radhydРадиационная гигиенаRadiatsionnaya Gygiena = Radiation Hygiene1998-426X2409-9082NIIRG10.21514/1998-426X-2022-15-1-120-131radhyd-859Research ArticleКраткие сообщенияShort messagesОценка поглощенных доз в органах пациентов от высвобожденного радионуклида-метки при проведении радионуклидной терапии с 225АсEstimation of absorbed doses in patients’ organs from the released radionuclide-label during radionuclide therapy with 225AcПетроваА. Е.PetrovaA. E.

Петрова Анна Евгеньевна – младший научный сотрудник информационно-аналитического центра

197101, Санкт-Петербург, ул. Мира, д. 8

Anna E. Petrova – Junior Researcher, Information Analytical Center

Mira Str., 8, Saint-Petersburg, 197101

anyapetrova2797@gmail.comЧипигаЛ. А.ChipigaL. A.

Чипига Лариса Александровна – кандидат технических наук, научный сотрудник лаборатории радиационной гигиены медицинских организаций Санкт-Петербургского научно-исследовательского института радиационной гигиены имени профессора П. В. Рамзаева Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека; научный сотрудник Российского научного центра радиологии и хирургических технологий имени академика А. М. Гранова Министерства здравоохранения Российской Федерации; доцент кафедры ядерной медицины и радиационных технологий Национального медицинского исследовательского центра им. В. А. Алмазова Министерства здравоохранения Российской Федерации

Санкт-Петербург

Larisa A. Chipiga – Ph.D., research fellow, Saint-Petersburg Research Institute of Radiation Hygiene after Professor P. V. Ramzaev, Federal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human Well-Being; research fellow, A. M. Granov Russian Scientific Center of Radiology and Surgical Technologies of the Ministry of Health of the Russian Federation; docent, Almazov National Medical Research Centre of the Ministry of Health of the Russian Federation

Saint-Petersburg

ВодоватовА. В.VodovatovA. V.

Водоватов Александр Валерьевич – кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, заведующий лабораторией радиационной гигиены медицинских организаций Санкт-Петербургского научно-исследовательского института радиационной гигиены имени профессора П.В. Рамзаева Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека; доцент кафедры общей гигиены Санкт-Петербургского государственного педиатрического медицинского университета

Санкт-Петербург

Aleksandr V. Vodovatov – Ph.D., Head of Laboratory, Saint-Petersburg Research Institute of Radiation Hygiene after Professor P. V. Ramzaev, Federal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human Well-Being; docent, Saint-Petersburg State Pediatric Medical University

Saint-Petersburg

СтанжевскийА. А.StanzhevskyA. A.

Станжевский Андрей Алексеевич – доктор медицинских наук, заместитель директора по научной работе

Санкт-Петербург

Andrey A. Stanzhevsky – M.D., Deputy Director for Research

Saint-Petersburg

МайстренкоД. Н.MaystrenkoD. N.

Майстренко Дмитрий Николаевич – доктор медицинских наук, директор

Санкт-Петербург

Dmitry N. Maystrenko – М.D., Director

Saint-Petersburg

ЛумповА. А.LumpovA. A.

Лумпов Александр Александрович – начальник лаборатории химического и радиохимического анализа

Санкт-Петербург

Aleksandr A. Lumpov – Head of laboratory of chemical and radiochemical analysis

Saint-Petersburg

СинюхинА. Б.SinyukhinA. B.

Синюхин Андрей Борисович – начальник группы развития производства проектного офиса

Санкт-Петербург

Andrey B. Sinyukhin – Head of the group of the development of the manufacture of the project office

Saint-Petersburg

БойковИ. В.BoykovI. V.

Бойков Игорь Валерьевич – доктор медицинских наук, заместитель начальника кафедры рентгенологии и радиологии

Санкт-Петербург

Igor V. Boykov – М.D., Deputy Head of the Department of Radiology

Saint-Petersburg

РамешвилиТ. Е.RameshviliT. E.

