Клиническая радиометрия

Клиническая радиометрия - измерение радиоактивности всего тела или его части после введения в организм РФП. Обычно в клинической практике используют гамма-излучающие радионуклиды. После введения в организм РФП, содержащего такой радионуклид, его излучения улавливаются сцинтилляционным детектором, расположенным над соответствующей частью тела пациента. Результаты исследования обычно представляются на световом табло в виде количества импульсов, зарегистрированных за определенный промежуток времени, либо в виде скорости счета (в импульсах в минуту). В клинической практике данный метод не имеет большого значения. Обычно его используют в тех случаях, когда необходимо выявить и оценить инкорпорацию радионуклидов при случайном их попадании в организм человека - по неосторожности, при катастрофах.

Более интересный метод - радиометрия всего тела. При ее проведении человека помещают в специальную низкофоновую камеру, содержащую несколько специально ориентированных сцинтилляционных детекторов. Это позволяет регистрировать радиоактивное излучение всего тела, причем в условиях минимального влияния естественного радиоактивного фона, который, как известно, в некоторых областях поверхности Земли может быть весьма высоким. Если во время выполнения радиометрии закрыть свинцовой пластиной какую-либо часть тела (орган), то можно оценить вклад именно этой части тела (или располагающегося под пластинкой органа) в общую радиоактивность организма. Таким путем удается изучить метаболизм белков, витаминов, железа, определить объем внеклеточной воды. Этот метод применяют также при обследовании людей со случайной инкорпорацией радионуклидов (вместо обычной клинической радиометрии).

Для лабораторной радиометрии используют автоматизированные радиометры. В них на конвейере располагаются пробирки с радиоактивным материалом. Под управлением микропроцессора пробирки автоматически подаются к окну колодезного счетчика; после выполнения радиометрии происходит автоматическая смена пробирок. Результаты измерения подсчитываются в компьютере, и после соответствующей обработки они поступают на печатающее устройство. В современных радиометрах в автоматическом режиме производятся сложные расчеты, и врач получает готовую информацию, например о концентрации в крови гормонов и ферментов с указанием точности выполненных измерений. Если объем работы по лабораторной радиометрии невелик, то применяют более простые радиометры с ручным перемещением пробирок и выполнением радиометрии вручную, в неавтоматическом режиме.

Радионуклидная диагностика in vitro (от лат. vitrum - стекло, поскольку все исследования проводят в пробирках) относится к микроанализу и занимает пограничное положение между радиологией и клинической биохимией. Она позволяет обнаружить присутствие в биологических жидкостях (кровь, моча) различных веществ эндогенного и экзогенного происхождения, находящихся там в ничтожно малых или, как говорят химики, исчезающих концентрациях. К таким веществам относятся гормоны, ферменты, лекарственные препараты, введенные в организм с лечебной целью, и др.

При различных заболеваниях, например при раке или инфаркте миокарда, в организме появляются вещества, специфические для этих заболеваний. Их называют маркерами (от англ. mark - метка). Концентрация маркеров столь же ничтожно мала, как и гормонов: буквально единичные молекулы в 1 мл крови.

Все эти уникальные по своей точности исследования могут быть выполнены с применением радиоиммунологического анализа, разработанного в 1960 г. американскими исследователями С. Берсоном и Р. Ялоу, которым впоследствии за эту работу была присуждена Нобелевская премия Широкое внедрение его в клиническую практику ознаменовало собою революционный скачок в микроанализе и радионуклидной диагностике Впервые врачи получили возможность, причем весьма реальную, расшифровывать механизмы развития многих заболеваний и диагностировать их на самых ранних стадиях. Наиболее зримо ощутили значение нового метода эндокринологи, терапевты, акушеры, педиатры.

Принцип радиоиммунологического метода состоит в конкурентном связывании искомых стабильных и аналогичных им меченых веществ со специфической воспринимающей системой.

Для выполнения такого анализа выпускают стандартные наборы реагентов, каждый из которых предназначен для определения концентрации какого-либо одного конкретного вещества.

Как видно на рисунке, связывающая система (чаще всего это специфические антитела или антисыворотка) вступает во взаимодействие одновременно с двумя антигенами, один из которых искомый, другой - его меченый аналог. Применяют растворы, в которых меченого антигена содержится всегда больше, чем антител. В этом случае разыгрывается настоящая борьба меченого и немеченого антигенов за связь с антителами. Последние относятся к иммуноглобулинам класса G.

Они должны быть узкоспецифическими, т.е. реагировать только с исследуемым антигеном. Антитела акцептируют на своих открытых связывающих местах (сайтах) лишь специфичные для них антигены, причем в количествах, пропорциональных количеству антигенов. Этот механизм образно описывают как феномен «замка и ключа»: чем больше исходное содержание искомого антигена в реагирующих растворах, тем меньше радиоактивного аналога антигена будет захвачено связывающей системой и тем большая его часть останется несвязанной.

Одновременно с определением концентрации искомого вещества в крови пациента в тех же условиях и с теми же реагентами проводят исследование стандартных сывороток с точно установленной концентрацией искомого антигена. По соотношению радиоактивностей прореагировавших компонентов строят калибровочную кривую, отражающую зависимость радиоактивности пробы от концентрации исследуемого вещества. Затем, сопоставляя радиоактивность проб материала, полученного от пациента, с калибровочной кривой, определяют концентрацию искомого вещества в пробе.

Радионуклидный анализ in vitro стали называть радиоиммунологическим, поскольку он основан на использовании иммунологических реакций антиген-антитело. Однако в дальнейшем были созданы другие близкие по целям и методике, но различающиеся по деталям виды исследования in vitro. Так, если в качестве меченой субстанции применяют антитело, а не антиген, анализ называют иммунорадиометрическим; если же в качестве связывающей системы взяты тканевые рецепторы, говорят о радиорецепторном анализе.

Радионуклидное исследование в пробирке состоит из 4 этапов.

• Первый этап - смешивание анализируемой биологической пробы с реагентами из набора, содержащего антисыворотку (антитела) и связывающую систему. Все манипуляции с растворами проводят специальными полуавтоматическими микропипетками, в некоторых лабораториях их осуществляют с помощью автоматов.
• Второй этап - инкубация смеси. Она продолжается до достижения динамического равновесия: в зависимости от специфичности антигена ее длительность варьирует от нескольких минут до нескольких часов и даже суток.
• Третий этап - разделение свободного и связанного радиоактивного вешества. С этой целью используют имеющиеся в наборе сорбенты (ионообменные смолы, уголь и др.), осаждающие более тяжелые комплексы антиген-антитело.
• Четвертый этап - радиометрия проб, построение калибровочных кривых, определение концентрации искомого вещества. Все эти работы выполняются автоматически с помощью радиометра, оснащенного микропроцессором и печатающим устройством.

Как видно из изложенного, радиоиммунологический анализ основан на использовании радиоактивной метки антигенов. Однако принципиально в качестве метки антигена или антитела можно использовать другие вещества, в частности ферменты, люминофоры или высокофлюоресцирующие молекулы. На этом основаны новые методы микроанализа: иммуноферментный, иммунолюминесцентный, иммунофлюоресцентный. Некоторые из них весьма перспективны и составляют конкуренцию радиоиммунологическому исследованию.

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8]