Леандър Литов, физик в CERN: Адронната терапия е по-скъпа, но по-ефективна от всичко до сега

Големият адронен колайдер на CERN функционира от малко повече от четири години. Това време беше достатъчно на учените да усъвършенстват технологията на ускорение на частиците, да открият "божествения" Хигс-бозон и да придобият добра представа за това какво се е случило в първата секунда от раждането на Вселената. И какво от това?
На този въпрос опита да отговори ядреният физик Леандър Литов по време на конференцията за идеи TEDxBG 2013, която се състоя преди две седмици в София. Литов е член на българския екип в Европейската организация за ядрени изследвания (CERN) и преподавател във Физическия факултет на Софийски университет.
На сцената на TEDx той представи част от дейностите и експериментите на организацията, в която България членува от 1999 г., разказа как функционира ускорителят на елементарни частици и наблегна на това какви са практичните приложения на откритията. В паузата пък "Дневник" го разпита още за пробивите в медицината и адронната терапия. Публикуваме част от лекцията на Литов тук заедно с интервюто.
Всички сте чували за Големия адронен колайдер на CERN. Той представлява 27-километров тунел, разположен на около 100 метра под земята. В него ускоряваме протони или тежки йони в два снопа с изключително висок вакуум. Движението на протоните вътре се управлява с помощта на голямо количество магнити. За една секунда протоните обикалят тунела 11 хиляди пъти, в резултат на което натрупват все по-голяма и по-голяма енергия. Те се движат в групи от по 100 милиарда, а групите са над 1300. Размерите на всяка от тях е 100 на 100 микрона напречно сечение и около сантиметър дължина.
Сега си представете, че нашата задача е да уцелим тази мишена, голяма 100 на 100 микрона, с куршум със същите размери, при това от 27 км разстояние... Е, уцелваме я, при това 40 млн. пъти в секунда.
За да се случва това, е необходим много висок вакуум, високочестотни електрични полета, с които да ускоряваме частиците, силни магнитни полета, с които да управляваме тези снопове. За тях пък са необходими свръхпроводящи магнити и много ниски температури.
Хората свързват адронния колайдер само с ядрена физика, елементарни частици и фундаментална наука. Но това не е всичко. В момента в света действат около 1200 подобни ускорителя, но болшинството от тях всъщност се използват за изследвания в областта на медицината, биологията, химията и за създаване на нови материали.
Как се използва ускорителят в медицината?
- Използва се за две неща - за лечение и за производство на изотопи, с помощта на които или лекуваме, или провеждаме някаква диагностика.
Това, което вече има практически почти във всяка болница в света, на където се движи и България, слава Богу, са линейни ускорители, с помощта на които се облъчват тумори. Счита се, че има по един такъв линеен ускорител на около 250 хиляди души население. В момента в света работят над 9000 такива ускорители.
Идеята, е че когато една заредена частица преминава през клетката, тя разрушава нейното ДНК, в резултат на което клетката умира. Разбира се, облъчвайки, облъчваме и здравите клетки, но това, на което ние залагаме, е, че туморните клетки са по-нестабилни и ще умрат, докато здравите клетки ще си поправят ДНК-то и ще оздравеят.
Частиците отдават цялата си енергия, преминавайки през веществото но с различна интензивност. Електроните например го правят много бързо, така че можем да ги използваме само когато облъчваме неща, които са на повърхността или близо до нея. За да проникнем по-надълбоко, обикновено в наше време се използват фотони. Те отдават енергията си постепенно. Ако искаме да улучим с точност един тумор с тях обаче, по-голямата част от енергията ще отиде в тъканта пред него.
Все по-популярен става един друг метод - т.нар. адронна терапия, при която се използва протони и тежки ядра, примерно въглерод. Те отдават енергията си много рязко и в много тясна област, т.е. концентрацията на енергия е огромна.

Какво е практичното приложение на адронната терапия? Използва ли се активно в медицината?
- Фактически адронна терапия започва да се прави още през 40-е години, т.е. малко след като се появяват ускорителите. Работата е там обаче, че се изисква достатъчно голяма и мощна машина, която да ускорява протони и да осигурява висока енергия. Това е едно скъпо удоволствие и първият сериозен проблем.
Вторият проблем - адронната терапия е изключително сложна, защото много точно трябва да се насочат тези снопове заредени частици върху обект, който, изобщо казано, мърда. Това е жив човек, който диша, вътре всичко се движи и т.н. Така че това цялото нещо освен ускорителя, който подава снопа, трябва да бъде съчетано с онлайн контрол на движението на организма и една супер фина синхронизация.
По тези причини този метод се развива относително бавно, но през последните години наистина вече е постигната такава степен на зрялост, че може да се прилага масово. Това е много по-ефективен и много по-неувреждащ метод от всеки произволен друг, който се използва за лечение на тумори.
Има ли достатъчно доказателства за това?
- О, да. Все пак отдавна се прилага и има хиляди излекувани хора. Вече е натрупана статистика, т.е. установено е колко време след терапията живеят тези хора. Така че е напълно ясно, че това лечение е достатъчно ефективно и, общо взето, по-добро от другите.
Може ли да се очаква адронната терапия да се разпространи достатъчно в близко бъдеще?
- Да, може да се очаква. В момента в Европа работят няколко такива центъра. Преди две години започна в Италия, има в Германия и в Швейцария. В Австрия се строи и догодина ще започне да работи изключително интересен и мощен център за адронна терапия. Има и още държави, където се строят подобни центрове, така че постепенно се разширява. Проблемът действително е, че е скъпо.
Изисква се една голяма начална инвестиция, след което тя се изплаща, разбира се. Говорим за размер от типа между 100 и 200 млн. евро. В сравнение с традиционната терапия тази цена е доста по-голяма, но терапията е много по-ефективна. Един такъв център има капацитет му 1000 и 1200 души годишно, което никак не е малко. Ако пресметнем от икономически аспект и дадем например по пет години живот на тези хора, ще видим, че само от данъци, както се казва, ще се изплати тяхното лечение и всичко останало.
Освен това по-важно е, че има неща, които не можем да лекуваме с другите методи. Това понякога е единственият подходящ вариант особено, когато става дума примерно за деца. Вашият пациент тепърва има да живее и вие трябва така да го излекувате, че въобще да не го увредите. Защото ако унищожите един тумор и направите на 10 сантиметъра пред този един друг, какъв е смисълът от цялата история... Наистина за млади организми, или пък когато става дума за мозъчни тумори, където практически няма място за грешка, това е почти единственият вариант за лечение.
А колко скоро можем да очакваме адронна терапия и в България?
- Добрата новина е, че в момента върви обсъждане дали у нас да се построи такъв център. Нещата са въпрос на политическо решение, защото по принцип пари могат да бъдат намерени през европейските фондове. Европейския съюз поддържа подобни програми. Това са тези нови структурни фондове, които сега се подготвят. До края на годината трябва да се вземе решението, защото дотогава ще се изготвят тези фондове.
Засега срещаме едно положително отношение. Въпрос на преценка е и на постигане на взаимно решение.
Обсъждането на идеята за Център за адронна терапия на тумори в България започна в края на ноември 2012 г. със среща на премиера Бойко Борисов и генералния директор на ЦЕРН проф. Ролф Хойер. Германският учен обясни, че проектът може да се финансира с пари от ЕС, както и с помощ от самата организация за ядрени изследвания, в която България членува от 1999 г. насам. Подобни центрове, изградени по еврофондове, вече работят в Чехия и Полша, а терапията в тях е безплатна за здравно осигурените граждани. |