Рамешвили Тамара Евгеньевна – доктор медицинских наук, профессор кафедры рентгенологии и радиологии

Санкт-Петербург

Tamara E. Rameshvili – М.D., Professor of the Department of Radiology

Saint-Petersburg

Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт радиационной гигиены имени профессора П. В. Рамзаева, Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человекаРоссияSaint-Petersburg Research Institute of Radiation Hygiene after Professor P. V. Ramzaev, Federal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human Well-BeingRussian FederationСанкт-Петербургский научно-исследовательский институт радиационной гигиены имени профессора П. В. Рамзаева, Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека; Российский научный центр радиологии и хирургических технологий имени академика А. М. Гранова, Министерство здравоохранения Российской Федерации; Национальный медицинский исследовательский центр им. В. А. Алмазова, Министерство здравоохранения Российской ФедерацииРоссияSaint-Petersburg Research Institute of Radiation Hygiene after Professor P. V. Ramzaev, Federal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human Well-Being; A. M. Granov Russian Scientific Center of Radiology and Surgical Technologies of the Ministry of Health of the Russian Federation; Almazov National Medical Research Centre of the Ministry of Health of the Russian FederationRussian FederationСанкт-Петербургский научно-исследовательский институт радиационной гигиены имени профессора П. В. Рамзаева, Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека; Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университетРоссияSaint-Petersburg Research Institute of Radiation Hygiene after Professor P.V. Ramzaev, Federal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human Well-Being; Saint-Petersburg State Pediatric Medical UniversityRussian FederationРоссийский научный центр радиологии и хирургических технологий имени академика А. М. Гранова, Министерство здравоохранения Российской ФедерацииРоссияA. M. Granov Russian Scientific Center of Radiology and Surgical Technologies of the Ministry of Health of the Russian FederationRussian FederationРадиевый институт им. В. Г. ХлопинаРоссияKhlopin Radium InstituteRussian FederationВсерегиональное Объединение «Изотоп»РоссияIsotopeRussian FederationВоенно-медицинская академия имени С. М. Кирова Министерства обороны Российской ФедерацииРоссияMilitary Medical Academy named S. M. Kirov of the Ministry of Defense of the Russian FederationRussian Federation202205042022151120131Copyright © Петрова А.Е., Чипига Л.А., Водоватов А.В., Станжевский А.А., Майстренко Д.Н., Лумпов А.А., Синюхин А.Б., Бойков И.В., Рамешвили Т.Е., 20222022Петрова А.Е., Чипига Л.А., Водоватов А.В., Станжевский А.А., Майстренко Д.Н., Лумпов А.А., Синюхин А.Б., Бойков И.В., Рамешвили Т.Е.Petrova A.E., Chipiga L.A., Vodovatov A.V., Stanzhevsky A.A., Maystrenko D.N., Lumpov A.A., Sinyukhin A.B., Boykov I.V., Rameshvili T.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.radhyg.ru/jour/article/view/859

На сегодняшний день лечение онкологических заболеваний с использованием радиофармпрепаратов является развивающимся методом во всем мире. Изготовление радиофармпрепаратов и контроль качества его до введения пациенту является одним из важных элементов процедур ядерной медицины. Нестабильность соединения может привести к изменению распределения радионуклида в организме пациента, снижению эффективности лечения, а также необоснованному облучению здоровых органов и тканей. Целью данной работы являлась оценка поглощенных доз в органах и тканях человека при радионуклидной терапии с использованием 225Аc в качестве метки для случая высвобождения 225Аc в теле пациента. Поглощенные дозы были рассчитаны с использованием модели, представленной в Публикации 141 МКРЗ для здоровых людей. Данная модель состоит из 18 камер (кровь, кортикальный объем, кортикальная поверхность, кортикальный красный костный мозг, трабекулярный объем, трабекулярная поверхность, трабекулярный красный костный мозг, почки (две камеры), мочевой пузырь, печень (две камеры), гонады, содержимое тонкого кишечника, содержимое верхнего отдела толстого кишечника, мягкие ткани (МТ1, МТ0, МТ2). С использованием специализированного программного обеспечения SAAM II v2.3 были рассчитаны временные интегралы активности в камерах. Расчет поглощенных доз производился с использованием программного обеспечения IDAC-Dose 2.1. Наибольшие поглощенные дозы в органах от высвобожденного из радиофармпрепаратов 225Аc были получены для печени, поверхности кости, почек, яичек и красного костного мозга, что приводит к увеличению доз в этих органах по сравнению с дозами от 225Аc-ПСМА вплоть до 7 раз. Изменение биораспределения 225Ac в организме пациента, связанное с высвобождением радионуклида из препарата, может привести к существенному росту доз в здоровых радиочувствительных органах и тканях, а также снижению эффективности лечения.

