Приподнятая целина

Идея использования радиоактивности в медицинских целях появилась почти сразу после ее открытия: еще в 1900-х годах ее высказывали, среди прочих, первооткрыватели этого явления Пьер и Мария Кюри. До середины XX века опасные свойства ионизирующего излучения были неизвестны широкой публике, которая воспринимала радиоактивность лишь с позитивной стороны, приписывая ей целебные свойства — часто искаженные и преувеличенные. В то время появилось множество радиоактивных продуктов и товаров, пользовавшихся немалым спросом. В 1940—1950-х годах, на фоне зарождения атомной индустрии, были созданы первые серийные радиофармпрепараты (РФП) и относительно сложное радиологическое оборудование. Стартовало широкое развитие ядерной медицины в ее современном понимании.

Технологии: переиздание
Под ядерной медициной в узком смысле подразумеваются диагностика и терапия, использующие радиоактивные вещества. Этим определением оперирует, в частности, МАГАТЭ. Однако нередко эту сферу рассматривают совместно с рядом других технологий, аналогичных по эффектам или необходимых для функционирования ядерной медицины, таких как использование ускорителей в лечебных целях или для производства медицинских изотопов.

Ядерную медицину принято разделять на два основных направления: диагностику и терапию (хотя подчас они применяются совместно и даже одновременно).

В диагностике используются быстрораспадающиеся радиоизотопы, которые в составе РФП вводятся в мизерных количествах в организм и служат источниками информации о состоянии отдельных органов, происходящих в организме процессах буквально на молекулярном уровне. Эта информация поступает на фиксирующие приборы в виде гамма-излучения, исходящего от «мест сосредоточения» радионуклидов — в этом базовое отличие методов ядерной медицины от прочих способов диагностики, не использующих радиоизотопы (таких как рентгеновская компьютерная томография — КТ или магниторезонансная томография — МРТ).

Исторически первым начал развиваться наиболее «простой» способ аппаратной радионуклидной диагностики — сцинтиграфия, обеспечивающая двухмерную картину. Этот метод, применяемый повсеместно до сих пор, позволяет установить наличие патологии (такой как злокачественная опухоль) и ее приблизительную локализацию. Более точные сведения дает более совершенный метод — однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ). Эта технология, прообраз которой был разработан еще в начале 1960-х годов, включает сложную компьютерную обработку информации, полученной от радионуклидов внутри организма, и ее трехмерное представление. Она обеспечивает более высокое разрешение и точную локализацию очагов поражения.

Следующая ступень совершенства — метод позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), идея которого возникла параллельно с идеей однофотонной томографии. В отличие от ОФЭКТ, использующей излучение, порожденное непосредственно атомами введенного в организм радиоизотопа при их распаде, ПЭТ основана на двухступенчатой схеме: в организм вводятся радиоизотопы — излучатели позитронов, которые при последующей (почти мгновенно) аннигиляции с окружающими электронами порождают гамма-излучение — два разнонаправленных фотона, фиксируемых ПЭТ-камерами. Эта технология обеспечивает еще бóльшую достоверность.

Все перечисленные технологии ядерной медицины дают особенно качественную, функциональную картину заболевания, позволяя максимально точно выявить патологии на ранних стадиях развития, но не обеспечивают «фотографическую» точность визуализации. Ближе к последней подошли другие методы диагностики: КТ позволяет получить весьма адекватные изображения плотной, прежде всего костной ткани, а метод МРТ силен в наглядном отображении мягких тканей. Логично, что появились и смешанные технологии, совмещающие исследования ОФЭКТ или ПЭТ с КТ или МРТ в разных комбинациях и тем самым обеспечивающие синергию достоинств каждого способа. Внедрение таких гибридных установок — одна из наиболее актуальных тенденций развития радионуклидной диагностики.

Радиотерапия относительно наиболее распространенного ее применения — борьбы с раком — основана на том, что клетки наиболее уязвимы в период деления (митоза); поскольку клетки злокачественной опухоли отличаются от здоровых более интенсивным делением, то они в гораздо большей степени подвержены негативному воздействию облучения и спровоцированных им химических процессов. Впрочем, бывают отклонения от этого правила, требующие учета при использовании методов ядерной медицины.

