KAPOSVÁRI EGYETEM ÁLLATTUDOMÁNYI KAR Diagnosztikai és Onkoradiológiai Intézet KAPOSVÁR Doktori Iskola vezetője:
PROF. HORN PÉTER, MTA rendes tagja
Témavezető:
DR. REPA IMRE PHD egyetemi tanár
VÉR–AGY-GÁT MEGNYITÁSÁNAK VIZSGÁLATA, ÚJ VASTARTALMÚ MR-KONTRASZTANYAG ALKALMAZÁSA ÁLLATMODELL ÉS HUMÁN KLINIKAI VIZSGÁLATOK ALAPJÁN
Készítette:
DR. MANNINGER SÁNDOR PÉTER
KAPOSVÁR
2011
2
Tartalomjegyzék
1. RÖVIDÍTÉSEK
6
2. BEVEZETÉS
7
3. IRODALMI ÁTTEKINTÉS
9
3.1. A vér–agy-gát 9 3.2. A vér–agy-gát felfedezésének története 10 3.3. Pericyta, astrocyta és a bazálmembrán összefüggései a vér–agy-gáttal 12 3.4. Az agyi kapillárisok endothelsejtjeinek anatómiája és élettana 14 3.5. A vér–agy-gáton keresztüli transzport 20 3.6. Különböző anyagok agyba történő transzportja 21 3.7. A vér–liquor-gát anatómiája és élettana 22 3.8. A liquor 24 3.9. Vér–agy-gáttal nem rendelkező agyi területek: a circumventriculáris (kamraközeli) szervek 25 3.10. A vér–agy-gát patofiziológiája 26 3.11. MR-kontrasztanyagok 27 3.12. Ozmotikus vér–agy-gát megnyitásának módszertani adaptációja sertésekhez30 3.13. Új típusú vastartalmú MR-kontrasztanyag sertés vér–agy-gáton történő átjutásának vizsgálata ozmotikus megnyitást követően 32 3.14. Új vastartalmú MR-kontrasztanyag humán központi idegrendszeri felhasználásának kipróbálása hagyományos szekvenciák alkalmazásával gyulladásos komponensekkel bíró kórképek esetén 33 3.15. Új vastartalmú MR-kontrasztanyag központi idegrendszeri felhasználásának kipróbálása hagyományos, angiográfiás és perfúziós MR-szekvenciák alkalmazása kapcsán 34
4. A VIZSGÁLATOK CÉLKITŰZÉSEI
36
5. ANYAG ÉS MÓDSZER
37
5.1. Állatkísérletek 5.2. Humán vizsgálatok
37 44
5.2.1 Ferumoxatran-10 kontrasztanyaggal történt vizsgálat 5.2.2 Ferumoxytol kontrasztanyaggal történt vizsgálat
3
44 47
6. EREDMÉNYEK ÉS ÉRTÉKELÉSÜK 6.1. Állatkísérletek eredményei és értékelésük
55 55
6.1.1. Sertések ozmotikus vér–agy-gát megnyílás reverzibilitásának igazolása, a nyitott állapot idejének meghatározása 55 6.1.2. Sinerem-átjutás vizsgálata sertés vér–agy-gáton ozmotikus megnyitást követően56
6.2. A humán vizsgálatok eredményei és értékelésük
57
6.2.1. Ferumoxatran-10 humán központi idegrendszeri felhasználásának eredményei hagyományos szekvenciák alkalmazásával gyulladásos komponensekkel bíró kórképek esetén 57 6.2.2. Ferumoxytol központi idegrendszeri felhasználásának eredményei hagyományos, angiográfiás és perfúziós MR-szekvenciák alkalmazása kapcsán 67
7. KÖVETKEZTETÉSEK, JAVASLATOK
76
7.1. Állatkísérletekkel kapcsolatos következtetések 76 7.2. Gyulladásos központi idegrendszeri betegségek kapcsán ferumoxtran-10 MRkontrasztanyaggal végzett vizsgálatok megbeszélése, az eredmények alapján levonható következtetések, javaslatok 77 7.2.1. Megbeszélés 7.2.2. Következtetések
77 85
7.3. Ferumoxytol központi idegrendszeri (hagyományos, angiográfiás és perfúziós MR-szekvenciák) alkalmazása kapcsán tapasztaltak megbeszélése, következtetések, javaslatok 86 7.3.1. Késői ferumoxytol-halmozás 7.3.2. Dinamikus vizsgálatok 7.3.3. TOF-angiográfia és T1 relaxációs állandó meghatározása 7.3.4. A vizsgálat korlátai és a jövőre vonatkozó elképzelések
87 89 91 91
8. ÚJ TUDOMÁNYOS EREDMÉNYEK
93
9. ÖSSZEFOGLALÁS
94
9.1. Összefoglalás magyar nyelven
94
9.1.1. Ozmotikus vér–agy-gát megnyitással kapcsolatos állatkísérletek 95 9.1.2. A ferumoxtran-10 (Combidex) kontrasztanyag kipróbálása, központi idegrendszeri gyulladásos kórfolyamatok vizsgálata kapcsán 97 9.1.3. Új típusú, bolusban is adható, ezáltal dinamikus mágneses rezonancia vizsgálatra is alkalmas vastartalmú MR-kontrasztanyag (ferumoxytol) kipróbálása98
9.2. Summary in English
99
9.2.1. Summary of the animal studies 100 9.2.2. Summary of the study using ferumoxtran-10 (Combidex) in inflammatory central nervous system diseases 102 9.2.3. Summary of the study using new iron oxide based MR contrast agent (ferumoxytol) in dynamic MR sequences 103
10. KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS
105
4
11. AZ ÁBRÁK ÉS TÁBLÁZATOK JEGYZÉKE
107
11.1. Az ábrák jegyzéke 11.2. A táblázatok jegyzéke
107 108
12. IRODALOMJEGYZÉK
110
13. A DISSZERTÁCIÓ TÉMAKÖRÉBŐL MEGJELENT PUBLIKÁCIÓK ÉS ELHANGZOTT ELŐADÁSOK 121 13.1. Publikációk 13.2. Előadások
121 122
14. A DISSZERTÁCIÓ TÉMAKÖRÉN KÍVÜL ELHANGZOTT ELŐADÁSOK
123
15. SZAKMAI ÖNÉLETRAJZ
126
5
1. RÖVIDÍTÉSEK
ADEM ATP BBB BV CT DMSO DSA EPI FDG FLAIR FOV GBM Gd GLUT-1 GRE GTP ICAM-1 IL-1β im. inj. iv. MR MRA MRI MTT NCI P-gp PCNSL PET PWI rCBV RME rMTT ROI(s) SE SM SPIO TE TJ TOF TR TSE USPIO
acut disseminált encephalomyelitis adenozin-trifoszfát blood-brain barrier (vér–agy-gát) blood volume (vérvolumen) computertomographia (komputertomográfia) dimethylsulfoxid digitalis subtractios angiographia (digitális subtrakciós angiográfia) echo planar imaging 18 F-fluoro-dezoxi-glükóz fluid-attenuated inversion recovery field of view glioblastoma multiforme gadolínium glucose transzporter-1 típus gradiens recalled echo guanozin tri-foszfát intracelluláris adheziós molekula-1 interleukin-1β intramuscularis injekció intravénás mágneses rezonancia magnetic resonance angiography (mágneses rezonancia angiográfia) magnetic resonance imaging (mágneses rezonancia vizsgálat) mean transit time (átlagos áthaladási idő) National Cancer Institute (Nemzeti Rák Intézet, USA) P-glycoprotein Primary Central Nervous System Lymphoma (primer központi idegrendszeri lymphoma) positron-emission transaxial tomograph (pozitronemissziós tomográfia) perfusion weighted imaging (perfúziós képelkotás) relative cerebral blood volume (relatív agyi vértérfogat/vérvolumen) receptor mediált endocitózis relative mean transit time (relatív átlagos átfolyási idő) region(s) of interest (céltérfogat/ok/) spin echo Sclerosis Multiplex Superparamagnetic Iron Oxid time to echo (echo idő) tight junction (szoros kapcsolat) time of flight time to repetition (repetíciós idő) turbo spin echo Ultra Small Superparamagnetic Iron Oxid
6
2. BEVEZETÉS
A gyógyításban használatos leggyakoribb eszközök a sebészi kés és a különböző
gyógyszerek,
kemoterápiás
szerek.
A
betegek
és
a
társadalombiztosító a kardiovaszkuláris betegségekre kb. 116,3 milliárd amerikai dollárt költ a világon évente, míg a kardiovaszkuláris betegségeknél kétszer gyakrabban előforduló központi idegrendszeri betegségekre eladott készítmények költségei „csak” az előbbi összeg kevesebb, mint felét teszik ki, 56 milliárd amerikai dollárt. E meglepő tény oka a vér–agy-gát létében rejlik, ugyanis az általunk ismert gyógyszerek nagy része nem jut át a vér–agy-gáton, és emiatt hatástalan a központi idegrendszeri betegségekben. A vér–agy-gát jobb megismerése tehát elemi érdekünk, segítségével ma még gyógyíthatatlan betegségek válhatnak gyógyszerekkel kezelhetővé. A vér–agy-gát megléte több mint száz éve ismert, jelentősége mégis csak az utóbbi évtizedekben kezd egyre inkább előtérbe kerülni. A központi idegrendszer legfontosabb, s talán egyben a szervezet legérzékenyebb sejtjei is az idegsejtek, melyek működése pontosan szabályozott, funkcionális igényeket kielégítő belső környezet nélkül elképzelhetetlen. E környezet megteremtésére alakult ki a vér–agy-gát, melynek alapját az agyi kapillárisok endothelsejtjei között meglévő szoros zárókapcsolatok, ún. tight junctionok képezik. Ez nemcsak egy egyszerű határoló felület, hanem – a mai ismereteink szerint – egy komplex funkcionális egység alapegységének tekinthető. A központi idegrendszer számos betegsége kapcsán bebizonyosodott, hogy a vér–agy-gát működése is megváltozik a kórfolyamatok kialakulása során, de a gátsérülés szerepe a betegségek kialakulásában sok esetben pontosan nem tisztázott: ugyanúgy felmerült kóroki tényező lehetőségeként, mint betegség következményeként kialakult állapotként. 7
A vér–agy-gát a betegségek gyógyítása kapcsán szintén nagy jelentőséggel bír,
mert
a
különböző
gyógyszerek,
kemoterápiás
szerek
központi
idegrendszerbe való bejutása, annak sebessége a vér–agy-gát által szabályozott folyamat. A vér–agy-gát működésének jobb megismeréséhez in vivo alkalmazható, rétegvizsgálatra alkalmas képalkotó eljárások szükségesek, melyek közül ma a komputertomográfia (CT) és a mágneses rezonancia vizsgálat (MRI) érhető el széles körben. A központi idegrendszer vizsgálatához az utóbbi modalitás az első választandó módszer. A mágneses rezonancia vizsgálat érzékenységének növelésére MR specifikus kontrasztanyagot használunk. A hagyományos gadolíniumtartalmú MR-kontrasztanyagok mellett
újabban a perifériás
vizsgálatokhoz – elsősorban nyirokcsomók vizsgálatához – kifejlesztett vastartalmú kontrasztanyagok eltérő tulajdonságai és hatásmechanizmusa miatt központi idegrendszeri használata is biztatónak tűnik. Az orvostudomány régi vágya olyan új, specifikus kontrasztanyagok megtalálása, amelyekkel mind a diagnosztika, mind a terápia hatékonyságának értékelése gyorsabbá és egzaktabbá válhat.
8
3. IRODALMI ÁTTEKINTÉS 3.1. A vér–agy-gát
A vér–agy-gát a kapilláris endothelsejtek speciális rendszere, mely miközben védelmet nyújt az agy számára a véráramban lévő káros anyagokkal szemben, biztosítja a megfelelő tápanyagellátást az agy tökéletes működéséhez (1., 2. ábra).
1. ábra. Elektronmikroszkópos kép felnőtt férfi agy ereiről (post mortem polimert fecskendeztek be az érhálózatba, a nyilak az arteriolákra és venulákra mutatnak) (Forrás: DAVIS, 2011)
2. ábra. A vér–agy-gát sematikus ábrázolása, körülötte astrocyta sejtek
(Forrás: DAVIS, 2011)
Míg a periférián a kapillárisok különböző anyagok viszonylag szabad áramlását engedik mind a sejten át, mind a sejtek között; a vér–agy-gát a fizikai (tight junction) és kémiai (enzimek) gátak segítségével csak szigorúan szabályozott transzportot engedélyez. Ebből adódik, hogy gyakran a vér–agygát határozza meg azt is, hogy egy terápiás szer átjut-e a gáton és bejut-e az agyba, és ha igen milyen mértékben, milyen sebességgel. Különböző feltételezések szerint a vér–agy-gát más-más elváltozásai felelősek a központi 9
idegrendszerben
kialakuló
patológiai
folyamatok
kialakulásáért
is.
Mindezekből következik, hogy a vér–agy-gát kutatása folyamatosan és dinamikusan fejlődő tudományág, ami a gyógyszerészek, az élettanászok és a patológusok mellett a klinikusok figyelmét is egyre inkább felkelti.
3.2. A vér–agy-gát felfedezésének története
Az agyi funkciók jól szabályozott környezetben elkülönülve működnek a perifériától. Vér–agy-gátnak nevezzük azt a mechanizmust, ami ezt a speciális környezetet biztosítja az agy számára. PAUL EHRLICH (1885) és EDWIN GOLDMAN (1913) észrevette, hogy a véráramba fecskendezett vízoldékony festékek sem az agyat, sem a liquort nem színezik meg, ellenben a plexus choroideus intenzív festődést mutatott. További kísérletek rámutattak, hogy az előbb leírt festékek a subarachnoidalis térbe fecskendezve megfestették az agyat és a liquort, de nem festődött semmilyen perifériás szövet. LEWANDOWSKY elsőként találkozott a vér–agy-gáttal kálium-ferrocianid véráramból az agyba jutásának kutatása során, és – a vér–agy-gát német megfelelőjeként – „bluthirnschranke”-nak (vér–agy-sorompó) nevezte el. A vízoldékony festékekkel végzett kutatások vezettek a vér–agy és a vér–liquor között meglévő akadály (gát) koncepciójához (KRUSZELNICKI, 2011a, 2011b). Később a kutatók olyan zsíroldékony festékeket használtak, melyek képesek voltak átjutni a vér–agy-gáton, igazolva ezzel, hogy az agy megfestődik az agyi kapillárisokon közvetlen transzporttal átjutott festékkel. BROMAN vette észre, hogy az agyban két gátrendszer is található: az egyik a vér–liquor-gát a plexus choroideusban, a másik a vér–agy-gát az agyi kapillárisokban. BROMAN vitatta, hogy a vér–agy-gát védelmi funkcióját a kapilláris endothelsejtek fejtik ki, szerinte ezt a feladatot az azokat körülvevő astrocyta végtalpak végzik. Ezt a vitát az 1960-as évek második felében REESE és KARNOVSKY (1967), majd 10
később BRIGHTMAN és munkatársai zárták le az újabb elektronmikroszkópos citokémiai vizsgálatokkal. A vér–agy-gát kimutatására torma-peroxidázt (molekulatömeg: 44 173,9 Da) használtak (REESE – KARNOVSKY, 1967). Abban az esetben, ha a torma-peroxidázt perifériás véráramba juttatták, az onnan nem jutott ki az agyi kapillárisok falain keresztül az extracellularis térbe, ezzel szemben az agykamrába befecskendezett torma-peroxidáz kijutott onnan, és megjelent az extracelluláris térben. A torma-peroxidáz átdiffundált az astrocyta végtalpakon, átjutott a bazálmembránon és az agyi kapillárisok endothelsejtjei közötti tight junction szintjében állt meg. Ezek az – egerekben végzett – kísérletek bizonyították, és egyben pontot tettek a régi vita végére, hogy a vér–agy-gát alapját a kapilláris endothelsejtek és a köztük lévő tight junctionok alkotják, megakadályozva a különböző anyagok szabad mozgását a vér és az interstitialis folyadék között. Később a vér–agy-gát tight junctionok kitüntetett és egyedi szerepét, fiziológiáját, valamint a perifériás szervek kapillárisaival való viszonyát egy zseniális kísérletben STEWART és WILEY (1981) igazolta. A kísérletben embrionális fürjagyat transzplantáltak egy csirkeembrió belei közé. Annak ellenére, hogy a fürjagy vérellátása a bélrendszerből fejlődött ki, az átültetett agyszövetben kialakultak a vér–agy-gátra jellemző tulajdonságok, a tight junctionok és a vízoldékony festékek (pl. tripánkék) nem jutottak át a kapillárisok falán. A kísérletet fordítva is elvégezték, embrionális fürjbelet transzplantáltak csirkeembrió agyába, így a beültetett bélszakasz vérellátása az agyi erekből fejlődött ki, de ezúttal a kapillárisok szerkezete nem mutatta a vér–agy-gát tulajdonságait, és a vízoldékony festékekkel szemben áteresztő maradt. Ezek a kísérletek alátámasztják azt az elméletet, miszerint a vér–agygát speciális fiziológiájának kialakulásáért a kapilláris endothelekben meglévő különleges gének expressziója és esetleg a környező szövetekben meglévő kofaktorok felelősek.
11
3.3. Pericyta, astrocyta és a bazálmembrán összefüggései a vér–agy-gáttal
A vér–agy-gát endothelsejtjei körüli struktúrát a pericyták, astrocyták és a bazálmembrán alkotja (3., 4. ábra). A vér–agy-gátat alkotó endothelsejtek szorosan egymás mellett a kapilláris mentén helyezkednek el, kibélelve az ér teljes lumenét. Az endothelialis sejtek lumennel szembeni külső felszínét vékony bazálmembrán veszi körül. A membrán az endothelsejteken kívül a pericytákat is körbeveszi; a kettő közötti teret Virchow–Robin-térnek nevezik. Az astrocyták az endothelsejtek közelében helyezkednek el, végtalpaik a bazálmembránra fekszenek.
4. ábra. Vér–agy-gát bemutatására szolgáló keresztmetszeti/hosszmetszeti kép az agyi kapillárisról
3. ábra. Vér–agy-gát bemutatására szolgáló keresztmetszeti kép az agyi kapillárisról
Jelgyamarázat: AE: Astrocyta végtalp (astrocytic end feet); BL: bazálmembrán (basal lamina); EC: endothelsejt (endothelial cell), NU: sejtmag (nucleus); P: pericyta (pericyte); TJ: tight junction (Forrás: DAVIS, 2011)
Egyes
feltételezések
endothelsejtekkel
az
szerint
a
endothelsejtek
pericyták
szoros
proliferaciójában,
kapcsolata
az
túlélésében,
migrációjában, differenciációjában és az érhálózat kialakulásában játszik szabályozó szerepet (HELLSTRÖM et al. 2001). A periférián a pericyták lapos, nem differenciált, kontrakcióra képes sejtek, melyek kapillárisok körül 12
fejlődnek. A kapillárisok körüli pericytákban kimutatott -actin-hiány tipikusan a kontraktilis sejtekre jellemző (NEHLS et al. 1992), ennek ellenére ezek a sejtek valószínűleg nem vesznek részt a kapillárisok összehúzódásában. A pericyták és az endothelsejtek szoros fizikai kapcsolattal kötődnek egymáshoz. A két sejt között a kommunikációt in vitro vizsgálva mind gap junction (rés kapcsolat), mind endothel-endothel junction (kapcsolat) kimutatása sikerült (LARSON et al. 1987). A pericyták sejtnyúlványokat bocsátanak az endothelsejtek felé, áthatolnak a bazálmembránon és kapillárisok kerületének 20–30%-át befedik (FRANK et al. 1987). Feltételezések szerint a pericyták részt vesznek az endothelsejtek proliferációjának szabályozásában annak szelektív gátlásával (ANTONELLI-ORLIDGE et al. 1989). A pericyták hiánya az agyban endothel hiperpláziát és kóros agyi érfejlődést okozott (HELLSTRÖM et al. 2001). COOMBER és STEWART (1985) kutatási eredményei igazolták, hogy a központi idegrendszerben a mikroglia eredetű sejtek képesek exogén fehérjék fagocitózisára, ezért azt feltételezik, hogy a vér–agy-gát pericytái mikroglia eredetűek. Arra is van némi bizonyíték, hogy a pericyták képesek astrocyta-szerű tulajdonságokat utánozni, és ezzel a vér– agy-gát szorosságát (tightness) indukálni (MINAKAWA et al. 1991). Az astrocyták gliális sejtek, melyek a vér–agy-gát endothelsejtjeinek több mint 99%-át beborítják. A vér–agy-gát astrocyták közötti kapcsolatokat vizsgálva „gap junction” és „adherens junction” nevű kapcsolatokat sikerült igazolni (BRIGHTMAN – REESE, 1969). In vitro és in vivo bizonyítékok vannak arra, hogy az astrocyták és az endothelsejtek interakciója segít meghatározni a vér–agy-gát funkcióját, morfológiáját (pl. szorosságát) és fehérjetermelését (ARTHUR et al. 1987; BECK et al. 1984; CANCILLA et al. 1983; PARDRIDGE et al. 1986). Az astrocyták egyfajta állványzatként funkcionálnak a fejlődés során: a megfelelő helyre irányítják az idegsejtek neuronjait, és vezetik a vér–agy-gát kapillárisait. Az astrocyták és az agyi mikrovaszkularizáció közötti kapcsolat fontosságát az astrocyták és neuronok közötti kapcsolat hangsúlyozza. Két 13
astrocyta közötti rés kb. 20 nm, ami a torma-peroxidáz által átjárható (BRIGHTMAN – REESE, 1969), így nagy valószínűséggel fizikailag nem járul hozzá a vér–agy-gát barrier szerepéhez. A bazálmembrán az agyi kapillárisok, pericyták és astrocyták között helyezkedik el, mely lamininból, fibronectinből, tenascinből, kollagénekből és proteoglikánokból tevődik össze (HEIMARK, 1993). A bazálmembrán mechanikus alátámasztást biztosít a sejtek kapcsolódásához, alapot ad a sejtmigrációhoz, elválasztja a környező szöveteket, és gátként is funkcionálhat a
makromolekulákkal
szemben.
