Kép: Depositphotos/StockFrame

Hogyan került fizikusként az Országos Onkológiai Intézetbe?

– Én fizikus–csillagászként végeztem az egyetemen, ám az hamar kiderült számomra, hogy csillagászként nem fogok tudni megélni. A másik engem érdeklő tudomány­terü­let az atomfizika volt, de a CERN-ben végzett kutatá­sokba sem akartam bekapcsolódni (a CERN az Európai Atommagkutató Központ Svájc és Franciaország hatá­rán – a szerk.), mert ahhoz félig Svájcba kellett volna költöznöm. Ezért utánanéztem, hogy milyen egyéb, az atom­fizikához kapcsolódó kutatási területek, PhD-témák van­nak, és így találtam rá a sugárterápiára. Amikor pedig elmentem megnézni, hogy hogyan is működik ez a kezelés a gyakorlatban, és beléptem a brachyterápiás műtőbe, azonnal éreztem, hogy rátaláltam arra a hivatásra, amit egész életemben csinálni akarok. Nagyon megfogott ugyanis az, hogy a fizikát, amelyet az egyetemen tanultam, úgy lehet alkalmazni a gyakorlatban, hogy azzal azonnal segíthe­tünk az embereken. Így itt ragadtam, és immáron huszonkét éve az Országos Onkológiai Intézetben dolgozom.

Amikor beléptem a brachyterápiás műtőbe, azonnal éreztem, hogy rátaláltam arra a hivatásra, amit egész életemben csinálni akarok.

Mivel foglalkoznak az Intézet fizikusai?

– Mi, fizikusok főként a besugárzások megtervezésével foglalkozunk, vagyis dózisterveket készítünk az egyes betegek számára. Emellett rengeteg minőségbiztosítási feladatunk is van, hiszen állandóan ellenőriznünk kell a folyamatban lévő kezelések minőségét. Ehhez rendszeresen mérjük az eszközök által kibocsátott sugárzás minőségét is. Emellett kutatunk is, igyekszünk fejleszteni az eljárásokon, és új megoldásokat vezetünk be, hogy még hatékonyabban tudjuk gyógyítani a betegeket, vagy enyhíteni a tüneteiket. 

Dr. Fröhlich Georgina

További feladatunk az oktatás, én az Eötvös Loránd Tudományegyetemen és a Semmelweis Egyetemen is tanítok, illetve intenzív ismeretterjesztő munkát is végzek. Például népszerűsítem a tudományterületemet a közép­iskolások körében a Magyar Tudományos Akadé­mia Alumni Programjában, vagy bemutatókat és szabadulószobát szervezek a Kutatók Éjszakáján, így igyekszem vonzóvá tenni ezt a pályát a fizika iránt érdeklődők számára, hogy biztosított legyen a szakember-utánpótlás.

Dózisszámítások

Pontosan mit jelent a brachyterápia? Ez a sugárkezelés egyik formája?

– Igen, a brachyterápia a sugárkezelések egyik típusa. A sugárterápiát két irányból lehet végezni: kívülről, ezt hívjuk teleterápiának, ahol a tele- előtag a távolsági jel­legre utal, amelyhez az esetek nagy többségében egy lineáris gyorsítóra van szükség. A másik ág a szervezet­be helyezett sugárforrások – radioaktív izotópok – révén végzett brachyterápia; ez a brachy-, azaz közelterápia. Az emberi testbe helyezett izotópokat vagy bent hagy­juk, vagy kivesszük a kezelés után. A brachyterápián belül olyan sok megközelítés létezik, hogy ez a daganatterápia talán legizgalmasabb területe.

A sugárkezelés – a kemoterápia és a sebészeti beavatkozás mellett – évtizedek óta a daganatos megbetegedések gyógyításának egyik legfontosabb pil­lére. Az emberek úgy érezhetik, hogy ez a terápia régóta változatlanul áll rendelkezésre. Milyen intenzív a sugárterápia fejlődése valójában?