Today, the treatment of cancer with the use of radiopharmaceuticals is a developing method all over the world. The preparation of the radiopharmaceuticals and its quality control prior to its administration to the patient is one of the important elements of nuclear medicine procedures. The instability of the compound can lead to a change in the distribution of the radionuclide in the patient’s body, a decrease in the effectiveness of treatment, as well as to unjustified irradiation of healthy organs and tissues. The aim of this work was to estimate the absorbed doses in human organs and tissues during radionuclide therapy using 225Ac for the case of the 225Ac release. The absorbed doses were calculated for the model presented in ICRP Publication 141 for healthy people. This model consists of 18 cameras (blood, cortical volume, cortical surface, cortical red bone marrow, trabecular volume, trabecular surface, trabecular red bone marrow, kidneys (two chambers), bladder, liver (two chambers), gonads, contents of the small intestine, contents of the upper large intestine, soft tissues. Time-integrated activities were calculated using the specialized software SAAM II v2.3. The calculation of absorbed doses was performed using the IDAC-Dose 2.1 software. The highest absorbed doses were obtained for liver, testes, ovaries and red bone marrow, which leads to an increase in doses in these organs in comparison with doses from 225Ac-PSMA up to a factor of two. A change in the biodistribution of 225Ac in a patient’s body, associated with the release of a radionuclide from the radiopharmaceuticals, can lead to an increase in doses in healthy radiosensitive organs and tissues, as well as to a decrease in the effectiveness of treatment.