Ключевой вопрос радиотерапии — способ подведения источников ионизирующего излучения к клеткам-мишеням, обеспечивающий их максимальное поражение при минимальном побочном эффекте для здоровых тканей. Различают дистанционную, контактную и терапию посредством РФП. При дистанционной источник излучения и целевая область разделены некоторым расстоянием. В качестве источников используются сложные установки, обеспечивающие концентрированный пучок (пучки) излучения. Это могут быть радионуклидные источники (содержащие радиоизотопы — как правило, гамма-излучатели), ускорители электронов или ионов и протонов.

Особый вид терапии — с использованием нейтронов (см. Справку). Принцип дистанционного облучения применяется и в радиохирургии, например, в установке, называемой гамма-ножом: пучки от примерно 200 компактных источников ионизирующего гамма-излучения (ИИИ) на основе высокоактивного ⁶⁰Со фокусируются по сути на одной точке — опухоли размером до нескольких сантиметров, уничтожая злокачественные клетки. Такая квазихирургическая операция была впервые проведена в 1968 году в Швеции.

При контактной радиотерапии (брахитерапии) источник излучения максимально приближается к облучаемой области ­механическим способом: либо накладывается на нее в виде аппликатора, либо вводится внутрь опухоли через катетер, сосудистую систему или иным образом. При этом, как правило, используются ИИИ, содержащие изотопы — бета-излучатели. Особой разновидностью такой терапии можно считать применение быстрораспадающихся нуклидов — альфа-эмиттеров: радона и изотопов цепи распада тория. Радонотерапия в виде ванн, вдыхаемых паров или питья стала одним из первых методов ядерной медицины, а брахитерапия — первым направлением целенаправленной радиотерапии, которое зародилось в самом начале XX века.

Наконец, терапия посредством РФП подразумевает биохимический способ доставки радионуклидов к очагу поражения. В частности, при так называемой радиоиммунной терапии в состав радиофармпрепарата входят молекулы, содержащие нужный изотоп, а также соединения, функционально аналогичные собственным антителам организма (моноклональные антитела) и обеспечивающие «захват цели» — клеток опухоли. При терапии с помощью РФП традиционно используются изотопы — бета-излучатели. Современной тенденцией стало внедрение альфа-эмиттеров в радиоиммунную терапию, поскольку альфа-излучение обеспечивает большее деструктивное воздействие на раковые клетки и в то же время обладает меньшим пробегом, в том числе в живой ткани — он сопоставим с размером клетки; в результате поражающий эффект почти не выходит за пределы злокачественной опухоли.

Рынок: диверсификация
Современный рынок ядерной медицины можно разделить на несколько взаимосвязанных сегментов, представленных разными наборами продуктов и участников. К ним относятся услуги ядерной медицины (рынок B2C), поставки радиологического оборудования (рынок B2B) и радиофармацевтических препаратов (также рынок B2B). Каждое из этих направлений включает отдельные секторы или самостоятельные рыночные ниши. Так, рынок РФП, сегментированный по их типам и назначению, опирается на поставку сырья — радиоактивных изотопов, которые, в свою очередь, представляют собой обособленный рынок, лишь отчасти ориентированный на медицину. Некоторые радионуклиды получают из стабильных изотопов, которые нарабатываются отличными от радиоизотопов способами и, таким образом, являются одной из смежных с ядерной медициной рыночных ниш; конъюнктура некоторых продуктов этой ниши жестко связана со спросом в сфере ядерной медицины. В отдельных случаях стабильные изотопы используются не для получения медицинских радионуклидов, а находят иное применение: например, в нейтронзахватной терапии.

Крупнейший сегмент глобального рынка — конечное звено в цепи добавленной стоимости, то есть услуги ядерной медицины: по некоторым оценкам, его мировой объем достиг порядка $ 80 млрд. Ежегодно в мире совершаются десятки миллионов процедур в сфере ядерной медицины, среди которых порядка 90% — диагностические. Так, на крупнейшем в мире рынке США (около 1/3 мирового) их число приближается к 20 млн. Среди диагностических процедур преобладает ОФЭКТ (включая ОФЭКТ/КТ), за которой следуют планарная сцинтиграфия (костной ткани) и ПЭТ с ПЭТ/КТ.