– A fejlődés alig követhető. Amikor a gyermekeim születése után, azaz hat és fél év szünet után visszatértem a gyesről, úgy éreztem, hogy szinte kezdőként kell újra­tanulnom mindent. De általában az orvostudomány fejlő­dése is felgyorsult az utóbbi években. Ezen nincs mit csodálkozni, hiszen az ember egy önző lény, és leginkább a saját élete érdekli, így rengeteg erőforrást fordítunk az orvostudományi kutatásokra. Minden olyan technológia, amely megjelenik az információtechnológiában, az elektronikában vagy a távközlésben, az pillanatok alatt beszűrő­dik a sugárterápiás eljárásokba is. Ma már mi is alkalmaz­zuk a mesterséges intelligenciát vagy a gépi tanulást. Ezek révén jelentősen megnőtt a számítási kapacitá­sunk, ezért fejlettebb algoritmusokat tudunk futtatni például a dózisszámítások során is. Épp tegnap mondtam egy hallgatómnak, hogy azért nincs tankönyv erről a témáról, mert mire kiadnánk, már újra kellene írni, ugyanis a benne szereplő ismeretek elavulnának. Természetesen az ala­pok ­nem változnak, de szinte naponta jelennek meg olyan új felfedezések, amelyek azonnal módosítják a terápiás alkalmazásokat is.

A sugárterápiában mindig roppant fontos, hogy a su­gárzás csak a tumorsejteket pusztítsa el, az egészséges szöveteket pedig kímélje meg. Ezen a terüle­ten mekkora a fejlődés?

– Ezt tökéletesen nem lehet elérni, de természetesen min­dig erre törekszünk, az új eljárások fejlesztésének is az az egyik fő motivációja, hogy minél inkább a daganatra koncentráljuk a sugárzás hatását. Ebben felhasználhat­juk a daganatok és az egészséges szövetek sejtjeinek strukturális és működésbeli különbségeit is. A tumorsejteket az különbözteti meg alapvetően az egészségesek­től, hogy kilépnek a sejtciklusból, és állandóan osztódnak. 

Az új eljárások fejlesztésének is az az egyik fő motivációja, hogy minél inkább a daganatra koncentráljuk a sugárzás hatását.

Az ionizáló sugárzás azért pusztítja el nagyobb mértékben a tumorsejteket, tehát szelektív, mert az éppen nem osztódó sejtek DNS-e jóval stabilabb, így nehezebben tud­ja tönkretenni a sugárzás, mint az osztódó tumorsejtek örökítőanyagát. Emellett az egészséges sejtek képesek a regenerációra, vagyis képesek helyreállni a sugárzás roncsoló hatása után, a tumorsejtek viszont nem képesek erre: ha az ő DNS-ük megsérül, akkor elpusztulnak. Ha a sugárzás hatására nem pusztul el az összes tumorsejt, akkor később újranépesíthetik a daganatot, repopulálódhatnak, és ezt kiküszöbölendő, általában több kisebb adagban adjuk a sugárzást a betegeknek. Így a kezelések között az egészséges szöveteknek van lehetőségük regenerálódni, a tumornak viszont nem hagyunk időt a repopulációra.

Titániumkapszula

Mennyire pontosan lehet célozni a sugárterápiával?

– A modern sugárterápiás eszközök már fejlett kép­­ve­zérléses technikákat használnak, ezért egyre pontosab­ban lehet tudni, hogy a kezelések során pontosan hol van a daganat. Tehát e téren is fejlődtek az eljárások, de a cél­zást nem lehet tökéletesen megvalósítani. Minden ke­ze­léskor éri sugárzás az egészséges sejteket is. A brachy­terápia ebből a szempontból előnyösebb, hiszen a radioaktív izotópot a daganatba helyezzük. Ám előfordul az is, hogy az egészséges szerv a tumor belsejében halad, például a húgycső a prosztatában, ilyenkor óhatatlanul is éri sugárzás az egészséges szövetet.

Szájfenékdaganat konformális szövetközi besugárzása nagy dózisteljesítményű brachyterápiával.

Mi történik a brachyterápia során a szervezetbe helyezett izotópokkal a kezelés után? 

