Фтордезоксиглюкоза | это... Что такое Фтордезоксиглюкоза? (original) (raw)

Fluorodeoxyglucose.PNG

Фтордезоксиглюкоза (сокр. ФДГ) — биологический аналог глюкозы. Полное название 2-фтор-2-дезокси-D-глюкоза. ФДГ чаще других используется в ядерной медицине для проведения позитронно-эмиссионной томографии (сокр. ПЭТ): молекула содержит радиоактивный (позитрон-излучающий) нуклид фтор-18 (18-ФДГ). Вводится пациенту, после чего распределяется по всему организму. Клетки опухоли гораздо интенсивнее остальных потребляют глюкозу, это позволяет зарегистрировать при помощи ПЭТ-сканера участки накопления препарата (ФДГ)- скопления опухолевых клеток.

Содержание

Механизм действия и особенности метаболизма

ФДГ — это аналог глюкозы, активно захватывается клетками мозга, опухолевыми клетками, нефронами почек.

Отличаясь от глюкозы только замещением гидроксильной группы второго атома углерода на атом фтора, 2-фтор, 18 F-2-дезокси- D -глюкоза, введенная внутривенно, повторяет начальный участок метаболического пути глюкозы, проникая из сосудистого русла в межклеточное пространство и затем в клетки, где фосфорилируется гексокиназой. Продукт реакции — [ 18 F]дезоксиглюкоза-6-фосфат, в отличие от фосфата глюкозы, не вступает в дальнейшие реакции и остается в клетках в течение исследования, что позволяет измерить концентрацию радионуклида 18 °F в ткани.

После радиоактивного распада 2-фтор преобразуется в 18O-, и после захвата молекулы водорода из гидроксоний иона в водной среде, молекула становится «безвредной» глюкоза-6-фосфат и несёт на себе в гидроксильной группе «тяжелый» нерадиоактивный атом кислорода-18 в составе гидроксильной группы во 2 положении. Наличие 2-гидроксил группы свидетельствует о том, что молекула пойдёт по тому же пути что и обычная глюкоза и будет успешно выведена из организма.

Хотя в теории вся попавшая в организм ФДГ метаболизируется по истечении периода полураспада ~110 минут (как и радиоактивный фтор-18). Клинические исследования показывают неоднозначность превращений ФДГ. 75 % процентов вещества задерживается в тканях и по истечении 110 минут выводится из организма. Другие 20 % выводятся почками уже через 2 часа после введения, имея нехарактерно короткий период полураспада 16 минут (Это количество препарата окрашивает мочевыводящую систему на нормальных ПЭТ снимках.) Таким образом, мы можем наблюдать, что эти 20 % от введённого препарата выводятся почечной системой ещё полностью не распавшимися. Несколько часов после исследования пока не произойдёт полный распад изотопа, моча пациента сохраняет радиоактивные свойства.

Дозировка и использование

ФДГ используется в ПЭТ методике для оценки метаболизма глюкозы в сердце, лёгих и мозге. Основное его применение (90 %) — онкология, визуализация опухолей. 18F-FDG захватывается клетками опухоли, фосфорилируется гексокиназой (фермента много в быстрорастущих злокачественных клетках), и накапливается в тканях с высокой метаболической активностью — в опухолевых тканях. В результате методика позволяет найти и оценить распространение колоректального рака, рака груди, рака лёгких, меланомы, не-ходжкинской лимфомы, ходжкинской лимфомы и ряда других онкологических заболеваний. В психоневрологической практике 18F-ФДГ позволяет диагностировать в комплексе с другими методами исследования и проводить дифференциальную диагностику различных нейродегенеративных заболеваний, в том числе болезни Альцгеймера, болезни диффузных телец Леви, лобно-височной деменции, а также болезни Паркинсона, мультисистемных дегенераций (мультистемной атрофии, прогрессирующего надъядерного паралича, кортикобазальной дегенерации, хореи Гентингтона и др.), локализовать (в комплексе с данными ЭЭГ и анализом клинических симптомов заболевания) эпилептический очаг у пациентов с эпилепсией. Вводимая доза составляет 122 МБк на 1м 2 площади поверхности тела, которая определяется на основании роста и веса обследуемого, в среднем 370—400 МБк для исследования всего тела, для мозга достаточно 200 МБк.

При сканировании туловища на предмет наличия опухоли или метастазов, доза препарата в растворе(как правило это эквивалент 5-10 мКи) вводится в вену одномоментно, перед этим пациент должен не есть как минимум 6 часов, и должны быть нормальные показатели сахара крови. (Обычно это проблема для людей страдающих сахарным диабетом, штатный режим работы ПЭТ-центра не подразумевает получение достаточного количества изотопа для людей с уровнем сахара выше 180 мг/дл = 10 ммоль/л., такие пациенты должны обследоваться в отдельное время) Затем пациенты должны подождать примерно час пока ФДГ распределится в тканях и органах поглощающих глюкозу. Всё это время пациент должен находиться в покое, чтобы препарат не накапливался в мышцах (это может быть причиной нежелательных артефактов). Далее пациент помещается в ПЭТ сканер. Это занимает от 15 минут до часа. (сканирование туловища обычно занимает 15 минут).

История

В 1970-х, Тацуо Идо и Ал Вульф (Брукхейвенская национальная лаборатория) первыми описали получение 18-фтор ФДГ. Абас Алави из Университета Пенсильвании впервые ввёл это соединение двум добровольцам в августе 1976 года. На снимках мозга (сцинтиграфия, не ПЭТ/КТ) удалось наблюдать распределение вещества по органу.

Особенности получения и транспортировки

Поскольку, молекула глюкозы не выдерживает бомбардировки частицами в медицинском циклотроне, вначале получают нуклид 18-фтор. Это можно сделать при дейтронной бомбардировке неона-20, но обычно это достигается при протонной бомбардировке 18O -обогащенной воде (ещё это называется «Нокаут реакцией»). Таким образом образуется раствор из 18F ионов и воды. Период полураспада 109,8 минуты требует наличия современной автоматизированной химической лаборатории для быстрого получения и проверки (18-фтор) ФДГ.

2-фтор, 18 F-2-дезокси- D -глюкоза без добавления носителя получается в результате реакции нуклеофильного замещения трифлатной группы 1,2,3,4-тетра-О-ацетил-2-трифторметилсульфонил- D -маннопиранозы в присутствие межфазного катализатора на [ 18 F ]-фторид анион с последующим щелочным или кислотным гидролизом (по выбору радиохимической лаборатории). Стерилизация готового препарата проводится с использованием стерилизующих фильтров фирмы Millipore с диаметром пор 0,22 мкм, после чего проводится контроль качества препарата. Этот каскад реакций происходит в специальной минилаборатории.

После этого меченые радиоактивным фтором ФДГ (с периодом полураспада менее 2 часов) направляются в срочном порядке исследовательский центр для проведения исследования. Готовый препарат доставляют на транспорте с лицензией на перевозку радиоактивных веществ. В случае если ПЭТ-сканер находится в радиусе 100 км привлекают к помощи лёгкую авиацию.

Сегодня на территории крупных лечебных и диагностических учреждений существует практика строительства ПЭТ-центра.Он представляет собой группу специально-спроектированных помещений, внутри которых расположен: экранированный циклотрон, лаборатория, ПЭТ-сканер. Это позволяет «донести» радиофармпрепарат(РФП) от ускорителя до обследуемого пациента без потерь качества и точности исследования .

Литература