225Аcрадионуклидная терапиярадиофармпрепаратыпоглощенные дозы в органах225Аcradionuclide therapyradiopharmaceuticalsabsorbed doses in organsReferencesКрылов В.В. Радионуклидная терапия в отечественной онкологии: успехи, проблемы и перспективы // Поволжский онкологический вестник. 2011. №1. С. 59-61.Krylov VV. Radionuclide therapy in domestic oncology: successes, problems and prospects. Povolzhskiy onkologicheskiy vestnik = Povolzhsky oncological bulletin. 2011;1: 59-61. (In Russian).Dauer L.T., Mayer D. Applications of systematic error bounds to detection limits for practical counting // Health Phys. 1993. Vol. 65. P. 89-91.Dauer LT, Mayer D. Applications of systematic error bounds to detection limits for practical counting. Health Physics. 1993;65: 89-91.McDevitt M.R., Sgouros G., Finn R.D., et al. Radioimmunotherapy with alpha-emitting nuclides // European Journal of Nuclear Medicine. 1998. Vol. 25, № 9. P.1341–1351.McDevitt MR, Sgouros G, Finn RD, et al. Radioimmunotherapy with alpha-emitting nuclides. European Journal of Nuclear Medicine. 1998;25(9): 1341–1351.Müller C., van der Meulen N.P., Benešová M., Schibli R. Therapeutic radiometals beyond 177Lu and 90Y: production and application of promising -particle, –particle, and auger electron emitters // Journal of Nuclear Medicine. 2017. Vol. 58, № 2. P.91–96.Müller C., van der Meulen N.P., Benešová M., Schibli R. Therapeutic radiometals beyond 177Lu and 90Y: production and application of promising -particle, –particle, and auger electron emitters // Journal of Nuclear Medicine. 2017. Vol. 58, № 2. P.91–96.Kratochwil C., Bruchertseifer F., Rathke H., et al. Targeted -Therapy of Metastatic Castration-Resistant Prostate Cancer with 225 Ac-PSMA-617: Dosimetry Estimate and Empiric Dose Finding // Journal of Nuclear Medicine. 2017. Vol. 58, № 10. P. 1624-1631.Kratochwil C., Bruchertseifer F., Rathke H., et al. Targeted -Therapy of Metastatic Castration-Resistant Prostate Cancer with 225 Ac-PSMA-617: Dosimetry Estimate and Empiric Dose Finding // Journal of Nuclear Medicine. 2017. Vol. 58, № 10. P. 1624-1631.Stuparu A.D., Meyer C.A.L., Evans-Axelsson S.L., et al. Targeted alpha therapy in a systemic mouse model of prostate cancer – a feasibility study // Theranostics. 2020. Vol. 10, № 6. P. 2612-2620.Stuparu AD, Meyer CAL, Evans-Axelsson SL, et al. Targeted alpha therapy in a systemic mouse model of prostate cancer – a feasibility study. Theranostics. 2020;10(6): 2612-2620.Nedrow R., Josefsson A., Park S., et al. Pharmacokinetics, microscale distribution, and dosimetry of alpha-emitter-labeled anti-PD-L1 antibodies in an immune competent transgenic breast cancer model // EJNMMI Research. 2017. Vol. 7, № 57.Nedrow R, Josefsson A, Park S, et al. Pharmacokinetics, microscale distribution, and dosimetry of alpha-emitter-labeled anti-PD-L1 antibodies in an immune competent transgenic breast cancer model. EJNMMI Research. 2017;7(57).Morgenstern A., Apostolidis C., Kratochwil C., et al. An Overview of Targeted Alpha Therapy with 225Actinium and 213Bismuth // Current Radiopharmaceuticals. 2018. Vol.11. P. 200-208.Morgenstern A, Apostolidis C, Kratochwil C, et. al. An Overview of Targeted Alpha Therapy with 225Actinium and 213Bismuth. Current Radiopharmaceuticals. 2018;11: 200-208.Jurcic J.G. Targeted Alpha-Particle Therapy for Hematologic Malignancies // Seminars in Nuclear Medicine. 2020. Vol. 50, № 2. P. 152-161.Jurcic JG. Targeted alpha-particle therapy for hematologic malignancies. Seminars in Nuclear Medicine. 2020;50(2):152-161.McCleverty J.A., Meyer T.J. Comprehensive Coordination Chemistry II // Elsevier Science; 2003. 1063 p.McCleverty JA, Meyer TJ. Comprehensive Coordination Chemistry II. Elsevier Science; 2003. 1063 p.Kurtulus E., Benan K. Detailed Chemistry Studies of 225Actinium Labeled Radiopharmaceuticals // Current Radiopharmaceuticals. 2021.Kurtulus E, Benan K. Detailed chemistry studies of 225Actinium labeled radiopharmaceuticals. Current Radiopharmaceuticals. 