– Kétféle brachyterápiás technikát alkalmazunk, különböző izotópokkal, különböző típusú daganatok kezelésére. Az egyik megközelítésben kisebb energiájú és aktivitású izotópokat helyezünk véglegesen a daganatba. Ez a jód-125 izotóp, amelyet Magyarországon csak a kis kockázatú prosztatarák kezelésére alkalmazunk. Ezeket benn is hagyjuk, és bár csökkenő aktivitással, de állandóan sugarazzák a daganatos prosztatát. Magasabb kockázatú prosztatatumorok és más daganatok esetén nagyobb aktivitású és dózisteljesítményű izotópot helyezünk a szervezetbe, amelyeket a kezelés végeztével kiveszünk a betegből. A kétféle típusú izotóp közötti különbség úgy képzelhető el, hogy az alacsony aktivitású izotópok úgy hatnak, mint a szúnyogok, amelyek folyton ott zümmögnek az ember feje körül, idegesítik, néha kicsit megcsípik, de nem vészes a hatásuk. A nagy dózisteljesítményű izotóp – erre a célra irídium-192-t használunk – ehhez képest lódarázsnak számít. Ha megcsípi az ember karját, akkor elzsibbad az egész végtagja. Vagyis utóbbiak agresszí­vebb besugárzásra nyújtanak lehetőséget.

A bent hagyott izotópok mindig sugározni fognak?

– Minthogy ezek bomló izotópok, az aktivitásuk idővel exponenciálisan csökken. Az irídium-192-ből évente négyszer vásárolunk újat, mert az aktivitása negyedév alatt csökken le annyira, hogy már túl sokáig kellene bennhagyni a testben ahhoz, hogy leadja a kívánt sugárdózist. Ez például azt jelenti, hogy a betegnek a kezeléskor nem öt, hanem tizenöt percen keresztül kell mozdulatlanul feküdnie. A véglegesen behelyezett jódizotóp pedig nagyjából egy év alatt adja le azt a sugárdózist, amit a betegnek szánunk. Ezután az izotóp „kimerül”, tehát gyakorlatilag teljesen elveszíti a radioaktivitását. Ilyenkor egyszerű fémdarabként betokozódik a testben, és nem okoz problémát.

Mekkorák ezek az izotópok, hogyan kell őket el­képzelni? 

– Egy apró titániumkapszulába foglalják őket, a hosszúságuk nagyjából öt milliméter, a szélességük pedig egy-két milliméter. Tehát elég kicsik, ehhez képest viszont jelentős az aktivitásuk ahhoz, hogy egy biopsziás tűnek megfelelő vastagságú tűbe is beférjenek, ezért szinte bárhova be tudjuk juttatni őket a szervezetbe. Egy irídiumizotópot sok betegben használunk, illetve ugyanannak a beteg­nek a szervezetébe is többször behelyezzük, hogy ő többször kapjon egyszerre kevesebb sugárdózist. A többszöri felhasználás azért nem okoz problémát, mert maga az izotóp közvetlenül sohasem érintkezik a beteg testével, hi­szen egy steril, a végén zárt applikátor, illetve tű segítségével helyezzük be, majd vesszük ki onnan.

Nemrégiben a Magyar Tudományos Akadémia Fizikai Tudományok Osztálya által rendezett, Kvantumok világa című előadás-sorozat keretében adott elő az Akadémián abból az alkalomból, hogy idén százéves a kvantumelmélet. Hogyan kapcsolódik a kvantumelmélet, illetve a kvantummechanika az orvostudományhoz?

