Foto: V roce 2015 prof. Vrba obdržel Cenu Evropské společnosti pro hypertermickou onkologii (ESHO) za výzkum v této oblasti. Na snímku s prof. Ruedigerem Wessalowskim, M.D. , hlavním lékařem kliniky, kde hypertermií léčí i dětské pacienty.
Zdroj fotografie: Archiv prof. Vrby
Jak jste se dostal k aplikacím pro zdravotnictví?
V roce 1981 jsem si v odborném časopise IEEE Trans. on Microwave Theory and Technique přečetl článek, který popisoval vlnovodné aplikátory pro mikrovlnnou hypertermii. Tehdy zcela novou metodu pro léčbu nádorových onemocnění. Zaujalo mě to, protože teorii a techniku mikrovlnných obvodů včetně vlnovodů jsem učil na seminářích a i využíval pro řešení našeho výzkumného projektu. Podařilo se mi najít a kontaktovat lékaře, kteří byli o té metodě informování přes svoje odborné zdroje a literaturu. A hledali někoho, kdo by jim postavil mikrovlnný hypertermický systém, aby mohli hypertermii aplikovat klinicky.
Mohl byste přiblížit princip hypertermie a jejího léčivého účinku?
Ten úplně nejzákladnější fyzikálně-biologický princip spočívá v tom, že navyšujeme teplotu v oblasti nádoru z obvyklých 36,5 °C do teplotního intervalu 41 až 45 °C. Při těchto teplotách nedochází k teplotnímu zničení nádoru, tj. nevzniká nekróza. Cílem je dosáhnout takzvané apoptózy, což je stav, kdy se buňka přestane dělit. V podstatě se jedná o jednoduchý fyzikální mechanismus, jak zastavit nekontrolované zhoubné bujení. Tím, že pokryjeme oblast nádoru a jeho okolí teplotou, při které nedochází u pacienta k žádným popálením, tak dostaneme nádorové buňky do stavu apoptózy. Buňky neničíme přímo, po nějaké době samy odumírají a lidské tělo si s nimi dokáže poradit. Kolegové, kteří se zabývají biologickými aspekty hypertermie, by dokázali popsat i její další příznivé účinky pro léčbu nádorových onemocnění. Např. její stimulující působení na imunologický systém pacientů.
Psal se tehdy rok 1981. Našel jste pro svůj výzkum oporu i na fakultě?
Tehdejší vedoucí naší katedry, prof. Václav Tysl, mojí aktivitu podporoval. Ne finančně, to nebylo možné, protože tenkrát se výzkumné projekty plánovaly v rámci 5letých cyklů. A pro představu, až do roku 1993 žádné granty neexistovaly. Když jsme chtěli dělat aplikátory, tak jsem šel do Diamantu na Václavák a koupil si tam hliníkové mísy, které jsme upravili.
Takže jste to tady dělali svépomocí?
Měli jsme na katedře slušně vybavenou dílnu a v ní mi velmi ochotně pomáhal mechanik naší katedry Miloslav Raab. Spolu jsme postavili první hypertermický systém v tehdejším Československu (byl i jedním z prvních v Evropě). Část pro měření teploty měl na starosti pan Ing. Jiří Bouček z 1. lékařské fakulty UK.
Kdy jste začali s prvními klinickými aplikacemi?
První klinické aplikace hypertermie se uskutečnily na jaře r. 1982 na pracovišti 1. LF UK a vedl je prof. MUDr. Oskar Andrýsek, DrSc. Na podzim r. 1982 se klinické aplikace hypertermie přesunuly na Radioterapeutický ústav v Praze (dnes Ústav radiační onkologie FNB), kde MUDr. Miroslav Lapeš začal kombinovat hypertermii s radioterapií. Je důležité poznamenat, že v této kombinaci lze dosáhnout lepších léčebných výsledků, než když se aplikuje buď radioterapie nebo hypertermie samostatně. A byl to právě MUDr. Lapeš, kdo navrhl a zavedl časový plán kombinování hypertermie a radioterapie, který většina hypertermických pracovišť ve světě používá dodnes. Námi vyvinuté zařízení se používalo od roku 1982 do roku 1985. V roce 1984 se nám podařilo oslovit Teslu Hloubětín, což byl výrobce výkonových vysílačů. My jsme samozřejmě na fakultě neměli možnost vyrábět zařízení tohoto typu ve velkém. Dokázali jsme sestavit jedno, abychom umožnili lékařům získat s hypertermií jejich vlastní zkušenosti. Takže navázání spolupráce s Teslou Hloubětín byl logický krok. Hodně se v této věci angažoval Ing. Martin Borovička a Ing. Vladimír Linke, oba absolventi FEL. Díky tomu vznikla druhá generace přístroje, která se už vyráběla v Tesle. Klinicky byla využívána od r. 1986.