A
sejtek
bazálmembránhoz
való
kapcsolódásának egyik eszköze az integrin (HYNES, 1992). Az integrinek transzmembrán receptorok, - és β-alegységgel rendelkező heterodimerek, melyek hidat képeznek a sejtváz elemei és az extracelluláris mátrix között. A neuronok szerepe a vér–agy-gát felépítésében továbbra is tisztázatlan. In vitro és in vivo kísérletek is vannak, melyek alátámasztják a neuronok feltételezett vér–agy-gát indukáló szerepét, ezáltal a neuronoknak és/vagy astrocytáknak speciális szerepük van a vér–agy-gát kialakulásában (WOLBURG, 1995; BAUER – BAUER, 2000). Közös sejtkultúrával végzett kísérletek során agyi kapilláris endothel- és idegsejteket tenyésztettek. Az eredmények a γ-glutamyl-transzpeptidáz
aktivitás
dózisfüggő
emelkedését
mutatták,
nagyobbat, mint amit gliasejt-tenyészetekben tudtak mérni (TONTSCH – BAUER, 1991), ez alapján az idegsejtek induktív hatása feltételezhető.
3.4. Az agyi kapillárisok endothelsejtjeinek anatómiája és élettana
A vér–agy-gát kapillárisainak egyesített hossza kb. 600 km, ami azt jelenti, hogy az agykéreg minden köbcentiméterében 1 km hosszú kapilláris található, összesített felülete kb. 20 m2 (KEEP – JONES, 1990). Az emberi agyban a kapillárisok közötti átlagos távolság kb. 40 μm (DUVERNOY et al. 1981). Ez a 14
távolság a kis molekulák számára az intersticiális térben lehetővé teszi a csaknem folyamatos equilibrium állapot fenntartását, feltéve, hogy a vér–agygáton átjutnak. A központi idegrendszer kapillárisai különleges, csak ezekre a kapillárisokra
jellemző
tulajdonságokkal
bírnak,
ami
alapján
jól
elkülöníthetőek a periférián meglévő kapillárisoktól.
1. Az agyi kapillárisok endothelsejtjei „szoros kapcsolatokkal” (tight junction) rendelkeznek, amik az endothelsejtek közötti kapcsolatokat lezárják, folyamatos felszínt biztosítva a kapilláris lumenében. Ezek a szoros kapcsolatok nagyon nagy elektromos ellenállás kialakulásához vezetnek az agyi endothelsejteken a többi szövetben lévő endothelsejteken mérhető ellenálláshoz (pialis ereken 1500–2000 Ω×cm2 , más szövetekben 3– 33 Ω×cm2) viszonyítva (CRONE – CHRISTENSEN, 1981; BUTT et al. 1990). In vivo körülmények között a nem pialis eredetű agyi kapillárisok endotheljein a becsült elektromos ellenállás még ennél is nagyobb, elérheti a 8000 Ω×cm2-t
(SMITH
–
RAPOPORT,
1986).
A
nagy
ellenállás
következménye, hogy a sejtek közötti permeabilitás nagyon kicsi (NAGY et al. 1983). A sejtek közötti rés szélessége 20 nm körül mozog, ami az oldott anyagok számára gyors diffúziót biztosít, ebből egyértelműen következik, hogy ezek a rések beszűkültek. Először FARQUHAR és PALADE kutatásai igazolták (1963), hogy a kapcsolódásért felelős (junkcionális) komplexek csökkentik a diffúzió sebességét a sejtek által létrehozott rétegen keresztül. A komplexet felosztották macula és zonula adherensre, valamint zonula occludensre. Míg az adherens kapcsolat (zonula adhaerens) kb. 20 nm széles, a zonula occludens típusú kapcsolat (ilyen a tight junction) gyakorlatilag teljesen zárt. A kapcsolatért felelős komplexet (junctional complex) egy egymással szorosan összefüggő, membránban elhelyezkedő,
15
fonálszerű képződmények sorának kell elképzelni, mely többszörös gátat képez (SCHNEEBERGER – KARNOVSKY, 1976). Az 5. ábra az agyi kapillárisok endothelsejtjeinek kapcsolódásáért felelős komplex molekuláris szintű magyarázatát ábrázolja a mai tudásunk és értelmezésünk alapján. Az occludin 65 kDa súlyú fehérje, a sejtmembrán integrált részeként van jelen a tight junctionokban, feladata az ellentétes sejtlapok (cell leaflets) kapcsolatának biztosítása.
5. ábra. Feltételezett interakciók a legfontosabb tight junctiont alkotó citoszkeletális és adhéziós fehérjemolekulák között a vér–agy-gátban (HUBER et al. alapján adaptálva, 2001; forrás: DAVIS, 2011)
A claudinok multi gén fehérjecsaládba tartoznak; ez ideig húsz különböző claudin izomert ismerünk. Ezek a claudinok dimereket képeznek, és a szomszédos sejt claudinjaihoz kötődnek, létrehozva ezzel a tight junction elsődleges zárórétegét (FURUSE et al. 1999). A zonula occludensek (ZO-1/2/3) cytoplasma proteinek, melyek kölcsönhatásba lépnek az occludinnal, a tight junctionok elhelyezkedésének felismerésében játszanak szerepet, és alapanyagul szolgálnak a szignál transzdukciós proteinek felépítéséhez (HASKINS et al. 1998). A zonula occludensek a MAGUK(membrane associated guanylate kinase-like proteins) fehérjék családjába 16
tartoznak, számos kötőhely van rajtuk a citoszkeletális fehérjék, a szignál transzdukciós molekulák és a kinázok részére. Az AF6 egy Ras effektor molekula, és kapcsolatban áll a ZO-1-gyel (JOU et al. 1998). A 7H6 antigén egy foszfoprotein, tight junctionokban található, és impermeábilis az ionok és makromolekulák számára (SATOH et al. 1996). A junkcionális adhéziós molekulák (junctional adhesion molecules, JAM) szintén a tight junctionok részei, és az immunglobulin superfamily (IgSF) fehérjecsaládba tartoznak. 2. Az endothelsejtek citoplazmája mindenhol egyforma vastagságú, bennük kevés pinocytotikus vesicula (folyadékkal telt, tápanyagok szállítására szolgáló üreges sejtmembrándarab) található, míg a fenesztrációk teljesen hiányoznak. Így a vér–agy-gáton történő átjutás három lépésre osztható: (1) transzport a kapilláris lumen felőli sejtmembránon keresztül, (2) a citoplazmán történő átjutás, és végül (3) az érlumennel ellenoldali sejtmembránon, az astocyta sejten és/vagy a bazálmembránon történő átjutás. Az endothelsejteken keresztüli transzport három alaptípusát ismerjük: vesicularis csatornák (SIMIONESCU et al. 1975), fúzió-fúzió (CLOUGH – MICHEL, 1981) és transzcitózis (PALADE, 1960). 3. Patkányok endothelsejtjeit vizsgálva a vér–agy-gát endothelsejtjeiben a perifériás
sejtekhez
mitokondriumokat
képest
találtak
nagyobb (CORNFORD
számú –
és
nagyobb
OLDENDORF,
méretű
1975).
A
mitokondriumok nagyobb száma valószínűleg a nagyobb energiaszükséglet kielégítését szolgálja, mely a tápanyagok aktív transzportjához szükséges a vér–agy-gáton keresztül. OLDENDORF és BROWN (1975) a patkányok kapillárisainak keresztmetszeti képein az agyi endothelsejtekben ötször– hatszor több mitokondriumot számoltak meg, mint a patkány vázizmában található endothelsejtekben. Ezen eredmények alapján feltételezzük, hogy az agyi kapilláris endothelsejtek megnövekedett energiatermelő képessége az energiafüggő transzkapilláris transzporttal függ össze.
17
4. Az agyi endothelsejtek szintjében enzimatikus barriert/gátat is ismerünk, ami képes tápanyagok és gyógyszerek metabolizmusára (MINN et al. 1991; BROWNLEES – WILLIAMS, 1993; BROWNSON et al. 1994). Ezek az enzimek elsősorban a vérben található oldott, neuroaktív anyagok metabolizmusáért felelősek. Az olyan enzimek, mint a γ-glutamil-transzpeptidáz (γ-GTP), alkalikus
foszfatáz,
és aromás aminosav-decarboxyláz
mind
nagy
koncentrációban vannak az agyi kapillárisokban, ezzel szemben az idegrendszeren kívüli kapillárisokban ezen enzimek koncentrációja nagyon kicsi, vagy nem is mérhető. Az 1. táblázat részlegesen tartalmazza a vér– agy-gát szintjében jelen lévő enzimeket és azok funkcióit.
1. táblázat. A vér–agy-gát gyógyszerlebontó enzimei és azok részleges funkciói (BOURNE et al. 1989; GHERSI-EGEA et al. 1994) Enzim Dopa-decarboxylase Monoamine oxidase-B Pseudocholinesterase Cytochrome P450 UDPGlucuronosyltransferase Epoxide hydrolase Renin Dipeptidyl dipeptidase ACE Aminopeptidase A Aminopeptidase M (N) Glutamyl aminopeptidase Enkephalinase * (neutral endopeptidase 24.11) Endopeptidase * (Endopeptidase 24.15) γ-Glutamyltranspeptidase* Alkaline phosphatase
Funkció L-Dopa – dopamin-átalakítás Catecholaminok (5-HT) inaktiválása Heroin morfinná deacetilálása codeine morfinná o-demetilálása 1-naphthol metabolízis Epoxidokkal való reakció (Benzo[a]pyre 4,5-oxide) Angiotensinogen angiotensin I átalakítás Enkefalin metabolizmus Enkefalin, angiotensin I, neurotensin, és bradykinin metabolizmus Angiotensin metabolizmus Opioid lebontás (N-terminal Tyr) Angiotensin II angiotensin III átalakítás Enkefalin, endothelin, és bradyknin lebontás Dynorphin, neurotensin, bradykinin, angiotensin II, és LHRH-lebontás Leukotriene C4 leukotriene D4 átalakítás Purin- és pirimidin-metabolizmus
Rövidítések: ACE: angiotenzin konvertáz enzim, LHRH: luteinizáló hormon releasing hormon A *-gal jelölt enzimek koncentrációja a plexus choroideusban nagyon nagy.
18
5. COOMBER és STEWART összehasonlító mérésükben (1985) a vázizom és az agyi endothelsejteket hasonlítottak össze, melynek során az agyi kapillárisok falának vastagsága – a vázizomban mérthez képest – 39%-kal vékonyabbnak bizonyult. A pinocytoticus vesiculák száma az izom endothelsejtekben hétszer több, mint az agyi endothelsejtekben. Ezek alapján arra a következtetésre jutottak, hogy az agyi kapillárisok vastagságának csökkenése a vér–agy-gát permeabilitásának kicsi volta miatt kialakult moduláció eredménye, ezáltal csökken a tápanyagtranszporthoz szükséges idő a sejtmembránokon és a citoplazmán át az agyig. 6. Az endothelsejtek két oldala között töltéskülönbség áll fenn, ami polaritást hoz létre. A vér–agy-gát endothelsejtjei mentén kialakult funkcionális polaritás koncepciójának elméletét kvantitatív biokémiai mérések alapján állították fel (BETZ – GOLDSTEIN, 1978). Az endothelsejtek lumen felé eső oldalán γ-GTP és alkalikus foszfatáz van jelen, a lumennel ellentétes oldalon viszont Na+–K+-ATP-áz és nátriumfüggő aminosavtranszport igazolódott
(BETZ
et
al.
1980).
Immunogold
festést
követően
elektronmikroszkópos vizsgálattal a glükózreceptorok (GLUT-1) 3:1 arányú eloszlása igazolódott a vér–agy-gát két oldalán, az abluminális oldal javára (FARRELL – PARDRIDGE, 1991). A Na+–K+-ATP-áz ugyancsak az abluminális oldalon található meg nagyobb számban (BETZ et al. 1980). Egyes feltételezések szerint a P-glycoprotein (P-gp) transzportfehérje az endothelsejt luminális felszínén helyezkedik el, más elképzelések szerint a P-gp
az
endothelsejteket
körülölelő
astrocytamembránok
tartozéka
(PARDRIDGE, 1997), ez a vita még nem eldöntött. A vér–agy-gát két oldala közt
fennálló receptorbeli, enzimatikus és elektromos polarizációt
strukturális, farmakológiai és biokémiai tények igazolják, ami által a vér– agy-gát kétségtelenül egy olyan aktív, folyamatosan munkában lévő rendszernek tekinthető, ami fenntartja az agy homeosztázisát. 19
3.5. A vér–agy-gáton keresztüli transzport
Négy alapvető transzportmechanizmust ismerünk, melyek segítségével oldott molekulák jutnak át a sejtmembránon. (1) Egyszerű diffúzió, melynek során a transzport a nagy koncentráció felől a kisebb felé történik. (2) Facilitált (könnyített) diffúzió, ami a hordozó molekula által mediált endocitózis egyik formája, melynek során a szállítandó anyag egy speciális hordozó membránfehérjéhez kötődik; a transzport a nagy koncentráció felé is történhet. (3) Szintén egyszerű diffúzió, de itt a folyamat a membránban kialakított vizes csatornán keresztül zajlik. (4) Aktív transzport, amely speciális szállító fehérje segítségével történik, ahol a transzport során a szállító fehérje kötőhelyének affinitása megváltozik. Az aktív transzport energiaigényét ATP hidrolízis fedezi, koncentrációgradiens ellenében is működik. A sejtek közötti diffúziót paracelluláris diffúziónak hívjuk (COLÓN et al. 2004). A vér–agy-gáton számos speciális transzportfolyamat ismert a tápanyagok agyba történő szállításához (6. ábra). Az anyagok agyba történő diffúzióját két csoportra oszthatjuk: paracelluláris (sejtek közötti) és transzcelluláris (sejteken át) diffúzióra – egyik módozat sem telíthető és nem kompetitív. A vér–agy-gáton keresztül a tight junctionok jelenléte miatt nagy mennyiségű paracelluláris diffúzió nem történik. A transzcelluláris diffúzió esetén általános szabálynak tekinthető, hogy minél zsíroldékonyabb az adott anyag, annál gyorsabb a diffúziója az agyba (PARDRIDGE, 1999). Ha adott két anyag között csak a molekulatömegükben van különbség és minden egyéb téren azonosak, a kisebb tömegű molekula diffúziója jóval gyorsabban megy végbe; következésképpen a kicsi anorganikus molekulák (pl. O2, CO2, NO, H2O) igen jó permeabilitással bírnak. Ehhez
még
hozzátehetjük,
hogy
egy
vegyület
hidrogénkötéseinek
redukciójával annak membránpermeabilitása növelhető. Ha egy vegyület 20
hidrogénkötésre képes részét eltávolítjuk vagy maszkoljuk, effektíven csökkenthetjük az adott anyag agyba történő transzportjához szükséges energiát (BURTON et al. 1996).
6. ábra. Transzportmechanizmusok a vér–agy-gáton keresztül 1 = paracelluláris diffúzió (sucrose), 2 = transcelluláris diffúzió (ethanol), 3 = ioncsatorna (K+ kapuzott), 4 = ion-symport-csatorna (Na+/K+/Cl- kotranszporter), 5 = ion-antiport-csatorna (Na+/H+ csere), 6 = facilitált diffúzió (Glucose GLUT-1-en át), 7 = aktív efflux pumpa (P-glycoprotein), 8 = aktív -antiport transzport (Na+/K+ ATPase), 9 = receptor mediált endocitózis (transferrin és inzulin) (forrás: DAVIS, 2011)
3.6. Különböző anyagok agyba történő transzportja
Adott anyag vér–agy-gáton történő áthaladásának és így az agyba bejutásának képessége számos tényezőtől függ (7. ábra). A vér–agy-gát szintjében ilyen faktor lehet a kompartmenek közötti koncentrációkülönbség, a molekula mérete
(molekulatömege),
a
molekula
konformációja,
rugalmassága,
aminosav-összetétele, zsíroldékonysága, a sejt enzimatikus stabilitása, efflux mechanizmushoz való affinitása (P-glycoprotein), hidrogénkötő-képessége 21
(töltése), hordozó molekulákkal történő transzporthoz való affinitás, valamint az adott kóroki (patológiai) tényezők befolyása. A tágabb környezeti tényezők szerepe is fontos, mint a szisztémás környezet enzimatikus stabilitása, a plazmafehérjekötő-képesség, az agyi véráram, a más szövetekbe való felvétel, a clearance sebessége és a fennálló patológiai tényezők befolyása.
7. ábra. A gyógyszerek agyba jutását befolyásoló potenciális tényezők (forrás: DAVIS, 2011)
3.7. A vér–liquor-gát anatómiája és élettana
Míg a vér és az agy között a legnagyobb határfelületet a vér–agy-gát jelenti, ez egy hasonló, de jóval kisebb és kevésbé direkt határfelületet jelent a vér és a liquor között. A vér–liquor-gát létezését először GOLDMANN bizonyította 1913ban. Különböző tulajdonságú festékeket használva azt találta, hogy a vér– liquor-gát szelektív áteresztőképességgel (permeabilitással) rendelkezik, tehát mindent nem enged át (BRADBURY, 1979). A vér és a liquor közötti határfelületen található a plexus choroideus és az arachnoidalis membrán, melyek egymással közösen fejtik ki hatásukat. Az ependimális sejtek az agy felszínen áthajlanak önmaguk fölé, és egy dupla
22
rétegű arachnoidmembránt alakítanak ki, mely a dura és a pia között helyezkedik el. Az előbb leírt dupla sejtréteg között van a subarachnoidalis tér, mely a liquor felszívódásában játszik szerepet. Az anyagok vérből liqourba történő átjutását az arachnoidalis membránon át a tight junctionok akadályozzák (NABESHIMA et al. 1975). Az arachnoidalis membrán alapvetően impermeábilis a vízoldékony anyagok számára, így a vér–liquor-gátban betöltött szerepét nagyrészt passzívan látja el. A liquor mennyiségét és a liquorban lévő molekulák koncentrációját a plexus choroideus szabályozza. A plexus choroideus a pia mater szövetéből álló gazdagon vascularizált karfiolszerű képződmény, mely az ependimalis sejtek által képzett zsebekbe „merül”. A plexus choroideus nagy része a koponyabázis közelében a IV. kamrában és a hemisphaeriumokban lévő oldalkamrákban található. A choroid ependimális sejtek módosultak, epitheltulajdonságokkal rendelkeznek. Ezek az ependimális sejtek a liquorral szomszédos
felszínükön
mikrovillusokkal rendelkeznek,
basolateralisan
interdigitációk találhatók rajtuk, és bőven ellátottak mitokondriummal (SEGAL, 1999). A kamrákat bélelő ependimális sejtek összefüggő rétegben körbeveszik a plexus choroideust. A plexus choroideus kapillárisai fenesztráltak: az itt jelen levő kapilláris endothelsejtek rétege nem összefüggő, köztük rések vannak, melyeken át a kis molekulák szabadon mozoghatnak. A kapillárisok körül szorosan elhelyezkedő choroidalis epithelsejtek ezzel szemben szorosan tight junctionokkal kapcsolódnak, megakadályozva ezzel a makromolekulák többségének vérből liquorba jutását (BRIGHTMAN, 1968). Ezen epithelszerű sejtek ellenállása az agyi kapilláris endothelsejtekhez képest ellenben sokkal kisebb (kb. 200 Ω×cm2) a vér és a liquor között mérve (SAITO – WRIGHT, 1983).
23
3.8. A liquor
Liquor található az agy kamráiban, a gerincvelő csatornában és a subarachnoidalis térben. A teljes agyi térfogat 10–20%-át kitevő liquor termelődése elsősorban az oldalkamrákban és a III., IV. kamrában (8. ábra) található plexus choroideus útján történik (BRADBURY, 1979).
8. ábra. Nyílirányú keresztmetszet az agyról. Láthatók az oldalkamrák, a III. és IV. agykamra, ahol a plexus choroideus termeli a liquort (forrás: DAVIS, 2011)
Emberben a liquor átlagos mennyisége 140–150 ml, melyből 30–40 ml található a kamrarendszerben, és óránként 21 ml termelődik újra. A teljes liquorkészlet újratermelődése fajonként eltér, legrövidebb a patkányokban (1 óra), míg leghosszabb az embernél, ahol öt órán át tart (DAVSON – SEGAL, 1996). A liquor nagy része a subarachnoidalis térben helyezkedik el, azaz a sulcusok között, a bazális ciszternákban és a gerincvelő körül található. A liquor keringését a kamrákban és a subarachnoidalis térben a termelés során kialakult hidrosztatikai nyomáskülönbség teszi lehetővé. A liquor a termelődés okozta nyomásfokozódás hatására jut a kamrákból a subarachnoidalis térbe, ahonnan felszívódik a véráramba. A liquor „körülpárnázza” az agyat, részt vesz az agy extracelluláris terének szabályozásában, elősegíti a neuroaktív anyagok eloszlását, és egyfajta „lefolyóként”, összegyűjti az agy által termelt salakanyagokat. 24
A molekulák többségének koncentrációja az agyban jóval nagyobb, mint a liquorban, ezáltal fiziológiás koncentrációgradiens alakul ki ezen két kompartment között. A liquor folyamatosan termelődik, és áramlik a kamrarendszerből a felszín felé, így hozza létre az előbb említett „lefolyó” funkciót, ami csökkenti a molekulák steady state állapota kialakulásának lehetőségét az agy és a liquor között (DAVSON – SPAZIANI, 1959). Minél lassabban mozog egy molekula, annál nagyobb hatékonyságú a „lefolyó” effektus, ezért legnagyobb jelentősége a zsírban nem oldódó nagyméretű molekulák esetén van (DAVSON – SEGAL, 1996). A liquor kis mennyiségben speciális áramlás útján bejut az agyba, néhány gyógyszer e folyamatot kihasználva jut a központi idegrendszerbe.