Поставщики в этом секторе — многопрофильные и специализированные клиники, амбулаторные учреждения, диагностические центры, исследовательские институты и университеты, часто предоставляющие услуги ядерной медицины. В отличие от остальных сегментов рассматриваемого рынка, в каждом из которых преобладает весьма узкий круг игроков со стороны предложения, в секторе медицинских услуг насчитываются десятки тысяч поставщиков (одних только клиник свыше 10 тыс.), многие из которых крупные. Таким образом, перечислить доминирующих в глобальном масштабе участников этого сектора невозможно. Несмотря на огромное число поставщиков, конкурентная ситуация в данном сегменте сильно различается: в передовых государствах конкуренция высока, порой даже на региональном уровне; в отстающих рынок крайне монополизирован в масштабе страны (один или несколько субъектов), и доступность услуг ядерной медицины остается весьма ­ограниченной.

Объем мирового рынка радиологического оборудования превышает $ 8 млрд, из которых на установки радионуклидной диагностики приходится порядка $ 2 млрд. Крупнейшей нишей в этом сегменте остается оборудование ОФЭКТ. Это объясняется приемлемым соотношением «цена — качество» при исследованиях разнообразных патологий, включая распространенные сердечно-сосудистые заболевания, составляющие главный профиль однофотонной КТ. Помимо них с помощью такой техники диагностируют онкологические, неврологические, легочные, урологические заболевания, патологии лимфатической системы, щитовидной железы и т. д. Характерной тенденцией нынешнего десятилетия в этой рыночной нише стало распространение более современных комбинированных вариантов ОФЭКТ, прежде всего ОФЭКТ/КТ.

Оборудование ПЭТ более эффективно, но существенно дороже и пока не столь распространено, как однофотонная томография. Основным и наиболее быстроразвивающимся направлением его использования стала онкология (порядка 90% исследований) — в частности потому, что ПЭТ позволяет выявить патологию на самых ранних стадиях, недоступных для других методов диагностики. За онкологией с большим отрывом следуют кардиология и неврология. Современная тенденция развития этой ниши — внедрение ПЭТ/КТ. Однако распространение этой технологии сдерживается высокой стоимостью ПЭТ-центров, которые в идеале должны включать, помимо собственно диагностического оборудования, еще и циклотроны для наработки необходимых ультракороткоживущих изотопов (и некоторые поставщики предлагают полный комплекс решений для ПЭТ/КТ, включая сырьевое самообеспечение, оборудование для синтеза РФП и т. д.). Не случайно внедрение ПЭТ/КТ нередко происходит лишь с участием государственных и частных фондов, без которых освоение такой технологии бывает неподъемным для покупателей рынка. Благодаря этому современные установки ПЭТ/КТ появились в некоторых беднейших странах.

Среди поставщиков оборудования для ядерной медицины преобладают игроки из Северной Америки, Европы и Японии, часть которых — дочерние структуры многопрофильных транснациональных холдингов. Среди них компании из США (General Electric, Digirad Corp., Positron Corp., CMR Naviscan Corp. и др.), Германии (Siemens Healthineers, SurgicEye), Японии (Toshiba Medical Systems Corp.), Канады (ACSI), Нидерландов (Philips Healthcare), Венгрии (Mediso), Дании (DDD-Diagnostics, принадлежащая турецкому холдингу Bozlu), Китая (Neusoft Medical Systems), Мексики (CMR, которой также принадлежит упомянутая американская компания CMR Naviscan Corp.).

Объем мирового рынка радиофармпрепаратов, по усредненным оценкам, превышает $ 6 млрд. Он делится на диагностические и терапевтические РФП; первые преобладают по стоимостному объему и частоте применения (порядка 90% процедур). Среди диагностических, в свою очередь, различают РФП для ПЭТ и ОФЭКТ. Сектор терапевтических принято делить на РФП — бета-излучатели (для радиоиммунной терапии), альфа-излучатели схожего назначения, а также источники ионизирующего излучения для брахитерапии, в составе которых чаще используются бета-эмиттеры.

