC, la SPECT può essere considerata la "veterano di terza generazione" nel campo della medicina nucleare. Sebbene la SPECT sia relativamente sconosciuta, utilizza un'ampia gamma di farmaci radioattivi e prevede un'ampia gamma di esami, che coinvolgono vari organi e sistemi del corpo umano.

Ad esempio, l'imaging ossea può essere utilizzato per visualizzare le ossa di tutto il corpo e può essere utilizzato per diagnosticare metastasi ossee di tumori maligni in una fase iniziale o per rilevare l'osteoartrite e lesioni degenerative; l'imaging renale dinamico può valutare la funzionalità renale in modo non invasivo; l'imaging della perfusione miocardica può determinare l'afflusso di sangue delle arterie coronarie al miocardio ed è un importante metodo di esame per la diagnosi precoce della malattia coronarica; l'imaging della perfusione polmonare può riflettere l'afflusso di sangue ai polmoni ed è un metodo comune per la diagnosi precoce e la differenziazione dell'embolia polmonare; L'imaging della tiroide può comprendere la morfologia, le dimensioni, la posizione e la funzione della ghiandola tiroidea e aiutare a stabilire se i noduli tiroidei sono benigni o maligni.

▲Farmaci radioattivi comuni e elementi di esame della SPECT in medicina nucleare

Quante radiazioni emette un esame di medicina nucleare?

Gli esami di medicina nucleare comportano l'impiego di radiazioni. Ciò significa che finché si esegue un esame di medicina nucleare, questo causerà danni all'organismo o addirittura causerà il cancro?

Infatti, oltre alle radiazioni provenienti dagli esami radiologici nei reparti di radiologia e medicina nucleare degli ospedali, le radiazioni sono presenti ovunque nella nostra vita . Il cibo che mangiamo ogni giorno, le case che ci circondano, il cielo, la terra, le montagne, i fiumi e le piante contengono tutti una certa quantità di radiazioni. Le radiazioni a basso dosaggio e di breve durata non sono sufficienti a compromettere la salute fisica, ma le radiazioni ad alto dosaggio, in grado di danneggiare il corpo umano, sono raramente presenti nella nostra vita quotidiana.

I nuclidi radioattivi utilizzati negli esami di medicina nucleare decadono molto rapidamente (ad esempio 99mTc, 18F, 68Ga, ecc.). La dose di radiazioni ricevuta da un esame PET con 18F-FDG di medicina nucleare è all'incirca equivalente a quella di una TC del torace. La dose di radiazioni generata dalla maggior parte degli esami di medicina nucleare è addirittura inferiore a quella di una TC del torace. Non c'è bisogno di guardare gli esami di medicina nucleare con " occhiali colorati " . Tutti gli esami di medicina nucleare eseguiti sui pazienti allo scopo di diagnosticare e curare malattie sono sicuri.

▲Le radiazioni sono ovunque nella vita

La “carta vincente” della medicina nucleare: la terapia di precisione

La terapia di medicina nucleare è il processo di introduzione di farmaci radioattivi terapeutici nel corpo umano e di utilizzo dei raggi beta o alfa emessi dai nuclidi radioattivi per distruggere e uccidere con estrema precisione le cellule malate o tumorali.

Il trattamento di medicina nucleare presenta grandi vantaggi nel trattamento delle malattie della tiroide, delle metastasi ossee multiple, ecc. Lo iodio è una delle materie prime che la tiroide utilizza per sintetizzare gli ormoni tiroidei, quindi le cellule tiroidee possono assorbire 131I. L'131I può essere utilizzato non solo per trattare l'ipertiroidismo causato dal morbo di Graves, dal gozzo multinodulare tossico e dall'adenoma tossico della tiroide, ma anche per trattare il cancro differenziato della tiroide . La sua funzione principale è quella di rimuovere il tessuto tiroideo residuo e le lesioni metastatiche nascoste dopo l'intervento chirurgico. La portata media dei raggi β emessi dall'131I nel corpo è di solo 1 mm e l'energia dei raggi β è quasi interamente confinata alla lesione, quindi ha scarso effetto sui tessuti e sugli organi normali circostanti.

▲131I trattamento dell'ipertiroidismo causato dal morbo di Graves

Oltre all'uso dell'131I per le patologie della tiroide, sono numerosi gli altri progetti di trattamento di medicina nucleare nella pratica clinica.

Il metabolismo del tessuto osseo nel sito della metastasi ossea tumorale è molto attivo e può assorbire più farmaci radioattivi (come 89SrCl2, 223RaCl2, ecc.) utilizzati per trattare le metastasi ossee, raggiungendo così l'obiettivo di controllare la progressione della malattia e alleviare il dolore osseo.

Il feocromocitoma e il neuroblastoma possono assorbire in modo altamente selettivo la 131I-MIBG, che può quindi essere utilizzata per trattare pazienti inoperabili o che presentano recidive e metastasi dopo l'intervento chirurgico.

Anche l'uso dell'applicatore 32P per il trattamento dell'emangioma capillare e del cheloide è uno dei trattamenti tradizionali della medicina nucleare. Impiantando particelle radioattive nel tessuto tumorale sotto la guida di un intervento chirurgico o di tecniche di imaging, è possibile uccidere il tumore in modo continuativo e quindi ridurlo.

Negli ultimi anni, il 177Lu-PSMA ha ottenuto ottimi effetti terapeutici anche nei pazienti con cancro alla prostata in fase avanzata, e il 177Lu-DOTATATE ha ottenuto ottimi effetti terapeutici anche nei pazienti con tumori neuroendocrini in fase avanzata.

La medicina nucleare utilizza farmaci radioattivi per riflettere lo stato molecolare, metabolico e funzionale delle lesioni. Non solo può fornire informazioni sui cambiamenti nelle informazioni molecolari delle lesioni attraverso l'imaging, ma può anche utilizzare le radiazioni per uccidere con precisione i tumori.

Il "nucleare" ha svolto un ruolo sempre più importante nei settori dell'energia, della medicina, della scienza e della tecnologia, dell'industria e dell'agricoltura. Dovremmo considerare il "nucleare" con un atteggiamento scientifico affinché possa servirci meglio.

▌Il tema scientifico divulgativo di questo articolo proviene dal numero speciale "Diagnosi nucleare e trattamento e trasformazione clinica" del "Journal of Peking Union Medical College" nel numero 4 del 2023

Redattore: Liu Yang e Zhao Na

Correzione di bozze: Li Na, Li Yule, Dong Zhe, Li Huiwen

Produttore: Wu Wenming

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