3.9. Vér–agy-gáttal nem rendelkező agyi területek: a circumventriculáris (kamraközeli) szervek
A kamrák körül számos olyan agyi terület (szerv) ismert, amelyek fenesztrált, vízoldékony anyagok számára könnyen átjárható kapillárisokkal rendelkeznek, azaz nincs vér–agy-gátjuk. A vér–agy-gát felülete kb. ötezerszer nagyobb, mint a vér–agy-gáttal nem rendelkező területek felülete (CRONE – CHRISTENSEN, 1981). A vér–agy-gáttal nem rendelkező agyi területek a III. és IV. kamra falával határos középvonali struktúrák. Mai tudásunk szerint a vér–agy-gát hiányos területek nagyon fontos kommunikációs lehetőséget teremtenek az agy, a liquor és a perifériás szervek között a vérben található molekulák útján. Vér–agy-gát hiányos területek közé soroljuk a tobozmirigyet (glandula pinealis), az eminentia medialist, a neurohipofízist, a subfornicalis szervet, az area postremát, a subcomissuralis szervet, a lamina terminalis organum vasculorumát és a plexus choroideust. Van, aki ide sorolja a hipofízis középső és hátsó (neurális) lebenyét is (DAVSON – SEGAL, 1996). 25
3.10. A vér–agy-gát patofiziológiája
Új gyógyszerek, illetve azok vivőanyagainak fejlesztése során a betegekben fellépő lehetséges patológiai folyamatokat is figyelembe kell venni. Számos betegség és kóros folyamat (pl. magas vérnyomás, radioaktív behatás, ödéma, gyulladás, ischémia és reperfúzió, reoxigenizáció) során a vér–agy-gát permeabilitása megnő a folyadékokkal és/vagy az oldott anyagokkal szemben (BANKS – KASTIN, 1996). A gyógyszerek biológiai használhatóságát a patológiai
folyamatok során számos
tényező
(vér–agy-gát
változása,
proteinkötés, receptorkötés, enzimek) befolyásolhatja, melyeket a gyógyszer kifejlesztése során mind számításba kell venni. A vér–agy-gát speciális változásai
(tight
junctionok
megnyitása,
pinocitózis
fokozása,
membránrigiditás csökkentése, tápanyagtranszport változása, pórus kialakulása stb.) növelhetik vagy csökkenthetik az adott gyógyszer felvételét. A 2. táblázat a vér–agy-gát változását előidéző lehetséges körülményeket és faktorokat sorolja fel – a teljesség igénye nélkül.
2. táblázat. A vér–agy-gát változásait előidéző tényezők (adaptálva ABBOTT, 2000; BANKS – KASTIN, 1996; PARDRIDGE et al. 1990) Tight junction megnyílás
Fokozott pinocytózis
Hyperosmolaritás; savas pH; égési sérülés során kialakuló encephalopathia; autoimmun encephalitis; sclerosis multiplex; gyulladás (a gyulladást kiváltó/közvetítő kémiai anyagok: TNFα, IL-1β, histamin, serotonin, bradykinin, thrombin, adenine nucleotidok, arachidon sav, és a reaktív oxigénfajták); ischemia; ólom (emelkedett protein-kináz-C aktivitás emelkedett intracelluláris Ca2+); posztischémiás reperfúzió Akut hypertenzió; mikrohullám besugárzás; máj encephalopathia; ischemia; görcs; hőguta; agysérülés, regeneráció; tumorok; fejlődés; hypervolémia; immobilizációs stressz; hypothermia (< 16 °C); besugárzás utáni állapot; hyperbárikus környezet; ólom encephalopathia; higany; Angiotensin II; Tricyclikus antidepresszánsok; meningitis; sclerosis multiplex; gyulladás (a gyulladást kiváltó/közvetítő kémiai anyagokat lásd fenn)
26
Csökkent membrán rigiditás Pórusképződés Betegségek/toxikus anyagok által kiváltott tápanyag transzport változások
Sufactantok és oldószerek (ethanol; propanol; butanol; DMSO) Triciklikus antidepresszánsok (chlorpromazine, nortriptyline) Diabetes (GLUT-1); Alzheimer-kór (β-amyloid); Wernickes–Korsakoff-szindróma (tiamin); familiáris mentális retardáció (glucose); táplálkozással kapcsolatos betegségek (inzulin, leptin); stroke (GLUT-1); sclerosis multiplex (ICAM-1); alumínium (fehérjetranszport-gátló hatást fejt ki, mely feltehetőleg összefüggésben áll az Alzheimer-kór és az amyotrofiás lateralsclerosis kialakulásában a zsíroldékony anyagokkal szembeni permeabilitás növekedés útján
Rövidítések: TNFα: szövetinekrózis-faktor-α; IL-1: interleukin-1β; DMSO: dimethylsulfoxid; GLUT-1: glucose transzporter-1 típus; ICAM-1: intracelluláris adheziós molekula-1
3.11. MR-kontrasztanyagok
A mágneses rezonancia vizsgálatok 30%-ában a vizsgált szervek, szövetek között
fellépő
kontrasztviszonyok
kontrasztanyagokat
használunk
elmondható,
minden
hogy
javítása
(COLLETTI,
érdekében 2008).
MR-kontrasztanyag
különböző
Általánosságban
paramagnetikus
vagy
szuperparamagnetikus fémionokkal bíró gyógyszeripari termék, mely a környezetében lévő szövetek relaxációs idejét megváltoztatva módosítja az adott szövetből a mágneses rezonancia vizsgálat során detektálható jelek erősségét. A kontrasztanyagoknak a szövetek közötti kontrasztkülönbségek fokozása
mellett
véráramlási
kimutatásában, valamint
zavarokkal
kapcsolatos
elváltozások
perfúziós képalkotásban van nélkülözhetetlen
szerepük. Többfajta MR-kontrasztanyagot ismerünk, melyeket különböző tulajdonságaik alapján csoportosíthatunk. Így ismertek pozitív és negatív, extra és intracelluláris, ionos és nem ionos, nem specifikus és szövetspecifikus, valamint különböző ozmolalitású kontrasztanyagok. A legismertebb és leggyakrabban
használt
MR-kontrasztanyagok
a
gadolíniumtartalmú
extracelluláris nem szövetspecifikus kontrasztanyagok. A gadolínium (Gd) egy 27
nagyon toxikus 7 páratlan elektronnal rendelkező paramagnetikus fémion, ami a környező szövetek T1 és T2 relaxációs idejét csökkenti, ezáltal a T1 súlyozott képeken (az ajánlott koncentrációban) a gadolíniumot halmozó szövetek magasabb jelintenzitást mutatnak. A gadolíniumtoxicitás elkerülése érdekében a vegyület kelátformában „becsomagolva” kerül alkalmazásra. Jelenleg hét különböző klinikai használatra elfogadott
kelátforma létezik,
melyek
általánosan elfogadott dózisa 0,1 mmol/kg (ez indokolt esetben 0,3 mmol/kg-ig növelhető). A kelátforma egyrészt a toxicitás semlegesítésében fontos, másrészt – a kelátformának köszönhetően – a gadolínium vese által történő kiválasztása is nagyságrendekkel megnő. A gadolínium kis molekulatömege (kb. 500 Da) folytán rövid ideig tartózkodik a véráramban, hamar kijut az extracelluláris térbe, és 24 órán belül a beadott kontrasztanyag több mint 95%át a vese változatlan formában kiválasztja. Az utóbbi években a gadolíniumtartalmú kontrasztanyagok mellékhatására is fény derült: súlyos vesebetegeknél alkalmazva ritkán szisztémás nefrogén fibrózis kialakulásáról számoltak be, emiatt súlyos vesebetegeknél alkalmazása kerülendő (COLLETTI, 2008). A gadolíniumtartalmú kontrasztanyagok ugyan nagyon érzékenyek a különböző
kórfolyamatok
során
fellépő
elváltozásokra,
ugyanakkor
specificitásuk igen kicsi, azaz az adott kórfolyamat kimutatásában nagy segítségünkre van, annak pontos elkülönítésében a többi szóba jövő kórfolyamattól azonban csekély segítséget nyújt. Egyre nagyobb igény merült fel ezért jobb, specifikusabb kontrasztanyagok kifejlesztésére. Így a – hagyományosnak mondható – gadolíniumtartalmú kontrasztanyagok mellett ma már vas- és mangántartalmú MR-kontrasztanyagokat is ismerünk. Ezek szuperparamagnetikus anyagok, melyek a gadolíniumhoz képest eltérő tulajdonságaik révén más mechanizmussal és más helyen hoznak létre jelintenzitásbeli eltéréseket. A vastartalmú kontrasztanyagok egy centrálisan elhelyezkedő, vastartalmú, 3–5 nm átmérőjű maggal (core) és azt körülvevő 28
dextrán- vagy egyéb szénhidrátburokkal bírnak. Az 50 nm-nél nagyobb átlagos átmérővel bíró anyagokat superparamagnetic iron oxid (SPIO) részecskéknek nevezzük, míg az ennél kisebbek ultra small superparamagnetic iron oxid (USPIO) részecske néven került be a köztudatba. A vasmag körül elhelyezkedő szénhidrátburok némileg eltér egymástól a különböző kontrasztanyagokban (az egzakt különbségeket a gyártók – érthető okokból – nem részletezik), mindezek az apró különbségek eltérő tulajdonságokkal ruházzák fel a szóban forgó
kontrasztanyagokat.
Annak
ellenére,
hogy
a
vastartalmú
kontrasztanyagok is lényegében a T1 és T2 relaxációs időt csökkentik, ezek az anyagok elsősorban T2 hatásuk alapján ismertek, ugyanis T2 és még inkább T2* szekvenciákon jelenlétük alacsony jelintenzitást okoz. A jelintenzitásbeli változások alapját a fémionok környezetében a mágneses térben létrejött inhomogenitás adja, tulajdonképpen apró fémműterméknek is felfogható. A T1 súlyozott képeken a jelintenzitásbeli eltérések nem ilyen egyszerűek, kis koncentrációban ugyanis jelintenzitás-fokozódás jön létre, míg nagyobb koncentrációban a már ismert alacsony jelintenzitás alakul ki. Míg az SPIOkat – mivel a RES sejtjei nagy affinitást mutatnak irántuk – elsősorban a máj és a lép vizsgálatára fejlesztették ki, addig az USPIO-kat (ezeket elsősorban a fagocitaképes sejtek veszik fel) elsősorban a nyirokcsomók vizsgálatára fejlesztették ki. A fagocitózis útján történő elimináció viszonylag lassú folyamat, így ezek az anyagok akár 24 órán át is a véráramban maradhatnak (blood pool agent), ami alkalmassá teheti a vérárammal kapcsolatos MRszekvenciák alkalmazásában. Néhány éve kiderült, hogy az USPIO a központi idegrendszeri elváltozásokhoz is mutat affinitást, kutatásaim egy része ezen új vas-oxid-tartalmú MR-kontrasztanyagok új területen való alkalmazhatóságának vizsgálatáról szól. A mangántartalmú kontrasztanyagokat a máj vizsgálatához fejlesztették ki. Érdekességük, hogy létezik iv. és per os alkalmazható forma is. A mangántartalmú kontrasztanyagok a T1 relaxációs időt csökkentik, ezáltal a T1 29
súlyozott képeken magas jelintenzitást hoznak létre az őket felvevő hepatocytákat tartalmazó területeken.
3.12. Ozmotikus vér–agy-gát megnyitásának módszertani adaptációja sertésekhez
A
vér–agy-gát
hiperozmoláris
oldattal
(leginkább
mannitol)
történő
megnyitását elsőként RAPOPORT és THOMPSON (1973) írta le, amit később NEUWELT munkatársaival tökéletesített (NEUWELT et al. 1983b). A hazai kutatók közül elsőként NAGY és munkatársai vizsgálták a módszert (NAGY et al. 1979, 1988). A módszert NEUWELT és az általa vezetett konzorcium ma már viszonylag széles körben alkalmazza – de még kutatási jelleggel – a központi idegrendszeri primer és metasztatikus agyi tumorok kezelésében (KROLL – NEUWELT, 1998; NEUWELT – DAHLBORG, 1989; NEUWELT et al. 1980; NEUWELT et al. 1983a). Az eljárás lényege, hogy az arteria carotis interna vagy arteria vertebralis kezdeti szakaszába helyezett katéteren 30 másodpercen keresztül nagy nyomással hiperozmoláris oldatot (legelterjedtebben mannisolt) fecskendezünk be. A nagy nyomáson történő befecskendezésen az adott érben meglévő vérnyomásnál kicsivel nagyobb nyomás értendő, amit a beadás előtt ugyanolyan
nyomással
az
érbe
fecskendezett
kontrasztanyaggal
ellenőrizhetünk. Amennyiben a beadott kontrasztanyag egy kis része a katéter végétől az áramlással ellentétes irányba regurgitál, biztosak lehetünk abban, hogy az anyag befecskendezésének nyomása nagyobb, mint az adott pozícióban meglévő artériás nyomás. A túl nagy nyomástól – természetesen – óvakodni kell, hiszen az intimasérüléseket, rosszabb esetben érrupturát okozhat. Az artériás nyomás feletti infúziós nyomással érjük el, hogy az infúzió 30 másodperces ideje alatt az adott érszakaszban és annak ellátási területén csak hiperozmoláris oldat legyen jelen, aminek endothelsejtekre 30
kifejtett hatását már ismerjük. A hiperozmoláris oldat az endothelsejtek víztartalmát „megszívja”, ezáltal a sejtek összeesnek, és a tight junctionok megnyílnak. A folyamat szerencsére reverzibilis, a hiperozmolarikus hatás megszűnte után az endothelsejtek folyadéktartalma helyreáll, és a tight junctionok bezáródnak. A folyamat vizsgálatával foglalkozók egyöntetűen tapasztalták a jelenséget a normális agyszövetben, de a tumoros területekkel kapcsolatban már nem ilyen egybehangzó a vélemény. Patkányokban létrehozott kísérletes RG-2 gliomákat vizsgálva NAKAGAWA és munkatársai (1984) nem tudtak kimutatni számottevő permeabilitás-növekedést, ezzel szemben NEUWELT és GROOTHUIS jelentős permeabilitásfokozódásról számolt be tumorok esetén is (NEUWELT et al. 1984; GROOTHUIS et al. 1990). A nyitott állapot időtartama fajoktól és szövettípusoktól függően is különbözik,
ezek
meghatározása
a
további
vér–agy-gát
kísérletek
szempontjából igen fontos. Teljesen percre pontos idő egy állatfaj esetében sem ismert, de általánosan elfogadott, hogy a vér–agy-gát barrier funkciója az ozmotikus behatást követő 30–60 perc után helyreáll (RAPOPORT –THOMPSON, 1973; NEUWELT et al. 2004). A legpontosabb mérést ZÜNKELER és munkatársai végezték (1996), akik humán agyi methotrexat-koncentrációt mértek a vér– agy-gát ozmotikus megnyitása előtt és után 8–15 perccel mind az agy, mind a vizsgált agyi tumorok (astrocytoma, GBM) állományában rubidium-62 és pozitronemissziós tomográfia PET segítségével. Vizsgálatai szerint az agy permeabilitása 1000%-kal, míg a tumorok permeabilitása csak 60%-kal növekedett a beavatkozást követően. A ZÜNKELER vezetett munkacsoport mérései szerint az ozmotikus hatás féléletideje az agy esetében 8,1 perc; míg tumorok esetében csak 4,2 perc volt (1996). RAPOPORT az ozmotikus megnyitással kapcsolatosan első kísérleteit majmokban, később nyulakban végezte. GROOTHUIS kutyákban végezte kísérleteit, NEUWELT először kutyákat alkalmazott, később patkányokban fejlesztette tovább a módszert, kísérleteit ma is ezekben az állatokban végzi. 31
3.13. Új típusú vastartalmú MR-kontrasztanyag sertés vér–agy-gáton történő átjutásának vizsgálata ozmotikus megnyitást követően
A központi idegrendszer képalkotó vizsgálata során ma már az MRI az első választandó módszer; többek között a nagy szöveti felbontó képesség és a többsíkú leképezésmód azok a tulajdonságok, amelyek megkerülhetetlen tényezővé teszik a mai neuroradiológiában. A kezdeti lelkesedés (amikor még kontrasztanyag nélkül is hittek a módszer akár szövettani diagnózishoz vezető képességében is) után hamar kiderült, hogy a módszer ugyan nagyon érzékeny, de kontrasztanyag adásával ez tovább fokozható. Először a gadolíniumtartalmú kontrasztanyagok terjedtek el – ma már a mágneses rezonancia vizsgálatok több mint 30%-ban használatos –, melyek igen nagy szenzitivitással bírnak a különböző kórfolyamatokkal szemben, de specificitásuk igen csekély. A specificitás növelése, ezáltal a diagnózis pontosítása érdekében egyre nagyobb igény merül fel újabb és újabb MR-kontrasztanyagra. Az újabb típusú MRkontrasztanyagok egyik csoportja vasat tartalmaz. Első generációs vastartalmú kontrasztanyagok egy vas-oxid-tartalmú központi résszel (mag) és az azt körülvevő szénhidrátburokkal rendelkeznek (SPIO). Ezek a makromolekulák méretüknél
fogva
alkalmatlanok
voltak
a
központi
idegrendszeri
felhasználásra. A molekulák fejlesztése során azonban egyre kisebb molekulákat képesek előállítani – az 50 nm alatti molekulaméretűeket ultra kicsinek nevezik (USPIO) –, melyek már alkalmasnak tűnnek agyi folyamatok vizsgálatára is. Hazánkban az USPIO ekkor még nem törzskönyvezett, kereskedelmi forgalomban nem volt elérhető. Érintetlen, jól működő vér–agygáton sem a gadolínium, sem az USPIO nem jut át; annak sérülése kapcsán azonban a Gd könnyen az extracellularis térbe jut, intenzív halmozást mutatva a T1 súlyozott MR-képeken.
32
3.14. Új vastartalmú MR-kontrasztanyag humán központi idegrendszeri felhasználásának kipróbálása hagyományos szekvenciák alkalmazásával gyulladásos komponensekkel bíró kórképek esetén
Az ultra kicsi szuperparamagnetikus vas-oxid (USPIO) nanopartikulumokat lép (SAINI et al. 1995), máj és nyirokcsomók (WEISSLEDER et al. 1990a, 1990b; HARISINGHANI et al. 2003) mágneses rezonancia vizsgálatához fejlesztették ki. Az újonnan kifejlesztett
kontrasztanyag
hatásosnak tűnt
agytumorok
(NEUWELT et al. 1994; NEUWELT, 2004; VÁRALLYAY et al. 2002) és makrofágokban gazdag arteriosclerotikus plakkok vizsgálata esetén is (KOOI et al. 2003; SCHMITZ et al. 2001). Ezeknek az új részecskéknek a használatával – reményeink szerint – az infiltratív, gyulladásos komponensekkel bíró betegség valós kiterjedése leképezhető, sejtszintű biológiai információ nyerhető a központi idegrendszeri elváltozásokról, ezáltal javítható a gyulladásos komponensekkel bíró betegségek képalkotása, és a terápiás terv is egyszerűsödhet. Ezen nanopartikulumok vírusméretűek, T1 és T2* súlyozott MR-képeken intenzív jelintenzitás eltéréseket okoznak, emellett hagyományos és elektronmikroszkópos képeken egyszerűen azonosíthatók (NEUWELT et al. 1994; VÁRALLYAY et al. 2002). E kísérleti, még fejlesztés alatt álló kontrasztanyagok közé tartozik a ferumoxtran-10 (Combidex: Advanced Magnetics, Inc., Cambridge, MA, USA; Sinerem: Guerbet, Franciaország) is, ami fokozódó jellegű 24 órás maximummal bíró, elnyújtott négy–hét napig tartó halmozást mutatott agytumorokban (NEUWELT et al. 2004; VÁRALLYAY et al. 2002). Az agyszövet vas kimutatására szolgáló hisztokémiai festése alapján az MR-képeken látott intenzitásváltozásokat nem a tumorsejtekben beállt változások, hanem többnyire a tumor széli részein lévő reaktív sejtek által fagocitált vasrészecskék okozzák (NEUWELT et al. 1994, 2004; VÁRALLYAY et al. 2002). 33
3.15.
Új
vastartalmú
MR-kontrasztanyag
központi
idegrendszeri
felhasználásának kipróbálása hagyományos, angiográfiás és perfúziós MRszekvenciák alkalmazása kapcsán
Újabban teljes és/vagy részleges szénhidrátburokkal rendelkező vas-oxid nanopartikulumokat is használnak MR-kontrasztanyag gyanánt (ANZAI et al. 1994; ENOCHS et al. 1999; HARISINGHANI et al. 2003; HUNT et al. 2005; MICHEL et al. 2002; NEUWELT et al. 1994; SIGAL et al. 2002; VÁRALLYAY et al. 2002; WEISSLEDER et al. 1990b). Már számos e konstrukción alapuló kontrasztanyag létezik (3. táblázat).
3. táblázat. MR-képalkotás során kontrasztanyagként használt vas-oxid nanopartikulumok Superparamagnetic iron oxid (SPIO) Ferumoxides (Feridex iv., Advanced Magnetics, Cambridge, MA, USA) Ferucarbotran (Resovist; Schering AG, Berlin, Németország)
Ultrasmall superparamagnetic iron oxide (USPIO) Ferumoxtran-10 (Combidex; Advanced Magnetics; Sinerem Guerbet)
Ferumoxytol (Code 7228; Advanced Magnetics) Feruglose (Clariscan; GE Healthcare AS, Oslo, Norvégia)
A ferumoxytol csak a szénhidrátburkának felépítésében különbözik a ferumoxtran-10-hez képest. A kissé eltérő különleges burok különböző biológiai tulajdonságokkal bír. A molekulát teljesen körülvevő burok véd az opszonizáció és az endocitózis ellen, valamint 14–30 óra hosszú plazmafelezési időt biztosít (LANDRY at al. 2005). A ferumoxytol módosított szénhidrátburka mindezek mellett lehetőséget ad a kontrasztanyag gyors, bolus injekció formában történő beadására anélkül, hogy a mastocyta sejtek degranulációja
34
gyulladásos folyamatokat aktiválna. A ferumoxytol ezen tulajdonsága teszi lehetővé, hogy olyan dinamikus mágneses rezonancia vizsgálatok alapjául szolgáljon, mint a mágneses rezonancia angiográfia (MRA) és a perfúziós MRI, amire perifériás vizsgálatok során már van is példa (ERSOY et al. 2004; LI et al. 2005). A ferumoxytol nagy molekulasúlyának köszönhetően a beadását követő időszak elején – szemben a gadolíniummal – egy darabig a véráramban marad, és így potenciálisan pontosabb perfúziós vizsgálatra ad lehetőséget. Angiográfiás vizsgálat végezhető olyan helyeken is, ahol a vér–agy-gát sérülései egyébként azt nem tennék lehetővé (pl. tumorok), és a ferumoxtran10-hez hasonlóan a késői maximális kontraszthalmozás is vizsgálható. A vas-oxid-tartalmú anyagok eltérő kontrasztmódosító hatással bírnak a különböző MR-szekvenciák esetén. A T2 súlyozott szekvenciákon a ferumoxtran-10 és a ferumoxytol a kontrasztanyag mennyiségével arányos jelintenzitás-csökkentést okoz, míg a T1 súlyozott képeken kis koncentráció esetén jelintenzitás-fokozódás, addig nagyobb koncentráció esetén a T2 képeken megfigyelhetőhöz hasonló jelvesztést láthatunk (MULDOON et al. 2005; NEUWELT et al. 1994). A központi idegrendszer vizsgálata során a vér– agy-gát sérülésein átjutó kevés mennyiségű vas-oxid nanopartikulumok kimutatására a T1 súlyozott szekvenciák megbízhatóbbnak tűntek (VÁRALLYAY et al. 2002). A ferumoxtran-10 lassú intravénás beadását követően a halmozás maximuma 24 óra múlva alakul ki, majd néhány nap alatt múlik el (NEUWELT et al. 2004; VÁRALLYAY et al. 2002).