– Az MTA-előadáson az volt a célunk, hogy bemutassuk, hogy a kvantummechanika korántsem csupán a mindennapokkal semmilyen kapcsolatban nem álló, absztrakt tudományág, hanem az élet számos területén használjuk. Sok területen megjelennek a kvantummechanika alapelvei, amelyeket figyelembe kell vennünk ahhoz, hogy a modern sugárterápiás megoldásaink biztonságosan és eredményesen használhatók legyenek. Gyakorlatilag minden, sugárzást előidéző vagy sugárzásalapú eljá­rás, így a sugárterápia is, a kvantummechanikai jelenségek miatt működik. A brachyterápiában használt radioaktív izotópok atommagjában valamilyen valószínűséggel bomlások történnek, és ennek eredményeként szaba­dul fel az energia, a sugárzás. Ezt a folyamatot a kvantum­mechanika írja le, tehát, ha nem ismernénk ennek az elveit, nem tudnánk kiszámítani, hogy mi fog történni, milyen hatást okozunk az emberi szervezetben. A teleterápiá­ban egy lineáris gyorsító állítja elő az ionizáló sugárzást, ami nem az atommag bomlásán, hanem az atomok elektron­héjá­ban történő kölcsönhatáson alapszik. Ezek a sugárterápiás berendezések hasonló elven működnek, mint a CERN-ben üzemelő részecskegyorsítók, csak sok­kal kisebbek annál, hiszen a méretüket és az energiájukat az emberi test méretéhez kell igazítani.

Kiberkés

Hogyan tesztelik, hogy a berendezések vagy az izotópok megfelelő sugárzást adnak-e le?

– Erre a célra úgynevezett fantomokat használunk, amelyek az emberi szervezetet szimuláló, annak megfe­lelő sűrűséggel rendelkező testek. Bár van erre a célra egy antropomorf bábunk is, amelyben ki vannak alakítva bizonyos szervek, moduljaira szedhető, és detektorokat helyezhetünk bele, az esetek többségében a sugárzás­mérésekhez inkább egy vödör vizet használunk. Az emberi test nagy része ugyanis vízből áll – gondoljunk csak a sejteket kitöltő plazmára, ami egy vizes oldat –, és a víz sűrűsége nagyjából megegyezik az emberi test sűrűségével, és a sűrűség a sugárdózis szempontjából a legfontosabb tulajdonság. A mérések többségére tehát a víz tökéletesen megfelel. Amikor például azt vizsgáltuk, hogy a brachyterápiás tűket milyen pontosan tudjuk rekonstruálni a dózistervező szoftverben, akkor egy krumplit használtunk, hiszen a zöldségeknek az emberi testhez hasonlóan alacsony a sűrűségük, viszont merevek, ezért alkalmasak arra, hogy megtűzdeljük őket, mint egy daganatot. A brachyterápiás tervezési MR- (mágnesesrezonancia-) készülékünk pontosságát pedig egy dinnyével teszteltük.

Az esetek többségében a sugárzásmérésekhez inkább egy vödör vizet használunk. Az emberi test nagy része ugyanis vízből áll.

Az Akadémián tartott előadásán előkerült két egészen sci-fi-be illő elnevezésű sugárterápiás berendezés is: a gamma-kés meg a CyberKnife, vagyis kiberkés. Ezek mire képesek?