Spolupracovali jste i s jinými lékařskými institucemi než s Radioterapeutickým ústavem v Praze?
Ano, byly to zejména onkologické kliniky nemocnic v Hradci Králové a Brně. Zájem o hypertermii měly také onkologické kliniky nemocnic v Českých Budějovicích, Olomouci a Bratislavě.
Vybavujete si ještě, jak jste s hypertermií na Bulovce začínali?
Vzpomínám si, že zpočátku někteří lékaři z Radioterapeutického ústavu neměli v hypertermii velkou důvěru. Mělo to logiku, velmi dobře věděli, jak je obtížné dosáhnout úspěšné léčby onkologických pacientů. A my jsme přišli s hypotézou, že jednoduše stačí zvýšit teplotu v léčené oblasti o 4 až 8 stupňů Celsia na to, aby se úspěšnost léčby významně zvýšila. Nicméně o tom, že se ve světě hypertermie klinicky testuje, věděla ze zahraniční lékařské literatury většina z nich. Lékaři připravili skupinu asi padesáti pacientů, u kterých léčba radioterapií, chemoterapií, resp. kombinace těchto dvou metod nevedla k úspěšnému vyléčení. Hypertermie tak dostala šanci ukázat, jaké jsou její možnosti.
Jaký byl výsledek této studie?
Hypertermie byla aplikována v kombinaci s radioterapií (dávky ionizujícího záření ale byly sníženy na polovinu).Lékaři Radioterapeutického ústavu hodnotili výsledky velmi pozitivně. U více než poloviny těchto pacientů, které se nedařilo vyléčit standardními metodami, byl nádor při použití hypertermie zcela eliminován. U jedné třetiny pak byl objem nádoru výrazně zmenšen a tento stav byl po celou sledovanou dobu stabilní. U zbylých pacientů nebyla léčba úspěšná, u významné části z nich ale nebylo možné (kvůli jejich rychle se horšícímu zdravotnímu stavu) aplikovat celý časový plán léčby. Vzpomínám si na jednu z úplně prvních pacientek – šlo o paní ve věku asi 70 let. Byla léčena na karcinom prsu, objevila se jí ale jeho metastáza na čele. Byla to pro ni velká komplikace, i v létě chodila v kloboučku, aby to zakryla. Léčba radioterapií ale nebyla účinná. Pacientka pak nastoupila na kombinovanou léčbu hypertermií a radioterapií a nádor po léčbě zmizel. Jak jsem již zmínil, při kombinované léčbě je důležité, že dávky radioterapie se snižují prakticky na polovinu. Zajímavým aspektem léčby této pacientky bylo to, že v důsledku radioterapie jí vlasy v léčené oblasti nejprve vypadaly, ale ani ne do roka jí začaly růst znovu, což tenkrát u lékařů vyvolalo údiv.
Asistovali jste s Ing. Boučkem jako technici i při samotné léčbě?
Lékaře jsme naučili s naším přístrojem pracovat. Ale i tak jsme u toho raději chtěli být, takže jsme byli přítomni u každé klinické aplikace. Ty tenkrát probíhaly v nemocnici dvakrát týdně.
Jak je léčba časově náročná?
Hypertermie se typicky aplikuje jednou týdně zpravidla krátce před nebo po radioterapii a většinou ten cyklus bývá rozplánován na 4 až 6 týdnů. Doba vystavení léčené oblasti mikrovlnnému výkonu činí 40 až 60 minut. Tzn. že potřebujete asi 60 až 90 minut na léčbu jednoho pacienta, včetně jeho přípravy na léčbu. Jde tedy o časově velmi náročnou léčebnou metodu.