35
4. A VIZSGÁLATOK CÉLKITŰZÉSEI
1.
Ozmotikus vér–agy-gát megnyitás módszertanának sertésekhez való adaptációja.
2.
A sertések agyának ozmotikus vér–agy-gát megnyitása után a nyitott állapot reverzibilitásának igazolása, és a nyitott állapot idejének meghatározása.
3.
Új vastartalmú MR-kontrasztanyag (USPIO, ferumoxatran-10) központi idegrendszeri felhasználásának kipróbálása hagyományos szekvenciák alkalmazásával gyulladásos komponensekkel bíró kórképek esetén.
4.
Új vastartalmú MR-kontrasztanyag (USPIO, ferumoxytol) központi idegrendszeri felhasználásának kipróbálása hagyományos, angiográfiás és perfúziós MR-szekvenciák alkalmazása kapcsán.
36
5. ANYAG ÉS MÓDSZER 5.1. Állatkísérletek
Az irodalmi adatokból egyértelműen kitűnik, hogy a vér–agy-gát ozmotikus megnyitása nem fajspecifikus, viszont a gát megnyílásának mértéke, ideje nemcsak fajonként, hanem tumoronként, illetve a felhasznált anyagtól függően is változó lehet. Sertésekben végzett hasonló kísérletekről nem tudunk, így az általunk könnyen elérhető kísérleti állatra adaptáltuk a NEUWELT által tökéletesített ozmotikus vér–agy-gát megnyitását. Munkám során a sertésagy katéterezéses digitális subtrakciós angiográfia (Digitalis Subtractios Angiographia, DSA), valamint CT és MR vizsgálati metodikája, továbbá a vizsgálathoz szükséges altatási protokoll beállítása, tökéletesítése
valósult
meg.
A
vizsgálati
diagnosztikában használatos, valamint
metodikához
a
humán
az állattudományi kutatásokban
alkalmazott eljárásokat és szekvenciákat adaptáltuk a sertésagy morfológiai és funkcionális sajátosságainak figyelembe vételével.
Állatok Az állatmodell kifejlesztéséhez tíz 25 kg élőtömegű növendék sertést (Sus scrofa domestica) használtunk fel. A süldők mindegyike Magyar Nagy Fehér × Magyar Lapály genotípusú és ártány ivarú volt.
Állategészségügyi státusz, tartás, takarmányozás A süldők felnevelése az átlagos magyar állattartási gyakorlatnak megfelelően szakosított sertéstartó telepen, zárt épületekben történt. A telepen szaporítással és hízlalással egyaránt foglalkoztak, 320 tenyészkocát és 21 tenyészkant,
37
illetve azok szaporulatát tartották, természetes termékenyítést alkalmaztak. Az állomány „négyes-mentes” állategészségügyi minősítéssel bírt, tehát az állatok a brucellózis, a leptospirózis, az Aujeszky-betegség, a sertésreprodukciós zavarokkal és légzőszervi tünetekkel járó szindrómája (Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome, PRRS) kórokozóitól igazoltan mentesek voltak. Az anyakocák immunizálásával védekeztek a napos kori Escherichia coli okozta hasmenés ellen (2 ml/koca, im.; Neocolipor, MERIAL, Franciaország). Monovalens
parvovírus
vakcinát
(2 ml/állat,
im.;
Parvosuin,
Hypra,
Spanyolország) használtak a kocasüldők egyszeri oltásával a tenyésztésbevétel idején. A telepen az állatok növendék korig történő felnevelése két épületben valósult meg. A szoptató kocákat a malacaikkal az elválasztásig (28–32 napos korig) a fiaztató épületben tartották. Választáskor a malacok battériás utónevelő épületbe kerültek. A szoptató kocák és a felnevelés teljes ideje alatt utódaik is szopókás önitatóból ittak. A malacoknál a farkasfog hegyének lecsípése és a farok kurtítása napos korban történt meg. Három napos korban combizomba oltva két helyre vasinjekciót (200 mg/ttkg, im.; Ferrodextran 100) kaptak, és toltrazuril(2 ml/állat; Baycox 5%, KVP Pharma- und Veterinär-Produkte GmbH., Németország) oldatot juttattak szájon át Isospora suis ellen. A kan malacok ivartalanítása három-négy napos korban történt. A malacok hét napos kortól választásig prestarter granulált keveréktakarmányt kaptak, ad libitum. A választott malacokat battériás utónevelőben nyolcas csoportokban helyezték el (0,35 m2/állat). A választást követően a malacok még két hétig prestarter keveréktakarmányt,
majd malacnevelő keveréktakarmányt
„szárazdarás” önetetőből (4. táblázat).
38
fogyasztottak
4. táblázat. A sertések felneveléséhez etetett keveréktakarmányok táplálóanyagtartalma Táplálóanyag Prestarter Malacnevelő Szárazanyag [%] 86,00 86,00 Nyersfehérje [%] 20,00 17,60 Nyersrost [%] 9,50 3,72 Nyerszsír [%] 3,50 2,87 Lizin [%] 1,40 0,91 Ca [%] 0,90 0,78 P [%] 0,62 0,52 DE sertés [MJ/kg sz. a.] 14,2 13,70
A sertéseket a vizsgálatokat megelőző napon szállították be a Kaposvári Egyetem, Diagnosztikai és Onkoradiológiai Intézetébe. A beavatkozást megelőzően legalább hat órát koplaltak, de ivóvíz – nyílt víztükrös itatókból – ez idő alatt is rendelkezésükre állt.
Anesztézia A premedikációhoz gyógyszerkombinációt használtunk, amely ketaminxylazin-atropin keverékéből állt (12–15 mg/ttkg, im.; 10% Ketavet 100, Intervet International GmbH.), 2% Primazin (0,1 mg/ttkg, im.; Alfasan) és 0,1% Atropinum sulfuricum (0,005 mg/ttkg, im.; Egis). A premedikációt követően 5,0 Tf%-os isoflurán gázos (Foran, 1, klór-2,2,2,-trifluoretil-difluorometiléter, CHF2-O-CHC-CF3, Abbott Lab.) maszkos inhalációt alkalmaztunk a megfelelően mély narkózis eléréséig. A mélyalvási állapot elérése után az állatokat intubáltuk (6-os vagy 7-es méretű tubus), majd altatógépre (Penlon párologtató, Ohmeda O2-N2O áramlásmérő-szabályozó) csatlakoztattuk. A tartós narkózist 1,5–2,5 Tf%-os isoflurán gáz és oxigén vivőgáz keverékével értük el (0,14 ml/perc). A vizsgálatokat követően az állatok eutanáziája altatott állapotban T61 (0,3 ml/ttkg, iv.; Intervet International GmbH.) injekcióval történt. A beavatkozásokat a MÁB-28/2005-ös számú etikai engedély birtokában végeztük. 39
DSA-képalkotás A vér–agy-gát megnyitása, illetve az ehhez szükséges ágensek bejuttatása invazív radiológiai eljárás, angiográfia keretében történt. A vizsgálathoz Siemens Digitron (Siemens AG, Erlangen, Németország) típusú angiográfiás képalkotót használtunk. Általános anesztéziában, háti fektetésben Seldingertechnikát alkalmazva végeztük a katéterezést. Az inguinalis tájékon egy steril sebészi terület előkészítése után a sertés a. femoralisába 5F méretű introducert ültettünk, majd az a. carotis communison és interna kezdeti szakaszán át a rete mirabile-ig katétert vezettünk (9. ábra).
9. ábra. A katéter helyzete a sertésekben végzett ozmotikus vér–agy-gát megnyitás során
Az előkészítő műveletek a fogadó helyiségben, míg a vizsgálatok a fertőtlenített DSA, CT és MR helyiségekben történtek. A vizsgálatok ideje alatt az állatorvosi felügyelet biztosított volt. Az egy állatra eső átlagos teljes vizsgálati idő (előkészítés, DSA, CT, MRI) kb. 180 perc volt.
40
A patások egy részében, így a sertések esetében is az agy vérellátása kissé eltér a többi emlősállatoknál és az embernél is megszokott carotis–vertebralis rendszernél. Sertésekben, szarvasmarhákban és juhokban az a. carotis interna proximalis része hiányzik, helyette az internalis maxillaris és/vagy carotis externa ágrendszere képez egy hálószerű érképződményt, melyet rete mirabilének (csodarece) neveztek el. A carotis interna distalis szakasza e hálózatból alakul ki, és – néhány apró ág mellett – két főágra, caudalis és rostralis ágra oszlik. A rete mirabile miatt a szelektív katéterezés csak az artéria pharyngea ascendensig oldható meg. A katéter megfelelő pozíciójának ellenőrzése kontrasztos digitális szubsztrakciós angiográfia végzésével történt (1,5 ml iopamidol 0,9% NaCl-dal 1:1 hígításban, 1,5–2,0 ml/s sebességgel injektálva). A katéteren keresztül 51 ml 40%-os mannitololdatot (ozmolaritás: 2196 mOsm/l,
vér-ozmolaritás:
290 mOsm/l)
fecskendeztünk
be
30 másodpercen keresztül, a kontrasztanyag egyidejű adagolásával. A nagy ozmolalitású cukoroldat időlegesen megnyitja a vér–agy-gát sejtjei közötti réseket (tight junction). A vér–agy-gát megnyílásának in vitro bizonyítására közvetlenül a mannisolinfúzió után, az állatok egy része (n = 2) szérumalbuminhoz (67 kDa) kötődő 75 ml Evans-kék festéket kaptak intravénásan (2,5 ml/kg, 2%). Az Evans-kék festék albuminhoz kötődik, így az intakt vér– agy-gáton nem jut át. Amennyiben az agy megfestődik, az albumin vér–agygáton történő átjutása igazolódott, tehát a vér–agy-gát a kezelés során megnyílt (10. ábra). Tíz perccel a festék beadást követően az állat T61-gyel (0,3 kg/ml) történő
terminációja
után
az
agy
eltávolításra,
fixálásra,
patológiai
feldolgozásra került. Mindkét kísérletünk során az infundált oldali agy jól látható módon festődött, de a festődés kismértékben a középvonalat meghaladta.
41
10. ábra. Sertésben végzett Evans-kék festés eredménye ozmotikus vér–agy-gát megnyitása után
A vér–agy-gát megnyitásának in vivo bizonyítására CT- és MRvizsgálatokat végeztünk. CT-képalkotás CT-vizsgálatainkhoz három képalkotó berendezést használtunk: Siemens Somatom Plus S 40, Siemens Somatom Plus 4 Expert és Siemens Emotion 6. Nyolc esetben vér–agy-gát barrier megnyitást követően azonnal CT denzitometriás vizsgálatot végeztünk az agy egy tetszőlegesen választott területéről, iopamidol kontraszt adagolásával. A CT képalkotáshoz alkalmazott beállítások: topo: Head; tomo: Cerebrum; szeletvastagság 5 mm; lépésköz 5 mm, felvételenkénti sugárdózis 500 mAs, felvételenkénti idő: 2 s, zoom faktor: 6,1.
MR-képalkotás A mágneses rezonancia vizsgálatokat Siemens Magnetom Vision Plus 1.5T, Siemens Magnetom Avanto 1.5T és General Electric Ovation Signa 0.35T (General Electric Co., USA) térerősségű berendezésekkel végeztük. A vizsgálati
protokoll
kialakítása
az
42
orvosi
diagnosztikában
használt
szekvenciákkal történt. A lokalizációs felvételeket követően T1 és T2 súlyozott háromsíkú GE- (gradiens echo) méréseket végeztünk. Az elkészült felvételeket hálózati DICOM szerverre és DVD (Sony) adathordozóra archiváltuk. A kezdeti nehézségek után kontrasztanyag adását követően mind CT, mind mágneses rezonancia vizsgálattal sikerült igazolni a vér–agy-gát megnyitását (11. ábra).
11. ábra. A–B: posztkontrasztos CT képek, bal oldalon intenzívebb kontraszthalmozás ábrázolódik a vér–agy-gát megnyílásának bizonyítékaként. C–D: T1 súlyozott posztkontrasztos MR-képek, ugyanezt mutatják, jobb oldalon
43
5.2. Humán vizsgálatok
5.2.1 Ferumoxatran-10 kontrasztanyaggal történt vizsgálat
A 3.14. fejezetben áttekintett irodalmi eredmények alapján a ferumoxtran-10 kontrasztanyag hatékonyságát olyan betegségekben vizsgáltuk, melyekben reaktív (gyulladásos) sejtek előfordulnak. A ferumoxtran-10 vastartalmú kontrasztanyaggal kapcsolatos vizsgálatunk klinikai eredményeiről számolunk be, ami elsősorban a fagocita és a reaktív astrocyta sejtek által kerül felvételre a központi
idegrendszeri
elváltozásokban
(NEUWELT
et
al.
2004).
Feltételezéseink szerint a specifikusan astrocyták és egyéb reaktív sejtek által fagocitált ferumoxtran-10 többletinformációval szolgálhat az adott betegségről, ezáltal segítve a differenciáldiagnózist és a terápiakövetést. A vizsgálat során huszonhárom,
valamilyen
idegrendszeri
betegségben
gyulladásos
komponenssel
(demyelinisatio,
bíró
vaszkuláris
központi betegség,
vérképzőszervi eredetű malignus központi idegrendszeri betegség) szenvedő beteg ferumoxtran-10 kontrasztanyaggal végzett koponya mágneses rezonancia vizsgálatát értékeltük ki azzal a céllal, hogy megtudjuk, melyik betegségben érdemes ennél részletesebb vizsgálatot végezni. E klinikai vizsgálat a Helsinki Egyezménnyel (Helsinki Deklaráció /WMA, 1964; utolsó módosítás és kiegészítés 52. WMA GA, Edinburgh, Scotland, 2000/; ICH-GCP /Consolidatad Guideline, 1996/ alapelvei) összhangban az Egyesült Államok Élelmiszer- és Gyógyszerminősítő Intézete (Food and Drug Administration, FDA) valamint az Oregoni Orvosi Egyetem ellenőrző (etikai) bizottsága (Oregon Health & Science University institutional review board) jóváhagyásával
készült.
Minden
beteg
részletes
szóbeli
és
írásbeli
felvilágosítást követően írásos beleegyező nyilatkozatot adott. A ferumoxtran10 kísérleti kontrasztanyag kb. 30 nm nagyságú részecske, mely vas-oxid 44
kristályból álló magból és az azt körülvevő dextránburokból áll (JUNG – JACOBS, 1995), ez utóbbi opszonizációt gátló hatással bír. A szer plazmafelezési ideje 24–30 óra (NEUWELT et al. 1994). A korábbi vizsgálatok során kiderült, hogy a szer lassú infúziójával minimalizálni lehet a fellépő mellékhatásokat (ANZAI et al. 2003). Huszonhárom (11 nő és 12 férfi, átlagéletkor 47 év, életkor 18–77 év között) különböző típusú vérképzőszervi tumoros és/vagy gyulladásos betegségben szenvedő beteg vizsgálatának analízise történt. A diagnózist a beteg kórlapjában is rögzített szokásos klinikai vizsgálatok, a liquorminták, a képalkotó módszerek, valamint szükség esetén a biopszia eredményei alapozták meg. A sclerosis multiplex (SM) diagnózisát a BARKHOF-kritériumok, a liquorminták eredményei, valamint a klinikai lefolyás alapján; az acut disseminált encephalomyelitis (ADEM) diagnózisát a képalkotó eljárások eredményei és a klinikai lefolyás alapján; a limfoma diagnózisát a képalkotó eljárások, a liquor és a biopszia eredményei; a stroke és vaszkuláris malformációk diagnózisát a klinikai és a képalkotók együttes eredményei alapján állították fel. A vizsgálatban való részvétel feltétele volt a radiológiai képalkotó módszerekkel diagnosztizált központi idegrendszeri tumor, vaszkuláris kórkép vagy gyulladásos elváltozás, továbbá a kielégítő májfunkció, a megfelelő vasháztartás, és a vastartalmú gyógyszerek elleni ismert allergia hiánya. Minden beteg a szokásos klinikai protokollnak megfelelően intézetünkben vagy külső intézetben natív és kontrasztos (0,1 mmol/kg gadolínium-kelát, Omniscan, gadodiamide; Nycomed Imaging AS, Oslo, Norvégia; vagy ezzel equivalens) koponya mágneses rezonancia vizsgálaton esett át 1,5 Tesla mágneses térerővel rendelkező készüléken. Minden esetben spin-echo (SE) T1 súlyozott, gyors SE T2 súlyozott, és protondenzitású szekvenciák készültek, majd a kontrasztanyag beadását követően a (SE) T1 súlyozott szekvencia megismétlésre került.
45
A ferumoxtran-10 kontrasztanyaggal történő vizsgálat a hagyományos vizsgálatot követő 30 napon belül készült, ennek a tág időintervallumnak logisztikai és terápiás okai voltak. A vastartalmú kontrasztanyagot 2,6 mg/kg dózisban, 100 ml fiziológiás sóoldatban feloldva, 30 perces intravénás infúzióval juttattuk a betegek szervezetébe. Huszonnégy órával az infúziót követően a natív sorozat MR szekvenciáit ismételtük meg, amit gradiens echo (GRE) T2* súlyozott szekvenciával, és néhány esetben diffúziós szekvenciával (DWI) egészítettünk ki. A ferumoxtran-10 csak lassú infúzióval adható be biztonságosan (bolus injekció során mastocyta sejtdegranuláció léphet fel), így perfúziós szekvenciák kivitelezésére nem volt lehetőség. Diffúziós szekvenciák csak néhány esetben készültek, azonban az alapvizsgálat során nem készült diffúziós szekvencia, összehasonlításra így nem volt mód. E tájékozódó jellegű vizsgálat során a képek értékelését konszenzus alapján két neuroradiológus és két idegsebész végezte. Azonos elváltozásokat vizsgálva, az értékelés alapjául a két különböző kontrasztanyaggal fellépő kontraszthalmozás-különbség, a halmozás intenzitása és kiterjedése szolgált. A résztvevő betegek klinikai státuszával mind a négy vizsgáló tisztában volt. Az alapvizsgálat során a natív és kontrasztos T1 súlyozott képek szubjektív megítélése kapcsán nem halmozó, mérsékelten halmozó és jól halmozó elváltozásokat írtunk le. Ezt követően a ferumoxtran-10 kontrasztanyaggal végzett vizsgálatok képeit a hagyományos gadolíniumtartalmú képekkel hasonlítottuk össze, és a halmozás intenzitása és/vagy kiterjedése alapján nem halmozó, gadolíniumhoz képest kevésbé halmozó (-), gadolíniummal megegyezően halmozó (=), és gadolíniumhoz képest intenzívebben halmozó (+), vagy nagyobb/újabb területen halmozó (++) besorolást kaptak. Ezek a besorolások vizuálisan egyértelműen azonosítható halmozásbeli különbségeken alapulnak ugyanazon elváltozás tekintetében a két különböző kontrasztanyaggal történt vizsgálat eredményeit figyelembe véve. Az utolsó kategóriaként leírt nagyobb/újabb meghatározáson egyértelműen nagyobb kiterjedésű vagy újabb, gadolíniumos sorozat során nem észlelt 46
halmozó területet értünk. A T2 és GRE T2 súlyozott képek ilyen irányú összehasonlítása nem történt meg, mert egyrészt az alapvizsgálatok jó része nem tartalmazott GRE T2* súlyozott szekvenciákat, másrészt meglepő módon a T2 súlyozott képeken – mint azt korábban már tapasztaltuk (VÁRALLYAY et al. 2002) – az intenzitásbeli változások kevésbé feltűnőek.
5.2.2 Ferumoxytol kontrasztanyaggal történt vizsgálat
Központi idegrendszeri betegek ferumoxtran-10-zel való vizsgálata során az elváltozások okozta vér–agy-gát sérüléseket és az esetlegesen jelenlevő, vasoxid
particulumokat
fagocitáló
gyulladásos
sejteket
(CD68
pozitív
makrofágok, reaktív astrocyták) lehet kimutatni (TASCHNER et al. 2005; VÁRALLYAY et al. 2002). Enyhe vér–agy-gát sérülés vagy gyulladás kimutatása esetenként ferumoxtran-10-zel biztosabbnak tűnik, mint gadolíniummal (MURILLO et al. 2005). Az elnyújtott halmozás hasznos lehetőséget nyújthat műtét előtti és utáni képek összehasonlítására, valamint megkönnyítheti az intraoperatív MRI kivitelezését (HUNT et al. 2005). A vizsgálat egyik célja az volt, hogy meghatározzuk azt az időpontot, amikor a ferumoxytol beadását követően a legintenzívebb a halmozás, és így optimális a képalkotás mind 1,5; mind 3 Tesla térerősség esetén. A másik pedig az, hogy összehasonlítsuk a gadolíniumot a ferumoxytollal perfúziós, valamint angiográfiás szekvenciák használata során. A neuroonkológiai betegek esetében a lehetséges előnyök között szerepel, hogy (1) egyetlen adag ferumoxytol beadása után a tumor napokig halmoz, ami lehetőséget biztosít pre-, intra- és posztoperatív MR-képek készítésére, másrészt pedig (2) a beadást követően a perfúziós és angiográfiás szekvenciák kivitelezése pontosabbá válhat azáltal, hogy a kontrasztanyag kezdetben nem távozik, „folyik” el az érpályából, nem úgy, mint ahogy ez a gadolínium esetében 47
történik. A vér tranzitidejének pontosabb mérésével, a vérvolumen egzaktabb meghatározásával lehetőség nyílna a tumorkezelés hatékonyságának korai vizsgálatára még azt megelőzően, hogy a tumor mérete csökkenne. Ebben a Nemzeti Rák Intézet (National Cancer Institute, NCI, USA) által támogatott vizsgálatban, amit az Élelmiszer- és Gyógyszerminősítő Intézet (Food and Drug Administration, FDA) valamint az Oregoni Orvosi Egyetem felügyelő (etikai) bizottsága (Oregon Health & Science University Institutional Review Board) is jóváhagyott, 2004 júniusától 2005 júniusáig tizenkét primer vagy szekunder agytumorban szenvedő beteg vett részt, akik a vizsgálati protokollnak eleget tettek. A vizsgálatba való felvétel előtt minden beteg széleskörű szóbeli és írásbeli tájékoztatás kapott, majd írásban beleegyező nyilatkozatot tett. A vizsgálatba való beválasztás kritériuma volt a két hétnél nem régebbi laborvizsgálat megléte. Minden olyan beteget, aki a 18. életévét nem töltötte be, tudott várandóssága, ismert allergiája volt a kontrasztanyaggal szemben, haemochromatozisa vagy májelégtelensége volt, esetleg központi idegrendszeri
beékelődés
tüneteit
mutatta,
automatikusan
kizártuk
a
vizsgálatból. A gadolíniumos alapvizsgálat, valamint ferumoxytollal történt további vizsgálatok között semmilyen terápiás vagy egyéb beavatkozás nem történt.