– Ezek az eszközök azt a célt szolgálják, hogy pontosan tudjuk megcélozni a sugárzással a szervezet belsejében lévő kis méretű, még nagyjából gömbszimmetrikus tumorokat, és eközben a körülöttük lévő egészséges szövet csak minimális sugárzást kapjon. A gamma-kést célzottan a kis agydaganatok besugárzására fejlesztet­ték ki. Ez nem új eszköz, és már nem is igazán használjuk. Úgy kell elképzelni, mint egy nagy sisakot, amelynek falában összesen 201 darab kobaltforrást helyeztek el. Mindegyik forrás előtt van egy kis kollimátor (fénysugarakat párhuzamosító optikai műszer – a szerk.), amellyel az adott forrás sugárzását le lehet árnyékolni, így lehet formálni a középpontban, azaz a daganatban kialakult 3D-s dóziseloszlást. Ezáltal olyan nagy sugárdózist lehet koncentrálni a daganatra, mintha egy sebész kivágná azt az agyból – miközben nem kell felnyitni a koponyát. Az így elhaló tumorsejteket aztán az immunrendszer el­szállítja. Manapság azért alkalmazzuk már kevésbé a gamma-kést, mert funkcióját mára szinte teljesen kivál­tották a lineáris részecskegyorsítók, amelyekben ráadá­sul a sugárzás forrása pontszerű – a kiterjedt kobaltforrásokkal ellentétben –, ezért jobb dóziseloszlást lehet ve­lük létrehozni. A CyberKnife hasonló célt szolgál, de nemcsak az agydaganatok esetén lehet használni, hanem sok más tumor kezelésére is. Ráadásul a CyberKnife gyorsító együtt képes mozogni a daganattal. Ennek ér­de­kében egy robotkarra szerelik a gyorsítócsövet, ami pon­tosan tudja például követni a tüdődaganat légzés közbeni mozgását. A CyberKnife vékony sugárnyalábok­kal egymás után sok-sok irányból sugározza be a daga­natot, ebből a szempontból hasonlít a gamma-késhez. Ezzel fő­ként a nehezen megközelíthető helyen lévő kis mé­retű daganatokat (például a látóideg-daganatokat) le­het kezel­ni. Az eszköznek egyébként szó szerint röntgenszemei van­nak, hiszen a robotkar mellett egy kis röntgenkészülék is üzemel, amely a besugárzás közben többször ellenőrzi például az arany markerekkel jelölt prosztatadaganat elhelyezkedését, és korrigálja a pozícióját, ha szükséges.

Prosztatadaganat sztereotaxiás besugárzása CyberKnife gyorsítóval.

Kidolgozott egy daganatos gyermekeket támogató jótékony programot is. Pontosan mi ennek a célja? Mi történik ebben a programban, és hogyan fogad­ják a kis betegek?

– A Bátor Küldetése programot azért álmodtam meg, hogy pszichésen támogassuk a sugárterápiára kerülő da­ganatos gyermekeket, és felkészítsük őket a rájuk váró kezeléssorozatra. Fő eleme egy ajándékdoboz, amelyet ma minden, Magyarországon sugárkezelésre érkező gyer­mek megkap, minden kórházban. Ebben tematikus aján­dékok vannak, mint például az általam tervezett Lego-lineá­ris gyorsító vagy a küldetésfüzet, amely a Lego-gyorsító alatt fekvő Bátorról szóló képregénnyel kezdődik. Ez­után különböző, sugárterápiához kapcsolódó felada­tok következnek, és egy kis útlevet is kapnak a gyerekek, amelybe az egyes kezelések alkalmával pecsét is kerül. 

A Bátor Küldetés fő eleme, az ajándékdoboz, amelyet ma minden, sugárkezelésre érkező gyermek megkap, az ország minden kórházában.

A Lego-gyorsítóhoz kapcsolódik egy stop-motion (képkockánként beállított és rögzített – a szerk.) technikával készített kisfilm is, amelyben a gyermekeim a méretarányos Lego-bunkerünk segítségével magyarázzák el, hogy pontosan mi fog történni a sugárkezeléskor. Aki­nek pedig fejrögzítő maszkot is kell viselnie a kezelése során, az harmincegy mesehős közül választhat, hogy ki­nek a bőrébe szeretne bújni a kezelések alatt, azaz kit fes­sünk rá a maszkjára. A gyermekeket is kezelő bunkereinkben fényfestést is készítettem, amely a gyorsítót űrhajóvá, az egész bunkert pedig mesés világűrré változtatja. A gyermekeket kezelő munkatársak a hófehér egyenruha helyett Bátor-mintás munkaruhában fogad­ják a kicsiket, akik a kezeléssorozat végén megkongat­hat­ják a Remény Harangját, s az összegyűjtött pecsé­tekért, azaz a Külde­tés teljesítéséért aranyérmet kap­nak. Kis betegeink lelkesen vesznek részt a Küldetésben, s izga­tot­tam várják, hogy újra beszállhassanak az „űr­hajóba”. Szorongásukat felváltja a kíváncsiság, és a szü­leik aggo­dalmairól is a játékra terelődik a figyelem.•

Címlapkép: Depositphotos/StockFrame