2) гамма-
3) бета- или альфа- (+)
4) рентгеновское
Терапевтический эффект радионуклидной терапии обеспечивается преимущественно корпускулярным ионизирующим излучением — β-частицами или α-частицами. Радиофармацевтический препарат избирательно накапливается в опухолевой ткани, после чего энергия, выделяемая при распаде радионуклида, поглощается клетками-мишенями и вызывает повреждение ДНК, включая одно- и двунитевые разрывы. Это приводит к остановке клеточного цикла, утрате репродуктивной способности и гибели опухолевых клеток.
β-излучение представляет собой поток электронов или позитронов с относительно большей дальностью пробега в тканях, обычно от долей миллиметра до нескольких миллиметров. Поэтому оно обеспечивает не только воздействие на клетку, содержащую радионуклид, но и эффект перекрёстного облучения соседних клеток, что важно при неоднородном накоплении препарата. α-излучение имеет значительно более высокую линейную передачу энергии и очень короткий пробег — порядка десятков микрометров; оно формирует плотные повреждения ДНК и особенно эффективно при воздействии на небольшие опухолевые очаги или отдельные опухолевые клетки.
Гамма-кванты обладают высокой проникающей способностью и чаще используются для визуализации распределения радиофармпрепарата и дозиметрического контроля, а не как основной фактор локального разрушения опухоли. Инфракрасное, ультрафиолетовое и рентгеновское излучение не являются типичным источником терапевтического эффекта системной радионуклидной терапии. Таким образом, выбор β- или α-излучающего радионуклида определяется размером и распространённостью очагов, биокинетикой препарата и требуемым сочетанием дальности пробега и биологической эффективности.
| Вид излучения | Физическая природа | Особенности поглощения энергии | Основное значение в радионуклидной медицине |
|---|---|---|---|
| β−-излучение | Поток электронов | Средняя линейная передача энергии, пробег обычно до нескольких миллиметров | Лечение опухолевых и метастатических очагов с эффектом перекрёстного облучения |
| β+-излучение | Поток позитронов | После аннигиляции образуются два γ-кванта по 511 кэВ | Преимущественно ПЭТ-визуализация; самостоятельное терапевтическое применение ограничено |
| α-излучение | Ядра гелия: 2 протона и 2 нейтрона | Очень высокая линейная передача энергии и короткий пробег в тканях | Высокоэффективное воздействие на малые очаги и диссеминированные опухолевые клетки |
| γ-излучение | Электромагнитное излучение ядерного происхождения | Высокая проникающая способность, сравнительно низкая локальная ионизация | Сцинтиграфия, ОФЭКТ и контроль распределения радиофармпрепарата |
| Рентгеновское излучение | Электромагнитное излучение, возникающее вне ядра атома | Доза формируется внешним источником и регулируется геометрией облучения | Дистанционная лучевая терапия и диагностическая рентгенология, а не типичный механизм радионуклидной терапии |
| Инфракрасное и ультрафиолетовое излучение | Неионизирующее или слабоионизирующее электромагнитное излучение | Не обеспечивает характерного для радионуклидной терапии депонирования энергии в опухолевой ткани | Не является основой системного радионуклидного лечения |
Эффективность радионуклидной терапии определяется не только типом распада, но и специфичностью доставки радиофармпрепарата к опухолевой мишени. Для α-излучателей критически важны точность таргетирования и отсутствие значимого накопления в критических органах из-за малого пробега частиц. Для β-излучателей существенны распределение препарата и возможность воздействия на соседние клетки. Поэтому терапевтическим потенциалом обладают именно α- и β-излучающие радионуклиды, тогда как γ-излучение преимущественно выполняет диагностическую и контрольную функцию.