Kontrasztanyagok: Az alapvizsgálatokhoz hagyományos gadolíniumalapú MRkontrasztanyagként a Gadodiamide-ot (Omniscan, GE Healthcare AS, Oslo, Norvégia) használtuk az összes betegnél. A kísérleti kontrasztanyagként használt ferumoxytolt a gyártó cég (Advanced Magnetics, Inc., Cambridge, MA) biztosította számunkra. Dinamikus mágneses rezonancia vizsgálatok: Minden beteg kapcsán 1,5 (n = 3) vagy 3 Tesla (n = 9) mágneses térerejű készüléken dinamikus mágneses rezonancia vizsgálatokat is végeztünk. Az elvégzett szekvenciák sorrendjét az 5. táblázat írja le. 48
5. táblázat. Az MR-szekvenciák sorrendje (a) Look–Locker (T1 mérésekhez) szekvencia öt beteg kapcsán készült. (b) Hat beteg kapcsán először perfúziós szekvenciák készültek és ezt követte a dinamikus MRA, a többi betegnél dinamikus MRA vizsgálatokat követte a perfúziós szekvencia MR szekvencia 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7
kontraszt anyag iv. bolus Gadolínium
Alap MR szekvenciák TOF angiographia Look locker (a) Perfúziós vagy dinamikus MRA (b) 0,1 mmol/kg TOF angiographia +C Perfúziós vagy dinamikus MRA (b) 0,1 mmol/kg Look locker +C (a) T1 MR szekvencia +C Ferumoxytol TOF angiographia Look locker (a) Perfúziós vagy dinamikus MRA (b) 1 mg/kg, hígítás nélkül TOF angiographia +C Perfúziós vagy dinamikus MRA (b) 1,5 mg/kg, 1:4 hígítás Look locker +C (a) Dinamikus MRA (második) (b) 1,5 mg/kg, 1:8 hígítás Jelmagyarázat: Iv.: intravénás; TOF: time of flight; +C: előző szekvenciák során már kapott kontrasztanyagot; MRA: mágneses rezonanciás angiográfia
Dinamikus MR angiográfiás vizsgálat mind a tizenkét beteg kapcsán készült; az utolsó hat betegnél „kulcslyuk” szekvenciákat használtunk, ami jobb időbeli, de rosszabb térbeli felbontást ad a hagyományos szekvenciákhoz képest (WU et al. 2004). Az elkészült maximális intenzitás projekciós (MIP) képek minőségi vizsgálatát, értékelését három radiológus és egy idegsebész végezte el, akik ismerték a betegek egyéb képalkotó és klinikai adatait is. A perfúziós vizsgálathoz céltérfogat- (regions of interest, ROIs) meghatározás történt.
A kórosan
halmozó
tumoros területről és
a
környezetében elhelyezkedő T2 magas jelintenzitású területről választottunk céltérfogatokat. 49
Kontrolltérfogatokat az ép szürke- és/vagy fehérállomány területén jelöltük ki. Megfelelő szoftverek alkalmazásával (Advantage Windows 4.2. with Functool software; GE Healthcare, Milwaukee, WI, USA) idő–intenzitás görbe, agyi vérvolumen (CBV) parametrikus térképek, valamint relatív vérvolumen (rCBV) görbék készültek (PARIKH et al. 2004), ami az intenzitás görbe alatti terület kontroll alatti területtel való normalizálásából adódott. Mathlab szoftver (Mathworks, Natick, MA) segítségével a relatív átlagos átfolyási idő (relative mean transit time, rMTT) értékeit is kiszámítottuk, amit γ-változó idő–intenzitás görbéhez való illesztésével értünk el (KAMBA et al. 1999). A perfúziós paraméterek szignifikanciájának értékeléséhez Student-féle t-próbát használtunk. A halmozó lézió és a környező nem halmozó T2 magas jelintenzitású terület értékeit egymintás t-próbával, míg az azonos ROI-k ferumoxytollal és gadolíniummal készült értékeit páros t-próbával vizsgáltuk. Az első alkalommal a betegeket véletlenszerűen 1,5 Teslás vagy 3 Teslás MRkészüléken vizsgáltuk. Az alap MRI során natív T1, T2 súlyozott és kontrasztos T1 súlyozott képek is készültek a dinamikus vizsgálatokat megelőzően. A későbbi szekvenciák – T1 súlyozott sagittalis, valamint T1, T2 és T2* súlyozott axiális síkú képek – minden beteg esetén mindkét térerejű MR-készüléken elkészültek (12. ábra).
12. ábra. Az MR-képalkotás menetrendje
50
Time-of-flight MRA és a T1 relaxációs ráta meghatározása: A kontrasztanyag beadását követően, húsz percen belül, time of flight (TOF) MRA készült (n = 6) T1 súlyozott mérésekkel kísérve (5. táblázat). Öt beteg kapcsán Look– Locker képalkotó rendszer segítségével T1 relaxációs állandó meghatározás történt a tumoros, a tumor körüli, valamint kontroll területeken felvett ROI-kból. A T1 relaxációs idő változásából – függetlenül minden más hatástól – a regionális kontrasztanyag-felvétel mennyiségére lehet következtetni, így a T2 súlyozás változásaitól és a mágneses szuszceptibilitás okozta eltérésektől. A vérben és a szövetekben a relaxációs ráta (R1 = 1/T1, azaz a relaxációs idő reciproka) egyenes arányú, lineáris változást mutat a helyi kontrasztanyagkoncentráció függvényében (CRAWLEY – HENKELMAN, 1988; NEKOLLA et al. 1992; SHAH et al. 2001). Az elváltozásban és az elváltozás körüli területekhez tartozó R1-értékeket a távoli, ép kontrollszövetekhez tartozó R1-értékekkel normalizáltuk úgy, hogy megfelelő kontrasztot érjünk el a léziókban vagy a léziók körüli területekben. Egyazon betegnél az ismételt mérések korrelációját is figyelembe vettük, ehhez az R1-értékeket a kontrasztanyag beadása előtt és után összehasonlítottuk a lineáris kevert modell értékeivel.
Ferumoxytol intenzitás–idő görbe: A ferumoxytol elhúzódó halmozásának vizsgálatához
minden
beteg esetében 1,5 Teslás,
valamint
3 Teslás
készülékeken számos időpontban (4–6 óra, 16–20 óra, 24–28 óra, 48–52 óra és 72 órán túl) több szekvencia (hagyományos, több síkban készült T1 és T2 súlyozott
szekvenciák)
készült
(13. ábra).
A
ferumoxytol-halmozás
vizsgálatához a T1 súlyozott szekvenciák képeit minden beteg kapcsán, Barin Voyager QX (Brain Innovations BV, Maastricht, Hollandia) program segítségével félautomatikus módon egymáshoz igazítottuk, koregisztráltuk. Az alapot minden esetben az első kontraszt nélküli T1 súlyozott sorozat szolgáltatta, a többi időpont T1 súlyozott képeit ezekhez igazítottuk. Minden 51
betegnél két ROI felvétele történt, egy a tumoros, kórosan halmozó, míg egy az ép agyi területekről. A halmozó területek kiválasztása félautomatikus módszerrel történt, melynek során egy adott területen önkényesen megadott intenzitásérték feletti pixelek kerültek kiválasztásra, amit egy algoritmus segítségével a környező agyi területekre is kiterjesztettünk. A kontroll ROI-k intenzitásértékeit a készülék érzékenységének változásából, valamint a normál agyi
szövetek
korrekciójára
különböző
használtuk
halmozásából
fel.
adódó
A számításokat
intenzitásváltozások
Mathlab7 (Mathworks)
programmal végeztük. Minden betegnél, mindkét térerőn a relatív jelintenzitások értékeit az idő függvényében ábrázoltuk, ezekből átlagot számítottunk, ezáltal meghatároztuk a maximális kontraszthalmozás időpontját. Azon betegek esetében, ahol a vizsgálatok közben biopszia történt, az adatokat a műtét után már nem vettük figyelembe,
mivel
a
biopszia
során
fellépő
vérzés
bomlástermékei
befolyásolhatják az intenzitásértékeket (GOMORI et al. 1985, 1988). Öt beteg esetében a ferumoxytol beadását követő 24 és 48 óra között a kórosan halmozó lézióból biopsziát vettek, ami kapcsán kiegészítő intraoperatív MRI is készült egy alacsony, 0,15 Tesla térerejű készülékkel (Polestar N10 or N20; Medtronic, Louisville, CO, USA). A biopsziák során a készülék által felkínált, előre beállított paraméterekkel T1 súlyozott axiális síkú szeletek készültek. A halmozó terület kiterjedésének megítélése kétdimenziós becslés alapján történt. Reprezentatív szeletek kiválasztása után a halmozó terület legnagyobb és arra merőleges átmérő átlagát számítottuk, majd az idő függvényében ábrázoltuk. A halmozás minőségi értékelését – a halmozás térbeli kiterjedése, karakterisztikája és intenzitása vonatkozásában – ugyanaz a radiológus végezte a ferumoxytolos, valamint gadolíniumos képek összevetésével.
52
A használt MR-szekvenciák paraméterei: Az összes szekvencia 230–240 mmes field of view-val (FOV-val) készült (hacsak egyéb indikáció miatt nem készült más). Axiális síkú szeletek 3 mm-es szeletvastagsággal folytatólagosan (gap nélkül), míg a sagittalis síkú szeletek 5 mm-es szeletvastagsággal 1 mm-es szeletek közötti távolsággal (gap) készültek.
1,5 Teslás készülék: T1 súlyozott sagittalis síkú spin echo (SE) szekvenciák repetíciós ideje (TR) 500 ms, echo ideje (TE) 9 ms volt, míg a T1 súlyozott axiális síkú SE-szekvenciák 600 ms-os repetíciós idővel és 20 ms-os echo idővel készültek. A T2 súlyozott axiális síkú echo planár (echo planar imaging, EPI) SE képek repetíciós ideje 4000 ms, echo ideje 91 ms, T2 súlyozott axiális EPI gradiens echo (gradiens recalled echo, GRE) képek TR-je 550 ms, TE-je 23 ms, dőlésszöge (flip angle) 10 °. A perfúziós szekvencia (perfusion weighted
imaging,
PWI-EPI-SE)
TR-je
2600 ms;
TE-je
80 ms;
a
háromdimenziós dinamikus kontrasztos angiográfiás szekvencia (3D-GREMRA) TR-je 7,9 ms; TE-je 2,8 ms; dőlésszöge 30 °; FOV-ja 280 mm; 512×512-es mátrixszal bír, és a szeletek 1 mm-rel átfedik egymást.
3 Teslás készülék: 3 Teslás gépre optimalizált szekvenciák közül a következők készültek. T1 súlyozott SE szekvencia (TR 525 ms; TE 10 ms), T1 súlyozott axiális turbo spin echo (TSE) szekvencia (TR 700 ms; TE 7,2 ms; TSE faktor 3), T1 súlyozott axiális gyors mezős echo (fast field echo, FFE) szekvencia (TR 150 ms; TE 2 ms; dőlésszög 80 °), T2 súlyozott axiális TSE képek (TR 3000 ms; TE 80 ms; TSE faktor 15), T2 súlyozott axiális FFE képek (TR 1534 ms; TE 16 ms; dőlésszög 18 °), perfúziós szekvencia (PWI-EPI) (TR 35 ms; TE 28 ms), háromdimenziós dinamikus kontrasztanyagos angiográfiás (3D-GRE-MRA) szekvencia (TR 14,6 ms; TE 2,3 ms; dőlésszög 20 °; FOV 250 mm;
mátrix
1024×1024;
szeletek
0,5 mm-rel
átfedik
egymást).
Kontrasztanyagos MRA ún. „kulcslyuk gyorsítással (keyhole speed-up)” (TR 53
4,4 ms; TE 1,5 ms; FOV 260 mm; mátrix 256×256; szeletvastagság 1,4 mm 0,7 mm átfedéssel), háromdimenziós time of flight angiográfia (3D-TOF GRE) (TR 14,7 ms; TE 2,4 ms; dőlésszög 20 °; FOV 250 mm; mátrix 1024×1024; szeletvastagság 0,5 mm), valamint mennyiségi (kvantitatív) T1 súlyozott mérések
(TR
6,3 ms;
TE
3 ms;
szeletvastagság 280 mm).
54
dőlésszög
10 °;
mátrix
240×240;
6. EREDMÉNYEK ÉS ÉRTÉKELÉSÜK 6.1. Állatkísérletek eredményei és értékelésük
6.1.1. Sertések ozmotikus vér–agy-gát megnyílás reverzibilitásának igazolása, a nyitott állapot idejének meghatározása
A sertések vér–agy-gátjának sikeres megnyitását követően igazolni akartuk annak reverzibilis voltát, ezzel egyidejűleg a nyitott állapot nagyságrendi idejét. Irodalmi adatok alapján azt feltételeztük, hogy a vér–agy-gát funkciójának regenerációja 30–60 percen belül a sertések esetében is végbe megy, ezért a reverzibilitás igazolására három sertés kezeléséből álló kísérletet terveztünk. A kezeléseket annyiban változtattuk meg, hogy az Evans-kék festék beadásával 30, 60, illetve az utolsó esetben 90 percet vártunk az ozmotikus kezelést követően. Azt vártuk, hogy a vér–agy-gát integritása valahol a 30 és 60 perc közötti időintervallumban helyreáll, így a 90 perc eltelte után már biztos nem látunk festődést. A kísérlet igazolta feltételezésünket, 30 perc eltelte után a festődés
még
makroszkóposan
megfigyelhető már
nem
volt, látszott
60
perc
után
(szövettani
érdemi
feldolgozás
festődés során,
mikroszkopikusan kevés festék még megfigyelhető), 90 perc után sem makroszkóposan, sem mikroszkóposan festődés nem volt igazolható (13., 14. ábra). A kísérlet során egyértelműen bizonyítást nyert, hogy a sertések esetében – az irodalmi adatokkal megegyezően – a többi emlősállatban ismert időhöz hasonlóan a vér–agy-gát integritása ozmotikus megnyitást követő 30–60 perces időintervallumban áll helyre.
55
13. ábra. Sertésagy festődése, Evanskék 30 perccel az ozmotikus megnyitás után került beadásra
14. ábra. Sertésagy festődése, Evanskék 60 perccel az ozmotikus megnyitás után került beadásra
6.1.2. Sinerem-átjutás vizsgálata sertés vér–agy-gáton ozmotikus megnyitást követően
A sertésekre adaptált vér–agy-gát megnyitásának módszerével vizsgáltuk, hogy az új típusú vastartalmú kontrasztanyag (Európában a francia Guerbet vállalat gyárt Sinerem nevű USPIO-kontrasztanyagot) bennük is átjuttatható-e a vér– agy-gáton. A kísérletet egy sertésben végeztük el: a korábban leírt módon előkészített sertésben
vér–agy-gát
megnyitás
történt.
Az
új
típusú
vastartalmú
kontrasztanyagot (Sinerem) – a humán gyakorlatban ajánlott – 2,6 mg/kg dózisban lassú intravénás infúzióval adtuk be közvetlenül mannitolinfúzió után. A kontrasztanyag beadása után 24 órával mágneses rezonancia vizsgálatot végeztünk T1 és FLAIR T2 szekvenciákkal. A T1 súlyozott képeken érdemi halmozás nem igazolódott, a FLAIR T2 képeken baloldalon minimális alacsony jelintenzitású terület sejthető (vs. a kontrasztanyag), körülötte magasabb jelintenzitású területtel, ami ödémának felelhet meg (15. ábra).
56
15. ábra. Sertésagyról készült FLAIR T2 súlyozott coronalis síkú MR-felvétel 24 órával a ferumoxtran-10 beadása után
6.2. A humán vizsgálatok eredményei és értékelésük
6.2.1. Ferumoxatran-10 humán központi idegrendszeri felhasználásának eredményei
hagyományos
szekvenciák
alkalmazásával
gyulladásos
komponensekkel bíró kórképek esetén
Három nagyobb kategóriába sorolható (demyelinisatiós, vascularis, valamint hemopoeticus eredetű tumoros), nyolc különböző típusú betegséggel összesen huszonhárom beteg került ferumoxtran-10 kontrasztanyaggal mágneses rezonancia vizsgálatra (6. táblázat). Egy beteg (10. sorszámú) három különböző kórképben is szenvedett (SM, stroke, meningeoma). A demyelinisatiós kórképek csoportjába hét SM és három ADEM diagnózissal rendelkező beteg került, a vaszkuláris kórképek csoportjában három stroke, három vénás cavernosus malformáció és két vasculitis volt, míg a hemopoeticus eredetű tumoros kórképek között öt primer
57
agyi
limfoma
(PCNSL)
és
egy
gyulladásos
myofibroblasticus
(mesenchymasejt) tumor szerepelt.
6. táblázat. Gyulladásos kórképekkel diagnosztizált betegek demográfiai adatai és az összehasonlító mágneses rezonancia vizsgálatok eredménye #
Kor
Nem
Diagnózis
Lézió lokalizációja
Két MR vizsg. közötti napok sz.
Vashalmozás
Gadolíniumhalmozás
Gadolíniumhoz viszonyítva nincs
halvány
jó
nem
–
=
+
Szteroidkezelés
++
Demyelinisatióval járó kórképek Acut disseminált 1
25
M
Agytörzs
6
×
Multifocalis
6
×
Multiplex
12
×
Multifocalis
4
×
nem
encephalomyelitis Acut disseminált 2
24
F
3
18
F
4
47
F
5
51
M
6
45
F
7
51
M
8
44
F
9
39
F
10
53
F
encephalomyelitis * Acut disseminált encephalomyelitis Sclerosis multiplex * Sclerosis multiplex Sclerosis Multiplex Sclerosis Multiplex Sclerosis Multiplex Sclerosis Multiplex Sclerosis Multiplex Meningioma Vascularis lesio
Diffuse
24
×
1
×
Diffuse
29 2
Diffuse
3
Diffuse
nem
×
nem
×
nem
× ×
×
× × × ×
nem ×
igen
×
?
×
?
×
?
×
6
Parasellaris R Frontalis
×
×
L Fronto-parietalis
Multiplex
×
×
× ×
?
× ×
Vascularis lesio 11 12
72 77
F M
13
28
F
14
26
M
15
39
M
16 17
59 34
M M
Stroke ° Stroke ° Cavernous vasc. malformation Cavernous vasc. malformation * Cavernous vasc. malformation * Vasculitis * Vasculitis *
L Basalis ganglionok R Parietal
10 2
×
Agytörzs
×
4
×
Splenium, corpus callosum
5
×
L frontalis
22
diffuse duralis Multiplex
23 5
×
igen nem
×
nem
×
× × × ×
nem ×
nem
× ×
igen nem
Vérképzőszervi tumorok PCNSL *, szemérintettség PCNSL*, szemérintettség
18
72
M
19
40
M
20
75
M
Lymphoma *
21 22
59 58
M F
23
54
F
PCNSL * PCNSL * Gyulladásos myofibroblasticus tumor *
Multiplex
15
Diffuse
7
Tentorium, koponyabázis Multiplex Multiplex
14 8
× ×
Multifocalis
23
×
3
× ×
× ×
×
× × ×
igen nem igen**
× ×
igen igen
×
?
Jelmagyarázat: – kevesebb halmozás, = azonos halmozás, + több halmozás, ++ nagyobb területen halmozás vagy újabb helyen megjelenő halmozás, * biopsziával igazolt, ° korábbi anamnézisben PCNSL, ** két MR között a szteroidkezelés felfüggesztve, ? bizonytalan adat
58
A betegségek időbeli lefolyásából és a kezelések hatásaiból adódó változások következményének minimalizálása céljából, a betegek nagyobb része (17/23) az alapvizsgálatot követő tizenöt napon belül került másodszori mágneses rezonancia vizsgálatra. A vizsgálatok során nem tapasztaltunk ferumoxtran-10 beadásával kapcsolatos mellékhatásokat. A 6. táblázat – a T1 súlyozott képek alapján végzett két szer kapcsán kialakult kontraszthalmozásbeli különbségek értékelése mellett – összefoglalja a
betegek
demográfiai
adatait,
diagnózisait,
valamint
esetleges
szteroidkezelésük tényét. Öt esetben (két stroke mellett egy-egy egy ADEM, cavernoma és PCNSL) a ferumoxtran-10 több halmozást mutatott, mint a gadolínium a T1 súlyozott képeken: ami magasabb jelintenzitást, vagy nagyobb területű halmozást, vagy új területen megjelenő halmozást jelent. Öt esetben (két SM, további egy-egy stroke, PCNSL és cavernosus malformáció) egyik kontrasztanyag beadását követően sem volt kimutatható értékelhető halmozás. Két SM esetben a gadolíniumos képeken mérsékelt halmozás látszott, míg a ferumoxtran-10 nem mutatott halmozást. A maradék tizenkét esetben mindkét kontrasztanyag mutatott halmozást, kivétel nélkül a gadolíniumos képek mutattak intenzívebb halmozást.