В нише диагностических препаратов преобладает сегмент РФП для ОФЭКТ, а в нем доминируют соединения на основе ⁹⁹mTc, с помощью которого в мире проводится порядка 80% диагностических процедур. Для ПЭТ наиболее востребованы РФП на основе ¹⁸F (фтордезоксиглюкоза — ФДГ). В радиоиммунной терапии бета-излучателями, наряду с давно распространенными РФП (в первую очередь на основе ¹³¹I), все большее значение приобретают препараты на базе ¹⁷⁷Lu и давно используемого ⁹⁰Y. Среди препаратов на основе альфа-эмиттеров (молодое направление в радионуклидной терапии) пионером коммерческого применения стал хлорид ²²³Ra («Альфарадин» или «Ксофиго»), получивший в 2013 году разрешение на использование в клинической практике в США. В качестве перспективных РФП в этом же сегменте различные компании рассматривают и другие соединения (прежде всего на основе ²¹²Bi и ²¹³Bi, ²¹¹At, ²²⁵Ac, ²¹²Pb). Сектор терапевтических РФП в целом растет опережающими темпами по сравнению с использованием диагностических препаратов; в обозримом будущем удельный вес первого, как ожидается, будет увеличиваться.

Значимые поставщики рынка РФП базируются в США (Cardinal Health, Lantheus Medical Imaging, General Electric, Bracco Diagnostics, BWXT и др.), Франции (Curium Pharma), Германии (Bayer), Швейцарии (Novartis), Японии (Fujifilm), Нидерландах (Philips), Италии (Bracco Imaging, владеющая, в числе прочего, упомянутой американской Bracco Diagnostics), Австралии (ANSTO), Индии (Jubilant Life Sciences), Турции (Eczacibasi-Monrol), ЮАР (Necsa) и т. д.

Географически рынок ядерной медицины распространяется на все обитаемые континенты и большинство государств мира; как отмечалось, внедрение передовых технологий этого сектора затронуло даже беднейшие страны. Однако некоторые регионы сильно выделяются на общем фоне — это Северная Америка, Европа и Восточная Азия. Явный лидер — Североамериканский материк, на который приходится от трети до половины объема различных сегментов глобального рынка, в основном за счет США, которые доминируют как в спросе, так и в предложении технологий ядерной медицины. Вторым важнейшим регионом, обладающим также равновеликими спросом и предложением, остается Европа. Восточная Азия (прежде всего Япония и Китай), а также отчасти Южная Азия (Индия) занимают третье место, причем их доля в глобальном рынке постепенно увеличивается.

Перспективы: устойчивое развитие
Хотя методы ядерной медицины зародились около 100 лет назад, а в середине XX века начали оформляться в самостоятельную индустрию, наиболее бурный ее рост наблюдается в последние полтора-два десятилетия. Это объясняется совпадением разнородных факторов: научно-технических, демографических, медицинских, экономических. К первым следует отнести бурное качественное развитие компьютерных технологий, биохимии и других областей, а также эффективное внедрение полученных достижений в практику — в виде гибридной томографии, радиоиммунной альфа-терапии и т. д.

Демографические факторы, стимулирующие развитие ядерной медицины, заключаются в быстром увеличении населения на фоне его нарастающего старения в наиболее развитых странах. К медицинским факторам относится все большее распространение некоторых заболеваний, отчасти обусловленное опять-таки старением населения. Так, по оценкам Всемирной организации здравоохранения, ко второй половине 2020-х заболеваемость раком увеличится на 70%, число умерших от сердечно-сосудистых заболеваний — возрастет примерно на 30%. Наконец, экономические драйверы роста рынка выражаются, например, в том, что некоторые, прежде небогатые развивающиеся государства, такие как Китай, Индия и Турция, в нынешнем веке перешли к массовому развитию высокотехнологичной медицины. В то же время и в некоторых других странах появились экономические механизмы, обеспечивающие расширение, повышение доступности ядерной медицины: включение услуг в этой области в базовые медицинские страховки, а также развитие всевозможных государственных и негосударственных целевых программ и грантов на строительство и модернизацию центров ядерной диагностики и терапии.

Перспективы дальнейшего расширения рынка мало у кого вызывают сомнения. Бурное развитие данного сектора продолжается и в тех государствах, которые отрицают необходимость сохранения или внедрения других атомных технологий, особенно в энергетике. Многие эксперты предсказывают опережающие, по сравнению с глобальной экономикой, темпы роста ядерной медицины в обозримом будущем. Например, согласно ряду прогнозов, до середины следующего десятилетия ежегодный прирост в сегменте РФП превысит 5−10%.