Zájem o hypertermii stoupá. Je tu prostor i pro české výrobce
Vraťme se do druhé poloviny osmdesátých let, kdy se vám podařilo získat pro spolupráci Teslu Hloubětín…
Tesla Hloubětín vyrobila osm hypertermických přístrojů, které byly distribuovány na velké onkologické kliniky v Československu. Nastalo období, kdy byl o tento typ léčby poměrně velký zájem. Začátkem devadesátých let se onkologii otevřely nové možnosti, a to jak v oblasti léčby, tak i v oblasti diagnostiky zhoubných nádorů. Radioterapie a další onkologické metody se rychle zdokonalovaly. Zájem o hypertermii tím ale v ČR narozdíl od zahraničí poklesl. Naše skupina ale měla možnost začít spolupracovat se zahraničními klinickými pracovišti formou konzultací jejich technických problémů.
Jaký je dnes zájem o hypertermii?
V současné době se léčbě onkologických pacientů hypertermií věnují hlavně na Bulovce. Přesto se dá říct, že v současnosti v České republice zájem o hypertermii zase stoupá. Vím o třech významných klinikách, které uvažují o nákupu hypertermického zařízení. Aby měly možnost nabízet komplexní onkologickou léčbu, tak jako ji nabízejí významné kliniky v EU a USA.
Existují nějací výrobci ve světě?
Existují dva výrobci, kteří celosvětově pokrývají tento segment. Jejich sofistikované systémy ale cenově vycházejí na několik milionů eur. Kvůli tomu je hypertermie rozšířena nejvíce v Německu, Nizozemsku a v některých dalších západoevropských zemích. A samozřejmě ve Spojených státech. Jeden z těchto výrobců hypertermických systémů se na nás občas obrací s žádostí o konzultace jeho dílčích technických problémů. Zejména v oblasti vývoje nových aplikátorů.
Vidíte tady nějaký prostor pro české výrobce?
Vidíme a máme nějaké tipy, ale více nemohu prozrazovat, protože věci jsou v jednání. Pro toho, kdo vyrábí a prodává takový systém, to není jednoduché. Důležité ale je, že know-how, jak hypertermické systémy postavit, tady v ČR stále existuje.
V čem je to největší úskalí?
Výrobce musí být schopen garantovat lékařům, že mimo léčenou oblast nedojde k překročení teploty 45 stupňů Celsia, to by pacientovi mohlo ublížit. Aplikátory pro hypertermii proto musí být vybaveny mikrovlnnou technologií, která umožňuje velmi dobře fokusovat elektromagnetickou vlnu do léčené oblasti. A doplnit léčbu tzv. plánováním léčby, tj. numerickými prostorovými výpočty toho, jak bude tělo pacienta absorbovat mikrovlnný výkon a jak se v léčené oblasti bude vyvíjet teplota v závislosti na čase. Pro měření teploty uvnitř léčené oblasti a v jejím okolí existuje poměrně drahá cesta využívající magnetické rezonance. S tou můžete neinvazivně měřit teplotu v pacientově těle s přesností půl stupně Celsia a prostorová přesnost je asi půl centimetru. Další perspektivní metodou pro neinvazivní měření teploty jsou technologie na bázi mikrovlnné diferenční tomografie. A těmi se zabývá skupina mých bývalých doktorandů na Fakultě biomedicínského inženýrství ČVUT.
Takže navazují i na vaši práci?
Ano. Vznikl tam výzkumný tým, který vlastně extrapoluje naše aktivity zejména do oblasti lékařské diagnostiky na bázi mikrovlnných technologií. Vedle mikrovlnné diferenční tomografie se věnují také výzkumu možnosti využití UWB radaru pro lékařskou diagnostiku. A pokud jde o léčebné metody, tak se zabývají např. problematikou magnetické stimulace mozku a také problematikou tzv. elektroporace (mikrobiologická technika, při které je na buňky aplikováno elektrické pole - pozn.) pro léčbu nádorových onemocnění.
Kolik doktorandů jste vlastně vychoval?
Úspěšně své doktorské práce pod mým vedením obhájilo 16 doktorandů. Ne všichni sice zůstali v oboru, ale velmi mě těší to, že několik jich pokračuje v akademické sféře. A to i v zahraničí. Jsem rád, že jsem je inspiroval.
Jste s nimi v kontaktu?
Samozřejmě.
Lékaři léčí pacienty. My inženýři jim pomáháme tím, že vytváříme technologie
Měl jste v osmdesátých letech nějaké srovnání, nakolik je váš výzkum ojedinělý?