Demyelinisatiós elváltozások: A hét SM-ben szenvedő beteg közül háromnál a ferumoxtran-10 kontrasztanyaggal végzett vizsgálat során látszott némi halmozás a laesioknak megfelelően, de a halmozás a gadolíniumhoz képest kevésbé volt intenzív. Két esetben a gadolínium mutatott halmozást, míg a vastartalmú kontrasztanyag nem jelent meg az elváltozásokban. Két esetben egyik kontrasztanyag sem halmozott az SM-es elváltozásoknak megfelelően. Egy esetben a gadolíniumos képeken igen intenzív halmozás mutatkozott, ugyanitt a ferumoxtran-10 csak nagyon halvány intenzitás eltérést produkált (16. ábra).
59
A vastartalmú kontrasztanyaggal T1 súlyozott képeken halmozást mutató három eset közül egy esetben (7. sorszámú beteg) a GRE T2* szekvencián alacsony jelintenzitás jelent meg a területnek megfelelően, de a FSE T2 szekvencián értékelhető jelintenzitásbeli eltérés nem látszott. Az összes többi SM-es beteg esetében egyik T2 súlyozott szekvencián sem sikerült jelintenzitás eltéréseket kimutatni a két vizsgálat képei között. A három ADEM-es beteg közül az egyik esetben (1. sorszámú beteg), mely a 17. ábrán látható, az agytörzsi elváltozás T1 súlyozott képeken ferumoxtran10-zel intenzívebb halmozást mutatott, mint gadolíniummal. Ugyanezen területnek megfelelően a T2 és GRE T2* súlyozott képeken alacsony jelintenzitású terület jelent meg.
16. ábra. SM diagnózis (6. sorszámú beteg) Az axiális síkú T1 súlyozott képeken gadolínium adása előtt (A) és után (B) frontoparietalisan intenzíven halmozó elváltozás látszik. Egy nappal később végzett MRI ferumoxtran-10 beadása után a T1 súlyozott képeken minimális halmozás sejthető (C), T2 és GRE T2* súlyozott képeken (D, E) érdemi intenzitásbeli eltérés nem látszik. Figyelemre méltó a GRE T2* súlyozott képeken az erek alacsony jelintenzitása, amit az erekben még jelenlévő ferumoxtran-10 okoz (blood pool agent)
60
17. ábra. ADEM diagnózis (1. sorszámú beteg) A natív (A) és gadolíniumos T1 súlyozott képeken (B) halvány halmozást mutató agytörzsi lesio figyelhető meg. Hat nappal később ferumoxtran-10-zel készült T1 súlyozott képen (C) kifejezetten nagyobb és intenzívebben halmozó elváltozás ábrázolódott. Gadolíniummal készült három hónapos kontrollvizsgálaton érdemi halmozás már nem látszik (D)
A másik két ADEM-es beteg esetében az elváltozások T1 súlyozott képeken a gadolíniummal intenzívebb halmozást mutattak, mint a vastartalmú szer, a T2 és GRE T2* szekvenciák pedig nem mutattak vastartalomra utaló alacsonyabb jelet. Két beteg kapcsán (18., 19. ábra) a körültekintő és széles körű klinikai vizsgálatok ellenére sem sikerült biztos diagnózist felállítani, így a felmerülő diagnózisok (demyelinisatiós elváltozás és tumor) elkülönítése érdekében biopsziára került demyelinisatiós
sor.
A hisztopatológiai
gyulladásos
elváltozást
vizsgálat
igazolt.
mindkét
Mindkét
esetben
esetben
a
ferumoxtran-10 halmozás intenzitása elmaradt a gadolíniuméval szemben, ami alapján felmerült a gyanú, hogy demyelinisatiós gyulladásos kórképekben a vér–agy-gát ferumoxtarn-10 kontrasztanyag számára kevésbe permeábilis, mint a gadolínium számára, kivéve néhány ADEM-es esetet. 61
18. ábra. ADEM diagnózis (2. sorszámú beteg) A natív (A) és gadolíniumos (B) T1 súlyozott képeken az oldalkamrák körül multiplex egymással confluáló erősen halmozó területek látszanak. Hat nappal később ferumoxtran-10-zel készült T1 súlyozott képen (C) ugyanezeken a területeken sokkal halványabb halmozás ábrázolódott. A T2 és GRE T2* súlyozott képeken érdemi jelintenzitás-eltérés nem látszott (D, E)
19. ábra. Biopsziával igazolt SM diagnózis (4. sorszámú beteg) A natív (A, B) és gadolíniumos (C, D) T1 súlyozott képeken mindkét oldalon, temporo-parietalisan apró halmozó gócok ábrázolódnak. Hat nappal később ferumoxtran-10-zel készült T1 súlyozott képen (E, F) ugyanezeken a területeken sokkal kisebb és halványabb halmozást mutató gócok láthatók
62
Vaszkuláris elváltozások: Két stroke-os beteg esetében a ferumoxtran-10 intenzívebb halmozást mutatott a gadolíniummal szemben. Egyik esetben már a kontraszt nélküli T1 képeken magas (úgynevezett intrinzik magas) jelintenzitás ábrázolódott (korábbi apró vérzés következménye lehetett), ami megnehezítette a megítélést, mivel a vér bomlástermékei és a vas-oxidrészecskék hasonló jelintenzitásbeli eltéréseket okozhatnak. Enyhe alacsony jelintenzitásbeli eltérések látszottak a GRE T2* szekvenciákon, míg a T2 szekvenciák nem mutattak eltérést. A másik esetben a ferumoxtran-10 halmozás sokkal intenzívebb volt, mint a gadolínium okozta jelintenzitás fokozódás. A különbséget a két vizsgálat között eltelt idő is okozhatta (postictalisan 3. és 13. napon történt a vizsgálat), hiszen tudjuk, a parenchymahalmozás gadolíniumot használva négy–hét nappal az agyi ischemiás történés után jelenik meg, és hetekig fennállhat (20. ábra). Az elváltozás igen kifejezett alacsony jelintenzitást mutatott mind T2, mind GRE T2* szekvenciákon, ami nagyobb mennyiségű vas-oxid lerakódására enged következtetni.
20. ábra. Stroke diagnózis (11. sorszámú beteg) Ictust követő 3. napon a baloldali insularis kéreg állományában, bazális ganglionokban natív (A) és gadolíniumos (B) T1 súlyozott képeken érdemi halmozás nem látható, ugyanitt a T2, FLAIR és diffúzió súlyozott képeken magas jelintenzitás jelezte az akut stroke helyét (nincs a képen). Tíz nappal később ferumoxtran-10-zel készült T1 súlyozott képen (C) egyértelmű, intenzív halmozás látszik az előbbi területeknek megfelelően. 90 napos kontroll során készült gadolíniumos T 1 súlyozott képek (D) nem mutattak halmozást
63
A harmadik stroke-os beteg (10. sorszámú beteg) elsődleges diagnózisa SM volt, de emellett volt egy apró lacunaris infarktusa és egy meningeomája. Az apró vaszkuláris elváltozás egyik kontrasztanyag adását követően sem halmozott, míg a meningeoma mindkét esetben mutatott halmozást, de a gadolínium adását követően a halmozás jóval intenzívebb volt. Egyik vénás cavernosus malformáció Gd adását követően nem halmozott, de intenzív erősítést mutatott a vas-oxid-tartalmú szerrel (21. ábra). A T2 és GRE T2* szekvenciákon alacsony jelintenzitású területek látszottak, ami nagyobb ferumoxtran-10 koncentrációra utalt.
21. ábra. Vénás cavernosus malformáció diagnózis (11. sorszámú beteg) A baloldali híd állományában natív (A) és gadolíniumos (B) T1 súlyozott képeken érdemi halmozás nem látható. Négy nappal később ferumoxtran-10-zel készült T1 súlyozott képen (C) kifejezett, intenzív halmozás látszik az előbbi területeknek megfelelően
A másik vénás cavernosus malformáció esetében nagy valószínűséggel korábbi vérzés következményeként intrinsic magas T1 jelintenzitás volt megfigyelhető, és egyik kontrasztanyag esetében sem látszott értékelhető halmozás. Az elváltozás körül T2 és GRE T2* szekvenciákon alacsony jelintenzitású területek ábrázolódtak már a ferumoxtran-10 beadása előtt valószínűleg
hemosziderin-lerakódás
jeleként,
és
a
vas-oxid-tartalmú
kontrasztanyag beadását követően ezek nem változtak. A harmadik vénás cavernosus malformáció esetében is láttunk intrinsic magas T1 jelintenzitású területeket, de ebben az esetben az elváltozás széli részein gadolínium is
64
mutatott halmozást. Ezzel szemben a vas-oxid-tartalmú szer kiváltotta halmozás kevésbé volt kifejezett, és az értékelés is igen nehéz volt a vér bomlástermékei okozta intrinsic magas T1 jelintenzitás eltérések miatt. A T2 súlyozott
képeken
vas-oxid-lerakódás
jeleként
alacsony
jelintenzitású,
klasszikus pattogatott kukorica mintázatú területek jelentek meg ferumoxtran10 beadását követően, ami származhat a vas-oxid-tartalmú kontrasztanyagból vagy a vér bomlástermékeiből. A két vasculitises eset kapcsán gadolínium adását követően intenzív durális halmozás alakult ki, ferumoxtran-10 beadása kevésbé intenzív halmozást okozott. A második esetben a durális halmozás mellett némi parenchymás halmozás
is
kialakult
mindkét
kontrasztanyag
használatát
követően,
intenzitásuk érdemben nem különbözött, de a halmozás mintázata eltérő volt. A T2 súlyozott képeken nem volt érdemi eltérés. Haemopoeticus eredetű tumorok: Az öt PCNSL eset mindegyike különböző halmozást mutatott az új vastartalmú kontrasztanyag beadását követően. Az első esetben a beteg négy laesioja közül (mindkét oldali nucleus caudatus fej, splenium, temporalis lebeny) három ferumoxtran-10 beadása után intenzívebb halmozást mutatott (22. ábra). T2 és GRE T2* szekvenciákon szignifikáns alacsony jelintenzitású területek jelentek meg ferumoxtran-10 infúziója után. A második PCNSL esetben jelzett intrinsik T1 magas jelintenzitás mellett egyik kontrasztanyag esetében sem volt értékelhető halmozás. T2 és GRE T2* szekvenciákon
jelzett
alacsony
jelintenzitás
került
leírásra,
mely
kontrasztanyag beadását követően nem változott. Feltételezéseink szerint a jelintenzitás-eltéréseket a biopsziát követő kis vérzés okozta. A harmadik lymphomás esetben enyhe tentorialis halmozás került leírásra mindkét kontrasztanyag beadása után, érdemi intenzitásbeli különbségek nélkül. A T2 súlyozott képek nem mutattak kimutatható jelintenzitásbeli különbséget.
65
22. ábra. PCNSL diagnózis (18. sorszámú beteg) Mindkét oldalon a nucleus caudatus fejében intenzív, gyűrűszerűen halmozó elváltozás ábrázolódott a natív (A) és gadolíniumos (B) T1 súlyozott képeken. Tizenöt nappal később ferumoxtran-10-zel készült T1 súlyozott képen (C) az előbbi elváltozások nagyobb területen és intenzívebben halmoznak a gadolíniummal készült képekhez viszonyítva. A corpus callosum spleniumában egy másik góc ugyanígy nagyobb területen és intenzívebben halmoz (a képeken nem látszik). A T2 súlyozott képeken jelintenzitás-csökkenés alakult ki mindkét elváltozásnak megfelelően (D, E)
Az utolsó két limfomás esetnél az elváltozások mindegyike intenzívebb halmozást mutatott gadolíniummal, és kevésbé mérsékelten intenzív vagy semmilyen halmozást nem mutatott a vas-oxid-tartalmú kontrasztanyaggal. Az utolsó előtti limfomás beteg esetében a T2- és GRE T2*-szekvenciákon nem volt jele vas-oxid okozta jelvesztésnek, az utolsó esetnél azonban jelzett alacsony jelintenzitású területek
jelentek meg,
ami kis
mennyiségű
ferumoxtran-10 lerakódásra utal. A
plazmasejtes
granuloma
(gyulladásos
myofibroblastikus
tumor)
gadolínium beadását követően intenzívebb halmozást mutatott, mint a ferumoxtran-10 infúziót követően.
66
6.2.2. Ferumoxytol központi idegrendszeri felhasználásának eredményei hagyományos, angiográfiás és perfúziós MR-szekvenciák alkalmazása kapcsán
Dinamikus mágneses rezonancia vizsgálatunk során összesen tizenkettő, tizenegy primer és egy metasztatikus agytumoros beteg (életkoruk 32–65 között változott, átlagéletkor 51,2 év, közülük kilenc férfi és három nő) vizsgálatára került sor (7. táblázat).
7. táblázat. A vizsgálatba bevont betegek fontosabb adatai. A ferumoxytolhalmozás minőségi jellemzői a gadolíniumhalmozáshoz viszonyítva # 1 2 3 4 5 6
Diagnózis
GBM GBM GBM High-grade glioma Oligodendroglioma Oligodendroglioma Emlőcarcinoma 7 metastasis 8 GBM 9 Oligodendroglioma 10 Malignus pinealis tumor 11 High-grade glioma 12 GBM
Kor Korábbi [év] kezelés
Halmozás jellemzői
Halmozás intenzitása
61 39 65 48 41 63
C, R C, R – – C, R –
Fe inkább perifériásan, idővel növekszik Fe inkább perifériásan, idővel növekszik Fe inkább perifériásan, idővel növekszik Fe inkább perifériásan, idővel növekszik Fe inkább perifériásan, idővel növekszik Fe-sal kevesebb folt látszik
G G = = G GG
55 58 61 32 59 32
C, R C, R C C, R C, R C
Fe idővel növekszik Fe inkább perifériásan, idővel növekszik Fe halmozás jóval kisebb Multiloculált cysták Halvány Fe-halmozás Fe idővel növekszik
= G G = GG F
Rövidítések: GBM: glioblastoma multiforme; K: kemoterápia; R: irradiáció; Fe: ferumoxytol; G: intenzívebb gadolíniumhalmozás; GG: sokkal intenzívebb gadolíniumhalmozás, =: kb. azonos intenzitású halmozás; F: intenzívebb ferumoxytolhalmozás
Az írásos beleegyező nyilatkozattétel után minden beteg sikeresen megkapta a kétfajta kontrasztanyagot, egyikkel szemben sem lépett fel mellékhatás. Egy kivételével az összes beteg sikeresen átesett minkét térerősségű mágneses rezonancia vizsgálatsorozaton. Egy beteg a 24–28 órás időpont után nem vállalta a további vizsgálatokat. Öt beteg a ferumoxytol beadását követő 24 és
67
48 órás mágneses rezonancia vizsgálati időpont között biopsziás mintavételen esett át.
A ferumoxytol-halmozás időbeni változása A posztkontrasztos képek a két különböző térérő esetében nagy különbséget nem mutattak, a 1,5 Teslás képek valamelyest kontrasztosabbnak tűntek, a 3 Teslás képeken a halmozás néhány esetben kevésbé intenzívnek tűnt (23. ábra).
23. ábra. T1 súlyozott 1,5 Teslás fast spin echo (A), 3 Teslás fast field echo (B) és 3 Teslás turbo spin echo MR-képek 50 órával a ferumoxytol beadását követően. A legjobb kontraszt 1,5 Teslás képeken ábrázolódott. A 3 Teslás szekvenciák közül a turbo spin echo jobb kontrasztviszonyokat mutatott, mint a fast field echo
Az idő–intenzitás görbék csúcsai 1,5 Tesla esetén 16–20 (n = 3), valamint 24–48 (n = 9) órával a kontrasztanyag beadását követően alakult ki. Ugyanezen görbék 3 Tesla esetében nagyon hasonlóak voltak a 1,5 Teslás görbékhez, de a csúcsok szétszórtabban helyezkedtek el, két esetben 4–6 óránál, három esetben 16–20 óránál, hat eseten 24–28 óránál, míg egy esetben 48–52 óránál adódott a görbék csúcsa. A görbék átlagait vizsgálva azt találtuk, hogy a jelintenzitás változása a kontrasztanyag beadását követő 16–20 óra után csaknem eléri a maximumot, de végül a csúcsot csak a 24–28 órában éri el, és attól kezdve csökken az intenzitás, de még 72 óra elteltével is egyértelműen azonosítható (24. ábra). 68
24. ábra. Ferumoxytol jelintenzitás görbék 1,5 és 3 Teslán Az intenzitás görbe csúcsa 24–28 órával a beadást követően van, és jóval elhúzódóbb, mint a gadolínium esetében, ahol a csúcs 3,5–25,0 perc közötti időszakban jelentkezik
A ferumoxytol által halmozó terület kiterjedése az idő előrehaladtával fokozatosan növekedett, de kiterjedése sohasem érte el a T2 súlyozott képeken ugyanitt megfigyelhető magas jelintenzitású területét (25. ábra).
25. ábra. A ferumoxytollal halmozó tumorterület átmérőjének időbeli változása (A) Az egyenes vonal a ferumoxytollal halmozó területek átmérőinek átlagát, a szaggatott vonal a gadolíniummal halmozó területek átmérőinek átlagát, míg a harmadik, pöttyökkel megszakított szaggatott vonal a T2 súlyozott képeken magas jelintenzitású területek átmérőinek átlagát mutatja. T1 súlyozott gadolíniumos (B), T2 súlyozott (C) valamint különböző időpontokban készült T1 súlyozott ferumoxytolos (D–H) képek. A ferumoxytolos képek időpontjai: D 4–6 h, E 6–20 h, F 24–28 h, G 48–52 h, H > 72 h
69
A szubjektív minőségi vizsgálat során hét beteg esetében a Gd-halmozás intenzitása kifejezettebbnek tűnt, mint a ferumoxytol-halmozás, egy esetben a ferumoxytol halmozása tűnt intenzívebbnek, míg a maradék négy esetben a halmozások intenzitása nem mutatott értékelhető különbséget (5. táblázat). Az elváltozások 0,15 Teslás képeken is egyértelműen azonosíthatóak voltak azon öt beteg esetében, ahol a biopszia során intraoperatív képek is készültek (26. ábra).
26. ábra. GBM diagnózis (3. sorszámú beteg) Az első kép (A) az alap gadolíniumos T1 súlyozott képet mutatja. 24 órával később ferumoxytolos T1 (B) és T2 súlyozott (C) képek készültek, majd műtét közben (biopszia) 26 órával a ferumoxytol beadása után intraoperatív T1 súlyozott (D) vizsgálat történt 0,15 T térerejű MR-készülékkel
70
Dinamikus képalkotás: A dinamikus MRA szekvenciákhoz a szuszceptibilitási artefaktumok csökkentése érdekében a ferumoxytol 1:8 arányú hígításban került felhasználásra rövid TE mellett. A 3D dinamikus kulcslyuk MRA során elérhető 4–6 s-os időbeli felbontás nem tette lehetővé az artériás és a vénás fázis elkülönítését. Perfúziós képalkotás során minden beteg kapcsán (kivéve két esetet, ahol technikai problémák adódtak) összehasonlítottuk a ferumoxytollal és a gadolíniummal készült rCBV- (n = 10) és rMTT- (n = 8) értékeket (27. ábra). Az rCBV- és rMTT-értékeket számítottunk, melynek során a ROI-k a halmozó tumor állományában, a tumor körüli, T2 súlyozott képeken magas jelintenzitású területben jelöltünk ki, amit egy ép agyterületben kijelölt terület értékeivel hasonlítottunk össze. A számított rCBV- és rMTT-értékek átlagait mutatja a 27. ábra.
27. ábra. A gadolíniummal és ferumoxytollal végzett perfúziós vizsgálatok kvantitatív összehasonlítása Jelmagyarázat: rBV = relatív vértérfogat, rMTT = relatív mean transite time
71
A halmozó tumor mindkét kontrasztanyag alkalmazása esetén – gadolínium (p = 0,0009); ferumoxytol (p = 0,0007) – szignifikánsan nagyobb rCBVértékeket mutatott a peritumorális területen mért értékekhez képest. Ezzel szemben ugyanezen ROI-kban mért
rMTT-értékek között nem volt
szignifikáns eltérés (gadolínium p = 0,54; ferumoxytol p = 0,42). A két kontrasztanyaggal (gadolínium, ferumoxytol) végzett rCBV- és rMTT-átlagértékek
összehasonlítása
során
nem
találtunk
szignifikáns
különbséget sem halmozó tumor állományában, sem a környező, nem halmozó, magas T2 intenzitású területekben mért értékek között (tumor CBV p = 0,42; tumor MTT p = 0,67; peritumoral CBV p = 0,13; peritumoral MTT, p = 0,11). Három beteg esetében a perfúziós idő–intenzitás görbék (28. ábra) figyelemre méltó különbséget mutattak a két különböző kontrasztanyag esetében. Amint a kontrasztanyag első hulláma belépett az agy érrendszerébe, a T2 súlyozott képek helyi intenzitásértékei azonnali csökkenést mutattak. Amint a kontraszt bolus kifolyt az agyból a T2 intenzitásértékek újra emelkedni kezdtek. Ennél a pontnál a gadolíniumgörbék emelkedése sokkal lassabb, fokozatosabb, mint a ferumoxytol esetében, mert a gadolínium igen hamar az extravaszkuláris térbe jut. Ezzel szemben a ferumoxytol perfúziós görbe igen gyorsan elérte az equilibriumszint értékét.
72
28. ábra. Malignus pinealis tumor (10. sorszámú beteg) Az A és D képek a vérvolumen parametrikus térképeket mutatják, melyeken a tumoros és az egészséges kontroll agyi ROI-k kijelölése történt. B és E képek ugyanezen területek posztkontrasztos (gadolínium, ferumoxytol) T1 súlyozott képei. A C jelű grafikon a gadolíniummal készült mérés idő–intenzitás görbét mutatja. A tumorra vonatkozó görbe második, felívelő szakaszának lankásabb és alacsonyabb volta, a kontrollterülethez képest a kontrasztanyag érrendszerből történő kilépésre utal. Az F jelű grafikon ugyanezen görbéket mutatja ferumoxytollal; látható, hogy a tumoros és a kontrollterület intenzitása párhuzamosan fut, kontrasztanyag-kilépésre utaló görbeeltérés itt nincs (a nyíl a recirkuláció idejét mutatja). A G jelű oszlopdiagram, a relatív vérvolumen-értékeket mutatja. A H jelű sematikus ábra a perfúziós mérés alapján számítható vérvolumen (BV) és átlagos áthaladási idő (MTT) definícióját mutatja
73
TOF MRA: TOF angiográfiás képek (29. ábra) ferumoxytol beadását követően mind az agyban, mind a tumorban gazdagabb érstruktúrát mutattak, mint kontrasztanyag nélkül (29.A ábra). Ugyanez gadolínium esetében is megfigyelhető, de a ferumoxytolhoz képest kevésbé volt kifejezett. A gadolínium esetében az érfalakon át a tumorba és a plexus choroideusba jutó kontrasztanyag keltette „műtermékek” (halmozás) esetenként elfedték a tumor ereit (29.B ábra), ugyanez ferumoxytol esetében alig volt tapasztalható (29.C ábra). Ez a „műtermék”-szerű zavaró halmozás hatból négy esetben fordult elő.