2021.Deal K.A., Davis I.A., Mirzadeh S., et al. Improved in Vivo Stability of Actinium-225 Macrocyclic Complexes // Journal of Medicinal Chemistry. 1999. Vol. 42, № 15. P. 2988–2992.Deal KA, Davis IA, Mirzadeh S, Kennel SJ, et al. Improved in vivo stability of Actinium-225 macrocyclic complexes. Journal of Medicinal Chemistry. 1999;42(15): 2988–2992.ICRP Publication 141. Occupational intakes of radionuclides: Part 4 // Ann. ICRP. 2019.Vol. 48, No 2/3.ICRP Publication 141. Occupational intakes of radionuclides: Part 4. Ann. ICRP. 2019; 48(2/3).Lassmann M., Nosske D. Dosimetry of 223Ra-chloride: dose to normal organs and tissues // European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 2012. Vol. 40, № 2. P. 207–212.Lassmann M, Nosske D. Dosimetry of 223Ra-chloride: dose to normal organs and tissues. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 2012;40(2): 207–212.ICRP Publication 137. Occupational Intakes of Radionuclides: Part 3 // Ann. ICRP. 2018. Vol. 46, No 3/4.ICRP Publication 137. Occupational Intakes of Radionuclides: Part 3. Ann. ICRP. 2018; 46(3/4).Barrett P.H., Bell B.M., Cobelli C., et al. SAAM II: simulation. analysis. and modeling software for tracer and pharmacokinetic studies // Metabolism. 1998. Vol. 47, № 4. P. 484–492.Barrett PH, Bell BM, Cobelli C, et al. SAAM II: simulation. analysis. and modeling software for tracer and pharmacokinetic studies. Metabolism. 1998;47(4): 484–492.Матвеев В.Б., Маркова А.С. Радий-223 в лечении кастрационно-резистенстного рака предстательной железы с метастазами в кости // Онкоурология. 2017. Т.13, № 2. С. 140-147.Matveev VB, Markova AS. Radium-223 in the treatment of castration-resistant prostate cancer with bone metastases. Onkourologiya = Oncourology. 2017;13(2): 140-147. (In Russian).Чипига Л.А., Водоватов А.В., Петрова А.Е., Станжевский А.А. Анализ моделей биораспределения 223Raдихлорида для оценки доз внутреннего облучения // Формулы фармации. 2020. Т. 2, № 1. С. 54-69.Chipiga LA, Vodovatov AV, Petrova AE, Stanzhevsky AA. Analysis of 223Ra-dichloride biodistribution models for as- sessing internal exposure doses. Formuly farmatsii = Formulas of Pharmacy. 2020;2(1): 54-69 (In Russian).Официальный сайт OriginLab. URL: https://www.originlab.com/demodownload.aspx. (Дата обращения: 20.07.2021).Official Site of OriginLab: https://www.originlab.com/demo-download.aspx (Accessed July 20, 2021).Andersson M., Johansson L., Eckerman K., Mattsson S. IDAC-Dose 2.1, an internal dosimetry program for diagnostic nuclear medicine based on the ICRP adult reference voxel phantoms // EJNMMI Research. 2017. Vol. 7, № 1.Andersson M, Johansson L, Eckerman K, Mattsson S. IDACDose 2.1, an internal dosimetry program for diagnostic nuclear medicine based on the ICRP adult reference voxel phantoms. EJNMMI Research. 2017;7(1).ICRP Publication 103. 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection // Ann. ICRP. 2007. Vol. 37, No 2-4.ICRP Publication 103. 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. Ann. ICRP. 2007;37 (2-4).Sgouros G. Alpha-particles for targeted therapy // Advanced Drug Delivery Reviews. 2008. Vol. 60, №. 12. P. 1402–1406.Sgouros G. Alpha-particles for targeted therapy. Advanced Drug Delivery Reviews. 2008;60(12): 1402–1406.ICRP Publication 92. Relative Biological Effectiveness (RBE), Quality Factor (Q), and Radiation Weighting Factor (wR) // Ann. ICRP. 2003. Vol. 33, No 4.ICRP Publication 92. Relative Biological Effectiveness (RBE), Quality Factor (Q), and Radiation Weighting Factor (wR). Ann. ICRP. 2003;33 (4).MIRD Pamphlet No. 22 (Abridged): Radiobiology and Dosimetry of -Particle Emitters for Targeted Radionuclide Therapy // Journal of nuclear medicine. 2010. Vol. 51, № 2. P. 311-328.MIRD Pamphlet No. 22 (Abridged): Radiobiology and dosimetry of -particle emitters for targeted radionuclide therapy. Journal of Nuclear Medicine. 2010;51(2): 311-328.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.