Inspirace pro náš výzkum přišla přes vědecké časopisy, které se tehdy do Československa dostávaly. Takže jsme nebyli jediní, kdo s touto léčebnou metodou začal. Snažil jsem se sledovat odbornou literaturu a měli jsme tak nějaké informace o tom, co se děje v západní Evropě nebo v Spojených státech. Ale možnost navázat přes železnou oponu nějakou trvalou spolupráci, zkusit napsat společný projekt, to bylo naprosto nemyslitelné. S tím, jaké podmínky mají dnešní mladí vědci, to nelze srovnávat. Ale nadšení a iniciativu, dovolím si tvrdit, měla naše generace přinejmenším stejnou jako ta dnešní. Nějaká extra finanční podpora neexistovala, dělali jsme to čistě z nadšení pro věc.
A ještě k vaší otázce: nás výzkum byl unikátní např. využitím technologie vlnovodů vybuzených pod mezním kmitočtem (tzv. evanescentních vidů). Také se nám podařilo zajistit, že při hypertermii nedocházelo k interakci mezi elektromagnetickým polem a čidly pro měření teploty.
Léčba na základě vaší vědecké metody je aplikována více než čtyřicet let. Jsou k dispozici čísla, kolik pacientů jí za tu dobu prošlo?
Můj odhad počtu pacientů, kteří byli na Ústavu radiační onkologie FNB léčeni kombinovaně hypertermií a radioterapií od roku 1982, se může pohybovat kolem 1500.
Máte představu, kolika pacientům jste svou metodou pomohl k vyléčení?
Asi bych mohl říct, že jsem přispěl k tomu, že někteří lidé se uzdravili, někteří lidé pak žili mnohem dále. Té paní, kterou jsem zmiňoval, bylo v té době něco přes sedmdesát let a hlavním cílem léčby bylo zlepšit kvalitu jejího života v letech, které ji zbývaly. Kombinací hypertermie s radioterapií se podařilo dosáhnout toho, že její nádor zmizel a ona pak žila ještě asi pět let s velmi dobrou kvalitou života. A to taky není vůbec málo, nejde vždy jen o uzdravování, ale i o zvýšenou kvalitu života. I to má svoji cenu.
Věděli pacienti, komu vděčí za vyléčení?
Většina z nich asi ne. Znali lékaře, který je léčil. Jména techniků, kteří jim pomáhali, nebylo zvykem uvádět. Já sám jsem u většiny pacientů osobně byl až do roku 1994, kdy mě tehdejší rektor ČVUT prof. Stanislav Hanzl pozval do svého týmu prorektorů. A pak už jsem nestíhal plnit povinnosti prorektora a zároveň několikrát v týdnu jezdit na klinické pracoviště. To byla doba, kdy začala spolupráce s dr. Ladislavem Opplem z naší katedry, který mi začal pomáhat. Dnes je to on, kdo asistuje lékařům u klinických aplikací hypertermie na Bulovce.
Musí pro vás být zadostiučinění, když máte podíl na záchraně lidských životů…
Tím, kdo léčí pacienty, jsou lékaři. My jim pomáháme tím, že jako inženýři vytváříme nové technologie, se kterými oni pak mohou pracovat. Když se na tohle téma bavím s mými přáteli lékaři a chci trochu rozproudit diskusi, tak použiji výrok typu, že významnou část pokroku v medicíně dělají inženýři. A myslím si, že tomu tak opravdu je. Na začátku je sice zpravidla lékař, který řekne inženýre, mám takový a takový problém a třeba i dá nějakou první hypotézu, jak by se to dalo řešit. Ale pak už to je na inženýrech, aby takové zařízení pro lékaře a pacienty vyvinuli.
Pane profesore, děkuji vám za rozhovor.
Rád bych ještě dodal, že lidí se zajímavým životním příběhem je na ČVUT FEL určitě velmi mnoho. Pozvání k tomuto rozhovoru si velmi vážím. Rád bych ještě zmínil kolegy, kteří mi pomáhali radou a konzultacemi a zajímali se o mojí práci. Např. prof. Ing. Jaroslav Vokurka, DrSc., Ing. Jiří Tichý a další. Důležitá byla pro mě i podpora kolegů z jiných akademických pracovišť. Zmínku by si zasloužili zejména pan Ing. Jiří Pokorný, DrSc. a Ing. František Jelínek, CSc., oba z ÚRE AV ČR (dnes ÚFE AVČR).
Rozhovor vedl Radovan Suk