29. ábra. TOF angiográfiás képek (12. számú beteg) Az első kép (A) kontrasztanyag nélkül, a második (B) 15 perccel gadolínium beadását követően, míg az utolsó (C) 15 perccel ferumoxytolinjekció után készült. A kontrasztanyaggal készült TOF angiográfiás képek egyértelműen gazdagabb érstruktúrát mutatnak a kontraszt nélküli vizsgálathoz képest, azzal a különbséggel, hogy gadolíniummal a baloldali frontalis tumor halmozása is látszik, szemben a ferumoxytolos képpel, ahol a tumor érdemi halmozást még nem mutat
T1 relaxációs állandó meghatározása: A lokális kontrasztanyag-felvétel pontosabb megítélése érdekében, négy beteg kapcsán a 3 Teslás készüléken közvetlenül a kontrasztanyag beadás előtt és után T1 súlyozott szekvenciák
74
készültek. Egy további, a kísérletbe be nem választott betegnél a posztkontrasztos T1 súlyozott méréseket megismételtük. A gadolínium beadása után, a halmozó elváltozásban mért R1- (R1 = 1/T1) érték, ami egyenesen arányos a szöveti kontrasztanyag koncentrációval, szignifikáns emelkedést mutatott (p = 0,026). Az R1-értékek ép fehérállományi területekkel való normalizációja után, a kapott arányszámok a tumor állományában Gd beadása után szignifikánsan (p < 0,02) nagyobbak voltak a kontrasztanyag nélküli és ferumoxytolos mérésekhez képest (30. ábra).
30. ábra. Öt beteg kapcsán 3 Teslás készüléken mért R1-mérések átlaga Az 1. diagram (A) a mért relaxációs értékeket (R1) ábrázolja a halmozó tumor állományában (halmozó terület), a tumor körüli magas jelintenzitású területben (kóros T2 terület), az egészséges szürke- (GM) és fehérállományban (WM) kontrasztanyag nélkül (pre contrast) és mindkét kontrasztanyaggal (post Gd, post Fe). A 2. diagram (B) a halmozó tumoros terület ép fehérállományi területtel normalizált értékeit, míg a 3. diagram (C) a tumor körüli magas jelintenzitású terület ép fehérállománnyal normalizált értékeit mutatja
75
7. KÖVETKEZTETÉSEK, JAVASLATOK 7.1. Állatkísérletekkel kapcsolatos következtetések
Sikeresen adaptáltuk a vér–agy-gát ozmotikus úton történő megnyitásának módszerét sertésekre. Az általunk alkalmazott isofluran-oxigén gázelegy segítségével biztonságos és tartós narkózis biztosítható sertések altatásban történő vizsgálatához, és mellékhatások nélküli, gyors ébredés várható. A vér– agy-gát ismételt hiperozmotikus megnyitása eredményesen végezhető sertés modellállatban. Fluoroszkópiás kontroll mellett az a. pharyngea ascendensen keresztül intra-arterialis katéterezéssel az alkalmazott reagensek az agyi erekbe juttathatók. A rete mirabile nevű precerebrális anasztomózishálózat az injektált oldal szelektivitását némileg rontja, de megfelelő áramlási értékeket választva az eredményt lényegesen nem befolyásolja. Katéterezési szövődmény egy esetben sem jelentkezett. Három, egymást követő beavatkozás után reverzibilis idegrendszeri tünetek jelentkeztek
a
kísérleti
állatokban.
Ataxia,
körmozgás,
epileptiform
görcsrohamok, látászavar, étvágytalanság volt megfigyelhető. Korábbi tanulmányok alapján ez az intracarotidalis infúzió, és nem a mannitolbefecskendezés eredményeképpen alakul ki.
A kidolgozott vizsgálati
metodikák alkalmasnak bizonyultak a vér–agy-gát megnyitásának CT-vel és MRI-vel történő detektálásához A sertések tehát alkalmasak lehetnek a további vér–agy-gát kísérletek elvégzésére. Nagyobb agyméretük miatt a kísérletek eredményei könnyebben hozhatók összefüggésbe, és ültethetők át a humán vonatkozású vizsgálatokba, mint a hagyományosan patkányban történő hasonló kísérletek. Ezt nem is kell hosszan magyarázni, ha tudjuk, a patkány agyának tömege 2 g körül van, a sertésé 180 g, míg az emberi agy tömege közel 1300–1400 g. Természetesen a 76
patkánnyal történő kísérletek jóval olcsóbbak, és léteznek speciálisan kitenyésztett immunrendszer nélküli patkányok (nude) is, melyek alkalmasak humán tumorsejtek beültetésére, annak kilökődése nélkül, ezért a patkánnyal folytatott kísérletek létjogosultsága nem kétséges. Sertésekben igazoltuk a vér–agy-gát ozmotikus úton történő reverzibilis megnyithatóságát. A vér–agy-gát záródására vonatkozó adatokat sertéssel kapcsolatban nem találtunk, viszont az általunk tapasztalt 30–60 perc közötti záródási idő megegyezik az irodalomban más emlősökre vonatkozó hasonló adatokkal. Sertésekben elsőként alkalmaztunk USPIO szerkezetű, új típusú vastartalmú MR-kontrasztanyagot. Kísérletünkkel igazoltuk, hogy ozmotikus vér–agy-gát megnyitást követően a kontrasztanyag megjelenik az agyban, azaz átjut a vér– agy-gáton.
7.2. Gyulladásos központi idegrendszeri betegségek kapcsán ferumoxtran-10 MR-kontrasztanyaggal végzett vizsgálatok megbeszélése, az eredmények alapján levonható következtetések, javaslatok
7.2.1. Megbeszélés
Ebben a vizsgálatban 23 eset kapcsán a ferumoxtran-10 hagyományos gadolíniumtartalmú kontrasztanyaggal került összehasonlításra, különböző gyulladásos eredetű központi idegrendszeri kórképekben, mint limfoma, sclerosis multiplex (SM), acut disseminált encephalitis (ADEM) és vasculáris laesio, hogy megtudjuk van-e, és ha igen milyen haszna van ezen új kontrasztanyagnak, mely típusú laesiók esetén érdemes célzott részletes vizsgálatot végezni. 77
Az USPIO nanopartikulumok elsősorban lép (SAINI, 1999) és nyirokcsomók (HARISINGHANI et al. 2003; WEISSLEDER et al. 1990a, 1990b) vizsgálatához kifejlesztett új MR-kontrasztanyagként kerültek használatba. Hasznosnak bizonyultak azonban agytumorok (NEUWELT et al. 1994, 2004; VÁRALLYAY et al. 2002) és makrofágokban gazdag atheroscleroticus plakkok (KOOI et al. 2003; SCHMITZ et al. 2001) leképezésében is. Ezek a vírusméretű nanopartikulumok (Combidex, Sinerem, ferumoxtran-10) intenzív jelintenzitás változást mutatnak T1 és T2* súlyozott MR-képeken és könnyen azonosíthatók szövettani metszeteken hagyományos és elektronmikroszkóppal (NEUWELT et al. 1994, 2004; VÁRALLYAY et al. 2002). Az intracranialis agytumorok esetén ferumoxtran-10 elnyújtott, fokozatosan intenzívebbé váló halmozást mutatott, a halmozás maximuma 24 órával infúziót követően lépett fel, és körülbelül négy–hét napig volt megfigyelhető (NEUWELT et al. 2004). Az MR-képeken megfigyelhető jelintenzitásbeli változások ferumoxtran-10 esetében a szövetben felhalmozódó kontrasztanyag koncentrációjától és a használt szekvenciától függnek. Kisebb koncentráció esetén a ferumoxtran-10 gadolíniumhoz hasonlóan jelintenzitás-fokozódást vált ki a megjelenése helyén (MCLACHLAN et al. 1994), nagyobb koncentráció esetén azonban igen intenzív jelintenzitás-csökkenés alakulhat ki T1 súlyozott képeken is (VÁRALLYAY et al. 2002). A T2 és T2* szekvenciák esetében koncentrációfüggő alacsony jelintenzitású területek alakulnak ki a kontrasztanyag hatására. A humán agyból készült szövettani metszeteket vizsgálva – vas-oxidra specifikus hisztokémiai festést követően (DAB Perls) – kiderült, hogy az MR-képeken látott jelintenzitás-eltérésekért nem a tumorsejtekben felhalmozódott vas a felelős, hanem a környező reaktív, döntően a tumor széli részein elhelyezkedő fagocitózisra képes sejtek, melyek a vas-oxid-tartalmú kontrasztanyagot endocitózis útján felvették (NEUWELT et al. 1994, 2004; VÁRALLYAY et al. 2002). Ez a felfedezés arra engedett következtetni, hogy minden más intracranialis elváltozás esetén, melyen belül, vagy körül fagocitózisra képes 78
reaktív
sejtek
vannak,
ugyancsak
megtörténhet
a
vas-oxid-tartalmú
kontrasztanyag felvétele, és ezáltal ezzel az új típusú kontrasztanyaggal is kimutathatók.
Úgy
tűnik
a
ferumoxtran-10
és
az
ehhez
hasonló
kontrasztanyagok a fagocitózisra képes sejteket szelektíven képesek kimutatni, ezáltal segíthetik az egzakt diagnózis felállítását, esetleg segíthetnek a terápia követésében, hatékonyságának megítélésében. Az USPIO-típusú anyagok akkumulációja a makrofágsejtekben jól ismert folyamat, azonban az, hogy miként, milyen úton, milyen mechanizmussal jutnak el ezek az anyagok a makrofágsejtekhez, még tisztázatlan kérdés. Több lehetséges mechanizmus is felmerült: (1) a vérben lévő monocyták aktiválódnak, endocitózis útján felveszik az USPIO-t, majd a kóros szövetekhez migrálnak; (2) az USPIO transcytosissal átjut az endotheliumon és migráció útján jut el a patológiás szövetekig, ahol a lokálisan jelen levő makrofágsejtek progresszív endocitózissal felveszik őket; (3) bizonyos esetekben atherosclerotikus plakkoknál felmerült, hogy az USPIO transzportja az érfal rétegein keresztül (media és adventitia) a gyulladásos szövetekben kialakult új erek véráramlás okozta sérülése következtében jöhet létre (COROT et al. 2004). A szövetek degenerációs folyamataiban a makrofágoknak kulcsszerepük van, így ezen sejtek direkt megfigyelése közvetlen bepillantást nyújthat az SMben lejátszódó gyulladásos folyamatokba. Legutóbbi tanulmányok igazolták, hogy a gyulladásos elváltozások során lezajló makrofág-akkumuláció in vivo is jól követhető ferumoxtran-10 szisztémás intravénás adását követően. (COROT et al. 2004). SM-es betegeink esetében a ferumoxtran-10 kevésbé vagy egyáltalán nem halmozott a jól ismert gadolíniumtartalmú kontrasztanyaggal összehasonlítva (FILIPPI et al. 1996; GE et al. 2000; KERMODE et al. 1990; SILVER et al. 1997; THOMPSON et al. 1991).
79
Két esetben (2. és 3. sorszámú beteg; 17. és 18. ábra) a betegek akut klinikai tünetekkel jelentkeztek intenzíven halmozó elváltozásokkal az MRképeken, de a kimerítő klinikai vizsgálatok sem tudták eldönteni, hogy a háttérben demyelinisatio vagy tumoros elváltozás zajlik. Mindkét esetben biopszia történt, mely demyelinisatiót írt le gyulladásos elemekkel kísérve. Mindkét esetben a ferumoxtran-10 kevésbé halmozott a gadolíniumhoz képest, ami alapján feltételezhető, hogy a demyelinisatiós kórképekben a vér–agy-gát ferumoxtran-10-zel szemben kevésbé permeábilis, mint a gadolíniummal szemben, kivéve néhány akut demyelinisatiós esetet (16. ábra). A másik három demyelinisatiós kórkép esetében, ahol a két vizsgálat között eltelt idő meghaladta a hét napot (3., 5. és 7. sorszámú beteg), valószínű, hogy az időzítés és/vagy a terápia is közrejátszott a halmozásbeli különbségek kialakulásában. A betegszám növelése érdekében néhány esetben a beteg kezelésének elsődlegességét figyelembe véve sajnos, meg kellett engedni, hogy a két vizsgálat között eltelt idő akár ilyen nagy legyen, még akkor is, ha ez a különböző gyulladásos folyamatok során egy igen fontos tényező lehet a vizsgálati eredmények különbözőségében. A jövőbeli vizsgálati terveink szerint a két vizsgálat között már csak maximálisan 24 óra telhet el, és a ferumoxtran-10
beadását
követő
MRI
végén
egy
újabb
adag
gadolíniumtartalmú kontrasztanyagot is kap majd a beteg, amivel a T1 súlyozott szekvencia ismétlésre kerül. A másik felmerülő probléma a harminc napos időablak és a kezelés hatásának szerepe. A betegek többsége nem kapott semmilyen kezelést a két MRI között, öt beteg viszont szteroidot kapott a vizsgálatok ideje alatt, míg egy esetben a szteroidterápiát a két vizsgálat között függesztették fel. Öt esetben nem állnak rendelkezésre biztos adatok a szteroidkezelés tekintetében (4. táblázat). Egy ferumoxtran-10 II fázisú vizsgálat (DOUSSET et al. 2001) arról számol be, hogy tíz SM-es beteg akut shubja közül a ferumoxtran-10 kilenc esetben, míg gadolínium csak hét esetben mutatott halmozást. Két másik SM-ben 80
szenvedő betegnél a laesiok csak ferumoxtran-10-zel halmoztak, mindezek arra utalnak, hogy a ferumoxtran-10 nem egyszerűen utánozza a gadolínium okozta halmozást, hanem a két kontrasztanyag kiegészíti egymást. Ez a megállapítás összecseng azzal az állatkísérletek során felállított teóriával, miszerint a gadolínium-kelát
extravazáció
és az USPIO-akkumuláció
a központi
idegrendszeri gyulladásos elváltozások környezetében nem azonos módon megy végbe, és nem szükségszerű a vér–agy-gát ruptúra megléte a folyamat létrejöttéhez (RAUSCH et al. 2003). FLORIS és munkatársai szerint a gadolíniumhalmozás, ami az erek permeabilitásának megnövekedett voltát tükrözi, a neurológiai tünetekkel együtt jelenik meg, és egyértelműen megelőzi a monocyták – USPIO-val monitorozott – infiltrációját, ami legintenzívebben a vizsgálati allergiás encephalitis legaktívabb szakában volt megfigyelhető (FLORIS et al. 2004). E korai állatkísérleti és klinikai eredmények alapján feltételezzük, hogy ez az új típusú kontrasztanyag más mechanizmussal és eltérő időben halmoz. Pontosabb megítélés végett további kísérletekre van szükség intravénásan beadott ferumoxtran-10-zel és ferumoxtran-10-zel jelölt monocytákkal gadolíniummal összehasonlítva (ANDERSON et al. 2004; ARBAB et al. 2004). Akut stroke esetében az időzítés nagyon fontos tényező a kontraszthalmozás szempontjából (ELSTER, 1994; MOSELEY et al. 1990; REITH et al. 1995), mivel a vér–agy-gát e kórkép során két fázisban nyílik meg, először három–hat órával a stroke fellépése után, majd a negyedik–hatodik napon újra. Az általunk ismertetett stroke-os esetek közül az egyikben ferumoxtran-10 adását követően igen intenzív halmozás látszott, míg gadolíniummal semmi halmozás nem volt kimutatható. A különbség azonban nagy valószínűséggel a tíz napos időintervallummal magyarázható, ami a két vizsgálat között eltelt (postictalisan 3 nappal gadolínium, 13 nappal USPIO képalkotás történt). Másik fontos tényező a stroke esetében a vérzés, mivel a vér lebomlása során kialakuló termékek egy része vasat is tartalmaz, ami az MR-képeket 81
befolyásolhatja. A T2 súlyozott képek szempontjából a vérzést követő akut fázis (1–3. nap) a legkritikusabb, míg a T1 súlyozott képek értékelése a szubakut fázisban (4. naptól hetekig tarthat) lehet problémás, mert a vér lebomlási termékei által okozott
T1
és T2
képeken
megfigyelhető
jelintenzitásbeli változások ezekben a fázisokban megegyezik a ferumoxtran10 beadását követő változásokkal. Ezen probléma részletes vizsgálatával és leírásával foglalkozik egy korábbi, kutatócsoportunk által publikált cikk (NEUWELT et al. 2004), ahol hét intracranialis tumorral bíró beteg műtét előtti és műtét utáni mágneses rezonancia vizsgálatát dolgoztuk fel. Meszesedés és nekrózis is okozhat intenzitásváltozást az MR-képeken, de még az általunk megengedett harminc napos időablak esetében is kicsi a valószínűsége hogy új meszes vagy nekrotikus területek alakuljanak ki a két vizsgálat között, különösen akkor, ha figyelembe vesszük, hogy a 23 beteg közül 16 betegnél a két vizsgálat között eltelt idő kevesebb, mint tizennégy nap volt. Négy különböző patológiai hátterű beteg esetében (ADEM, stroke, cavernosus vénás vascularis malformáció, PCNSL) a ferumoxtran-10 MRképek intenzívebb halmozást, és/vagy kiterjedtebb halmozó területet és/vagy új halmozó területet mutattak a gadolíniumos képekkel összehasonlítva. Néhány esetben a két MR-kontrasztanyag (gadolínium kontra ferumoxtran-10) között meglévő halmozási különbség nyilvánvaló, és úgy tűnik a különbség az eltérő farmakológiai és patofiziológiai tulajdonságaikon alapul. Míg a gadolínium plazma féléletideje 30 perc, ugyanez a ferumoxtran-10 esetében 24–30 óra. A vér–agy-gát
áteresztőképességének
növekedése
mindkét
kontrasztanyag
esetében feltétele a halmozás kialakulásának, annak mértéke azonban fontos különbség lehet (KERMODE et al. 1990; SILVER et al. 1997). Míg a ferumoxtran-10 mérete megegyezik egy kisebb vírus méretével, addig a gadolíniumalapú kontrasztanyagok apró,
gadolíniumot
kelát
formában
tartalmazó molekulák, melyek méretüknél és tulajdonságaiknál fogva sokkal hatékonyabban tudnak átjutni a vér–agy-gáton. Másik fontos különbség a két 82
kontrasztanyag között, hogy míg a ferumoxtran-10-et a fagocitasejtek (makrofágok, glia sejtek; JUNG – JACOBS, 1995; NEUWELT et al. 2004; VÁRALLYAY et al. 2002) endocitózis útján felveszik, addig a gadolínium egyáltalán nem jut be a sejtekbe. Ez a sejtbe való bejutás tekintetében fennálló különbség lehetőséget teremt kis kiterjedésű vér–agy-gát sérülés esetén is elváltozások halmozására abban az esetben, ha a sérülés mértéke – ha lassan is, de – átengedi a hosszú plazmafelezési idővel rendelkező vas-oxid-tartalmú kontrasztanyagot. Röviden, a ferumoxtran-10 egy nagy molekulasúlyú, fagocita-sejtspecifikus, intracelluláris kontrasztanyag, nagyon hosszú plazmafelezési idővel, míg a gadolíniumtartalmú extracellulárisan,
kontrasztanyagok interstitialisan
kis
molekulatömeggel
helyezkednek
el
és
nagyon
bírnak, rövid
plazmafelezési idővel rendelkeznek. Mind a differenciáldiagnosztika, mind a terápia hatékonyságának megítélésben előrelépést hozna, ha találnánk olyan elváltozásokat, amelyek ezen különbségeket „érzékelik”. További SM-es és egyéb gyulladásos elemekkel bíró központi idegrendszeri betegségekben szenvedő betegek vizsgálata szükséges annak eldöntéséhez, mikor ad többletinformációt, és segít a differenciáldiagnosztikában és/vagy a terápiás válasz megítélésében a ferumoxtran-10-zel végzett képalkotás a hagyományos gadolíniummal történő vizsgálat mellett. Azt már tudjuk, hogy a gadolínium okozta halmozás és a – vér–agy-gát sérülése által lehetővé váló – fagocita-invázió nem egy időben zajlanak (COROT et al. 2004; FLORIS et al. 2004; RAUSCH et al. 2003), de mindezen patofiziológiai folyamatok pontos ideje – különösen az SM különböző formáiban – nem ismertek. Azt is fontos megjegyezni, hogy a gadolíniummal végzett vizsgálatok időben sokkal szorosabban kellene, hogy megtörténjenek nemcsak a ferumoxtran-10 vizsgálat előtt, hanem utána is, hogy biztosabban el lehessen dönteni, melyek a kontrasztanyag okozta különbségek és melyek a kórfolyamatok időbeni változásának következményei. 83
Az elkövetkező időkben három reményteli megfigyelés segíthet a gyulladásos sejtek mediálta betegségek vizsgálata során. (1.) A vas-oxid-alapú kontrasztanyagok (pl. ferumoxtran-10) akár hét napig is megjelölhetik a sejteket, és intraoperatív, nagyon kis térerejű (0,15 T) MRkészülékkel is kimutathatók (ARBAB et al. 2004). Ez a hosszú idő lehetőséget ad in vivo mágneses rezonancia vizsgálatra, és ha indikált, a biopszia elvégzésére. A műtét előtti, valamint műtét utáni képek összevethetők a vasfestést követően elvégzett szövettani vizsgálattal, melyen a vastartalmú gyulladásos sejtek jól lokalizálhatók (HUNT et al. 2005). (2.)
A
perifériás
molekulatömegű
mononuclearis
vas-oxid-tartalmú
sejtek
SPIO-val
kontrasztanyag,
pl.