Впрочем, отдельные сектора рынка ядерной медицины развиваются не вполне синхронно. Так, сегмент услуг ядерной медицины растет быстрее рынка оборудования, поскольку среди факторов увеличения первого есть не связанные с дорогостоящей покупкой нового «железа», в частности, увеличение количества пациентов и переход на оптимальные РФП. К тому же по мере распространения ядерной медицины оборудование все чаще покупается на вторичном рынке (преимущественно небольшими диагностическими центрами и клиниками, в том числе в развивающихся странах), что опять-таки снижает продажи новых установок поставщиками (последние, впрочем, уловили тренд и предлагают услуги по модернизации действующего оборудования). В общем, не случайно, согласно целому ряду прогнозов, ожидаемый среднегодовой прирост рынка оборудования ядерной медицины до второй половины 2020-х годов ограничится 3,5−4%, что меньше рынков РФП и услуг ядерной медицины. Но это, разумеется, не относится к «ненасыщенным» региональным рынкам (например, России), которые могут расти гораздо быстрее.

Другой пример той же диспропорции — прирост сектора оборудования в ущерб рынку радиоизотопов: переход на циклотронное производство на месте некоторых радионуклидов приводит к сокращению их закупки у сторонних поставщиков в тех случаях, когда такая альтернатива возможна. Хотя применение медицинских изотопов из-за этого расширяется, увеличение их товарооборота (рынка как такового), напротив, сдерживается за счет развития своеобразного «натурального хозяйства».

Неравномерность роста характерна и для разных ниш отдельных сегментов, что приводит к изменению пропорций рынка. Так, в среднесрочной перспективе стоит ожидать опережающего роста терапии по сравнению с диагностикой; ПЭТ и гибридных систем на ее основе — по сравнению с соответствующим оборудованием на базе ОФЭКТ; альфа-излучателей в иммунотерапии — по сравнению с бета-излучателями; и т. д.

Что касается России, то, будучи одной из ведущих стран — носителей атомных технологий, она ощутимо отстает от передовых государств по уровню ядерной медицины: при доле в мировом населении около 2%, на нашу страну приходится ~1% стоимостного объема рынка медицинских услуг в этой сфере, менее 0,5% рынка радиологического оборудования и менее 0,3% рыночной ниши РФП. По числу и охвату населения радиодиагностическими и терапевтическими процедурами Российская Федерация многократно уступает показателям целого ряда передовых государств. Это объясняется, среди прочего, недостаточной оснащенностью оборудованием; например, по числу ПЭТ-томографов на душу населения страна уступает США на порядок: сегодня во всей России действует лишь три десятка установок ПЭТ/КТ — меньше, чем в каком-нибудь крупном американском городе. Помимо количественных, есть и качественные проблемы: в развитых странах в сфере ядерной медицины получили распространение центры полного цикла, включающие территориально приближенные друг к другу диагностику, терапию, наработку необходимых изотопов, производство РФП и т. д.

В России подобная полная интеграция пока не развита. Наконец, даже существующая в РФ редкая инфраструктура ядерной медицины до настоящего времени опирается на иностранные технологии — она оснащена преимущественно импортным оборудованием. Соответственно, Россия слабо представлена и на мировом рынке ядерной медицины: она играет заметную роль лишь в поставках некоторых видов изотопного сырья. Единичные исключения (типа контракта на поставку в Таиланд циклотронно-радиохимического комплекса для производства РФП) пока не меняют общей картины.

Не удивительно, что Росатом объявил ядерную медицину одним из приоритетных направлений своей деятельности в гражданском секторе. В соответствии с этим планируется освоить серийный выпуск ключевых видов основного оборудования (в том числе локализованного западного) и построить ряд центров ядерной медицины в разных регионах страны. Эти проекты, которые уже начали осуществляться, должны принести первые ощутимые результаты к началу 2020-х годов. Тем самым госкорпорация рассчитывает реализовать многообещающий коммерческий потенциал отечественного рынка. Более того, к 2030 году Росатом планирует занять около 1/10 мирового рынка ядерной медицины.