(egy
nagyobb
ferumoxide)
megjelölhetők, és az így „celluláris kontrasztanyaggal” megjelölt sejtek in vivo MR-rel, in vitro hisztológiailag követhetőek, amint bejutnak a központi idegrendszerbe (ANDERSON et al. 2004; ARBAB et al. 2004). Így már három különböző tulajdonságú „kontrasztanyag” – a vas-oxiddal jelölt mononuclearis sejt, a ferumoxtran-10 és a gadolínium – vizsgálható, amint a vér–agy-gáton áthalad, és bejut a központi idegrendszeri gyulladásos elváltozásokba. A vasoxiddal jelölt sejtek első humán agyi használatát 2005-ben közölték (ZHU et al. 2005). (3.) Újabb kutatások szerint nagy térerejű MR-készülékeken kvantitatív vizsgálatok azt igazolták, hogy a gadolínium first pass szöveti halmozása során a 1H2O longitudinális relaxációs állandó (R1) a vér–agy-gát tulajdonságainak igen kis változására érzékeny (YANKEELOV et al. 2005). Reményeink szerint a jövőben ezen különböző kontrasztanyagok és vér– agy-gát leképezési technikák együttes használatával még többet tudunk meg a vér–agy-gát működéséről, betegségspecifikus információkhoz jutunk, és ezzel előrelépünk a gyulladásos komponensekkel bíró központi idegrendszeri betegségek diagnosztikájában és terápiájuk monitorizálásában.
84
7.2.2. Következtetések
Primer központi idegrendszeri limfomák és egyéb idegrendszeri gyulladásos folyamatokkal bíró kórképek mágneses rezonancia vizsgálata során a ferumoxtran-10 a gadolíniummal összehasonlítva különböző méretben és lokalizációban mutatott halmozást. Bizonyos esetekben a ferumoxtran-10, más esetekben a gadolínium halmozása volt intenzívebb és/vagy kiterjedtebb. Ezek a halmozásbeli különbségek nagy valószínűséggel a molakulamértebeli eltéréseknek, fagocita-specifikus tulajdonságuknak és a plazma féléletidejük különbözőségnek köszönhető. Vizsgálataink során a ferumoxtran-10 SM-ben halmozott a legkevésbé, míg egyéb gyulladásos kórképekben és tumorokban igen hatékonynak tűnt. Ez alapján feltételezhetjük, hogy a különböző kórképekben a vér–agy-gát sérülésének mértéke, kiterjedése, ezek időbeli lefolyása
különböző.
Differenciáldiagnosztikai
jelentősége
lehet
azon
megfigyeléseinknek, hogy az SM-es elváltozások többsége nem halmozza a ferumoxtran-10-et, míg néhány limfomás és stroke-os betegek esetén a halmozás a gadolíniummal megegyező
vagy még
intenzívebb
volt.
Természetesen a két MRI időzítése és a terápia is befolyásolta a vér–agy-gát állapotát és ezzel a halmozást, ami az esetek egy részében meg is magyarázhatja a különbségeket. További vizsgálatok szükségesek ezen említett tényezők kontrollálhatóságáért, így még pontosabban megítélhetővé válik a ferumoxtran-10 hatékonysága és hasznossága a központi idegrendszeri gyulladásos betegségek diagnózisának felállításában, valamint terápiájuk monitorizálásában.
85
7.3. Ferumoxytol központi idegrendszeri (hagyományos, angiográfiás és perfúziós MR-szekvenciák) alkalmazása kapcsán tapasztaltak megbeszélése, következtetések, javaslatok
A szisztémás valamint központi idegrendszeri rosszindulatú elváltozások képalkotásában
a
vas-oxid
nanopartikulumok
hasznosnak
bizonyultak
(HARISINGHANI et al. 2003; MURILLO et al. 2005). Ezek a partikulumok esetenként láthatóvá tehetnek olyan elváltozásokat, melyek gadolíniummal nem látszanak (MURILLO et al. 2005; VÁRALLYAY et al. 2002). A hagyományos T1 képek készítése során a gadolíniummal kapcsolatos halmozás alapját a kontrasztanyag vér–agy-gáton való gyors átjutása képezi, ami dinamikus képalkotás kapcsán – különösen sérült vér–agy-gát mellett – hátrányt jelenthet. Megfordítva, azokban az esetekben, ahol a gadolínium korlátozott értékű, ott a vér–agy-gáton lassan átjutó ferumoxytol előnyökkel rendelkezhet. A dinamikus képalkotás közé sorolt perfúziós szekvenciák alapját az intravaszkuláris kontrasztanyagok képezik, melyek segítségével pontosan
meghatározhatók
a
rCBV-
és
rMTT-értékek.
Az
olyan
kontrasztanyagok, mint az erekből az extracelluláris térbe gyorsan távozó gadolínium, megzavarhatja a pontos perfúziós méréseket, míg az olyan kontrasztanyag, mint az erekből lassan távozó ferumoxytol, sokkal pontosabb mérésekre ad módot, különösen ott, ahol a vér–agy-gát sérült vagy egyébként is könnyen átjárható (AKELLA et al. 2004). Legfontosabb tapasztalatunk az volt, hogy a ferumoxytol a beadását követő korai fázisban nem távozik el az érrendszerből. A központi idegrendszeri tumorok terápiájának hatékonyságát sorozatos mágneses rezonancia vizsgálatokkal ellenőrizzük, ahol a tumor méretét a T1 súlyozott képeken megfigyelhető gadolínium halmozó terület nagyságával jellemezzük, vagy a T2 súlyozott képeken megfigyelhető kóros magas jelintenzitás változását vizsgáljuk. Előfordul, hogy a kezelés alatt ezek a 86
jellemzők hetekig, hónapokig nem változnak. Amint a tumor reagál a terápiára, a tumor ereiben végbemenő változások megelőzhetik a tumor méretbeli változásait.
A
terápiás
válasz
korábbi
felismerése
igen
fontos
a
terápiarezisztens esetekben, hiszen ilyenkor minél előbb a terápia módosítása szükséges. A terápiára reagáló tumorok esetében is igen hasznos a hatékonyság megítélése, a kezelés további tervezéséhez, amire mostanában leginkább FDGPET-CT-
(fluoro-dezoxi-glükóz
pozitronemissziós
komputertomográfia)
vizsgálat a legalkalmasabb, de vannak próbálkozások diffúziós és perfúziós mágneses rezonancia vizsgálatok alkalmazására is (HAMSTRA et al. 2005; LANDRY at al. 2005).
7.3.1. Késői ferumoxytol-halmozás
A
ferumoxytol
köszönhetően
–
elhúzódó,
késői
beadást
követő
halmozást 24
órás
biztosító
tulajdonságának
maximummal
–
ismételt
kontrasztanyag beadása nélkül teszi lehetővé tumorok kimutatását hosszabb időn át. A ferumoxytol esetén ez az idő jóval több, mint a gadolíniumnál megszokott beadást követő 3,5–25,0 perc között fellépő halmozási maximum (AKESON et al. 1997). Harmincnégy beteg kapcsán USPIO nanopartikulumok (ferumoxtran-10) használatával készült MRI segítségével történt neuronavigációs mintavétel. Az összes esetben patológiai vizsgálatra alkalmas, sikeres mintavétel történt (NEUWELT, nem publikált adatok). A sebészeti beavatkozás után a még mindig halmozó terület alapján újabb adag kontrasztanyag nélkül megítélhető az esetleges reziduális tumor megléte, elkerülve ezzel a Gd halmozó területek eredetének értelmezési nehézségeit a posztoperatív szakban, habár a műtét utáni vérzés bomlástermékei és egyéb hemosztatikus szerek még így is megzavarhatják, és nehezen értelmezhetővé tehetik a képet (GOMORI et al. 87
1985, 1988; SPILLER et al. 2001). A 1,5 Teslás gépekkel szemben a 3 Teslás gépen készült T1 súlyozott szekvenciákon tapasztalt alacsonyabb jelintenzitás nagy valószínűséggel az erős T2 súlyozott értékek ferumoxytol okozta csökkenéséből adódik, ami nagyobb térerőn sokkal kifejezettebb. Az agyi tumorok vizsgálata során kiderült, hogy a vas-oxid részecskék nem specifikusak a tumorokkal szemben: az agyi gyulladásos folyamatok során megjelenő reaktív sejtekben is megfigyelték már (MULDOON et al. 2005; TASCHNER et al. 2005), és központi idegrendszeri tumor, demyelinisatiós elváltozás és stroke esetén megfigyelhető ferumoxtran-10-halmozásról számoltunk be (VÁRALLYAY et al. 2002). Jelen vizsgálatban a ferumoxytol kapcsán megfigyelt halmozási mintákat ismertetjük. A legfontosabb különbség a két kontrasztanyag között, hogy a ferumoxytol bolus formájában is biztonságosan
beadható
intravénásan.
A
ferumoxytol
peritumorális
makrofágok és dendritikus sejtek indikátora lehet, különösen azokon a T2 súlyozott
képeken
magas
jelintenzitású
területeken,
ahol
nincs
gadolíniumhalmozás, de korábbi vizsgálatainkban ezen területek gyakran tumorosan infiltráltnak bizonyultak (NEUWELT, nem publikált adatok). Jól ismert tény, hogy gliális tumorok esetében a gadolíniumot halmozó terület csak a „jéghegy csúcsa”, a tumoros sejtek jóval e területen kívül is megtalálhatóak (SILBERGELD – CHICOINE, 1997). Az agytumorok képalkotása során a ferumoxytol kapcsán tapasztalható késői halmozás további kiegészítő adatokat adhat a gadolíniummal keltett halmozás mellé. Ebben a vizsgálatsorozatban a három, előzőleg radioterápián átesett glioblastomás (GBM) beteg esetén a ferumoxytol-halmozás intenzitása elmaradt a gadolíniummal szemben. A következő vizsgálataink mindenképpen vizsgálni fogják a ferumoxytol-halmozás és a terápia összefüggéseit. A két kontrasztanyag között fellépő halmozási különbség alkalmas lehet a terápia (radio-, kemoterápia) hatékonyságának előzetes megbecsülésére és/vagy a
88
terápia hatására kialakult agyi és tumorerek permeabilitás változásaira is információt nyújthat. A ferumoxytol a ferumoxtran-10-hez képest valamivel gyengébb halmozást vált ki. Korábbi vizsgálatunk során tizennégy glioblastomás beteg közül hat mutatott intenzívebb halmozást ferumoxtran-10-zel a gadolíniumhoz képest, míg jelen vizsgálatunkban a ferumoxytol öt esetből csak egynél mutatott a gadolíniumnál mérsékelten intenzívebb halmozást (MURILLO et al. 2005). Ezek a tapasztalatok egybevágnak a korábbi állatkísérleteinkkel, ahol ugyanazon dózis esetén a ferumoxtran-10 valamelyest intenzívebb halmozást mutatott a tumorokban (MULDOON et al. 2005). A hasonló humán vonatkozások igazolására további randomizált vizsgálat szükséges.
7.3.2. Dinamikus vizsgálatok
A dinamikus MRA-vizsgálatok az erek vizsgálatát célozzák, a kép minősége 1:8-as ferumoxytol hígítási aránynál volt a legjobb. Az elméletileg artériás és vénás
érrendszer
vizsgálatára
alkalmas
„kulcslyuk”
szekvenciák,
a
gyakorlatban nem bizonyultak használhatónak, mivel az időbeli felbontás (képenkénti aquizíciós idő 6 s), a széli részeken a térbeli felbontás nem volt kielégítő és a szuszceptibilitási artefaktumok is túl gyakran és nagymértékben léptek fel. Ezek alapján megállapítható, hogy megfelelő eredmények eléréséhez előbb a technika további fejlesztésére van szükség. A perfúziós vizsgálatok kapcsán három beteg esetében a tumoros területen a gadolínium érrendszerből való korai távozása igazolódott, míg ez a ferumoxytol esetében egyszer sem látszott. A gadolínium könnyedén kijut („kifolyik”) az érrendszerből a sérült vér–agy-gáton keresztül, ezáltal a visszaépülés fázisa megnyúlik befolyásolva ezzel az rCBV- és rMTTméréseket. A ferumoxytollal végzett perfúziós mérések során a visszaépülés 89
fázisa jóval gyorsabbnak bizonyult a gadolíniummal végzett perfúziókhoz képest. Ez a különbség nagy valószínűséggel a ferumoxytol makromolekula méretével magyarázható; a vírusméretű vas-oxid nanopartikulumok jóval nagyobbak a gadolínim-kelátnál, így a vér–agy-gát sérülésein csak lassan tudnak áthaladni. A ferumoxytol intravaszkuláris elhelyezkedéséből adódóan a korai fázisban a perfúziós mérések kapcsán sokkal ritkábban adódik mérési hiba, mint a Gd esetében. Tumoros betegek kapcsán készült perfúziós mérések és az azokból számított adatok a terápia hatékonyságának megítélésében lehetnek hasznosak, amennyiben azok a változásokat kvantitatív módon jellemzik (CAO et al. 2006). A GBM tumorok kezelésében használt angiogenezisgátló szer hatásmechanizmusáról továbbra is csak korlátozott információk állnak rendelkezésre (POPE et al. 2006). Egy intravaszkuláris kontrasztanyag sokat segíthet a korai tumorválasz megítélésében, hiszen a szer nagy valószínűséggel először az erek permeabilitását és a perfúzióját befolyásolja, mielőtt a tumor mérete csökkenni kezdene. A terápia által kiváltott vaszkuláris változások megítélésének sokkal érzékenyebb módszere lehetne a rCBV, ha a kontrasztanyag extracelluláris térbe való gyors kijutása okozta artefactumok elkerülhetők volnának. Alternatív megoldás a dupla kontrasztanyaggal végzett mérés (BREMER et al. 2003; WEISSLEDER et al. 1998). A terápia hatékonyságának megítélésében a diffúziós képalkotás is hasznos lehet. Tapasztalatok alapján a terápia bevezetése után a diffúziós képeken bekövetkező változások megelőzik a tumorban megfigyelhető halmozásban és méretcsökkenésben jelentkező változásokat (HALL et al. 2004). A kísérleti protokoll során megszabott ismételt kontrasztanyag-beadás miatt a dinamikus vizsgálatok egy része nem volt optimális. A megfelelő MRA-szekvenciák alkalmazásának nehézségeit, a kontrasztanyag beadásának megfelelő időzítésével kombinálva arra jutottunk, hogy elsőként a perfúziós mérések kivitelezése a legcélszerűbb. 90
7.3.3. TOF-angiográfia és T1 relaxációs állandó meghatározása A tumorok apró érrendszerének ábrázolására egy valóban intravaszkuláris kontrasztanyag lenne az optimális. Bár a TOF angiográfiás szekvenciák nem igényelnek kontrasztanyagot, egy T1 relaxációt csökkentő kontrasztanyag alkalmazásával a szaturációs effektus kiküszöbölhető, ezáltal a 3D TOFszekvenciák felbontása az 1 mm alatti erek kimutatására is alkalmas lehet (YANO et al. 1997). Miután a ferumoxytol igen hosszan az érrendszeren belül marad, az imént említett jótékony hatása a beadást követően még órákig fennállhat. Vizsgálatunk során hatból öt esetben sikerült igen apró ereket kimutatni mindkét
kontrasztanyag
felhasználásával,
de
a gadolínium
alkalmazásakor a kontrasztanyag hamar „kifolyt” az extracelluláris térbe, halmozó tumorral rontva az angiográfiás képek minőségét. A kontrasztanyag beadása előtt és beadást követő 10–15 percben végzett T1 súlyozott kvantitatív mérések azt bizonyították, hogy ezen korai fázisban a ferumoxytol nem okozott szignifikáns jelintenzitásváltozást azon helyeken, ahol ugyanezen idő alatt a Gd kifejezetten halmozott. A ferumoxytol beadását követő korai fázisban a kontrasztanyag az ereken belül marad, így a gadolínium esetében észlelt extravazáció által létrejött képminőségromlás elkerülhető.
7.3.4. A vizsgálat korlátai és a jövőre vonatkozó elképzelések A vizsgálat elsőként ad bepillantást a nanopartikulumok felhasználásával végzett dinamikus agyi mágneses rezonancia vizsgálatok lehetőségeibe. A különböző tumorokkal bíró és különböző kezelésen átesett betegek közötti különbségek megfigyelése nem volt célja a vizsgálatnak. Ennek ellenére vizsgálataink
azt
sugallják,
hogy 91
van
különbség
a
hagyományos
gadolíniumalapú kontrasztanyag és az alternatív új vastartalmú kontrasztanyag között, mint amilyen esetünkben a ferumoxytol. Azt nem állíthatjuk, hogy a ferumoxytol hatékonyabban mutatná ki a tumorokat a gadolíniumhoz képest, de úgy gondoljuk, hogy perfúziós mérések kapcsán a vérvolumenre vonatkozó adatok pontosabban adhatók meg, mivel a ferumoxytol sokkal tovább marad az erekben, mint a gadolínium. Ezzel kapcsolatosan NEUWELT és munkatársai GBM-es
betegek
Temodalkezelése
kapcsán
legújabban
megfigyelt
pszeudoprogresszió differenciáldiagnosztikájában remélnek eredményeket (WEINSTEIN et al. 2010). A gadolínium nefrotoxicitásának előtérbe kerülése során súlyos vesebetegek esetében alternatív kontrasztanyagként a vastartalmú kontrasztanyagok lehetősége is felmerült (NEUWELT et al. 2009). A technikai nehézségek kapcsán is sokat tanultunk. Mindezek segítségével a jövőben sokkal pontosabb és szigorúbb vizsgálati terveket készíthetünk, ami tisztázhatja a
vas-oxid
nanopartikulumok
pontos
értékét,
terápiahatékonyságának
megítélésében való helyét a dinamikus MRI-vizsgálatokban. Ferumoxytol-, ferumoxtran-10- és gadolíniumkezelés előtti és utáni alkalmazásával tervezett randomizált vizsgálat igazolhatja a ferumoxytol-értékét a tumor méretbeli csökkenését megelőző érelváltozások kimutatásában.
92
8. ÚJ TUDOMÁNYOS EREDMÉNYEK
1. Sikeresen adaptáltuk az ozmotikus vér–agy-gát megnyitásának módszerét sertésekre, ezt követően igazoltuk a vér–agy-gát ily módon történő megnyitásának reverzibilis voltát, a visszazáródás idejét 30–60 perc közötti időben határoztuk meg, ami egyezik a más állatfajokon leírtakkal. 2. Az adaptált módszert alkalmazva a vér–agy-gát megnyitását követően sikeresen bejuttatunk a központi idegrendszerbe egy új kísérleti, vastartalmú MR-kontrasztanyagot (Sinerem, Gourbet, Franciaország). 3. A világon humán vonatkozásban elsők között alkalmaztunk egy új vastartalmú MR-kontrasztanyagot (ferumoxtran-10, Combidex, Advanced Magnetics Inc., USA) központi idegrendszeri gyulladásos kórképek vizsgálatára. Huszonhárom beteg vizsgálata során, az általunk vizsgált központi idegrendszeri gyulladásos kórképeket három nagy csoportra osztva leírtuk az új vastartalmú kontrasztanyaggal tapasztalt halmozási mintázatokat
a
hagyományos
gadolíniumtartalmú
kontrasztanyaggal
összehasonlítva. 4. A világon az elsők között alkalmaztunk humán vonatkozásban központi idegrendszeri vizsgálatra új típusú vastartalmú, bolusban is adagolható, ezáltal dinamikus mágneses rezonancia vizsgálatra is alkalmas MRkontrasztanyagot (ferumoxytol, Advanced Magnetics Inc., USA). Tizenkét központi idegrendszeri tumoros beteg vizsgálata során leírtuk az új kontrasztanyag halmozási tulajdonságait, angiográfiás és perfúziós MRI során tapasztalt
eredményeket
a hagyományos gadolíniumtartalmú
kontrasztanyaggal összehasonlítva.
93
9. ÖSSZEFOGLALÁS 9.1. Összefoglalás magyar nyelven
A központi idegrendszerben az agyi intersticium és a kapillárisokban folyó tápanyagokat is szállító vér közötti legfontosabb elválasztó felületet vér–agygátnak nevezzük. A barriert elsődlegesen az agyi kapillárisok endothelsejtjei képezik, melyek egymással tight junction típusú kötődésben állnak, másodlagosan pedig bazálmembrán és astrocyta sejtek nyúlványai alkotják azt. Ez a celluláris gát akadályozza meg számos molekulának ki- és beáramlását az agy parenchyma állományába, fenntartva így az agy belső környezetének homeosztatikus egyensúlyát. Számos betegség azonban a vér–agy-gát integritásának károsodását vonja maga után, ennek következtében cerebrális ödéma alakulhat ki, illetve patogén és neurotoxikus ágensek penetrálhatnak a központi idegrendszerbe. Ezen betegségek patogenezisének pontos ismerete nélkülözhetetlen az eredményes gyógykezelés szempontjából. A vér–agy-gát nemcsak a toxikus anyagoknak, hanem azoknak a terapeutikumoknak az agyba jutását is gátolja, amelyek szükségesek lennének az intracraniális kórformák kezeléséhez. A vér–agy-gát kutatás jelentőségét egyetlen adatsorral támasztom alá. Az Amerikai Egyesült Államokban évente 17 500 központi idegrendszert érintő primer, valamint 200 000 metasztatikus agydaganatot diagnosztizálnak; agytumor miatt évente közel 12 000 ember hal meg. A Központi Statisztikai Hivatal adatai szerint (KSH, 2010) Magyarországon az elmúlt években – a húsz évesek és idősebbek között – évente több mint 1500 új rosszindulatú agydaganatos (BNO-kód: C71) megbetegedést jelentettek (2006-ban 1601 beteg, 2007-ben 1594 beteg, 2008-ban 1776 beteg, 2009-ben 1736 beteg). A
94
központi idegrendszeri tumorok érinthetik az agyat, a cerebrospinális folyadékot és/vagy a gerincvelőt. A vér–agy-gát működésének egzaktabb ismerete a központi idegrendszeri elváltozások hatékonyabb kezelését tenné lehetővé. A tumoros betegek gyógykezelése során elsődleges cél a páciens túlélésének meghosszabbítása, valamint a túlélés minőségének javítása. A
daganatos
betegségek
kezelési
lehetőségeinek
kutatása
során
elengedhetetlen megfelelő számú állatkísérlet elvégzése, mert a beavatkozás jellege általában nem teszi lehetővé a műtéti módszer széleskörű, nagy beteganyagon való kipróbálását. Ez ideig számos in vitro modellt állítottak fel a vér–agy-gát vizsgálatára, azonban ennek in vivo, sertés és más fajokban történő
megfigyelése
patomechanizmusának
alapvető
feladat,
megértéséhez,
részben részben
veteriner a
kórformák
humán
terápiás
felhasználáshoz szükséges következtetések levonásához. A dolgozat három különböző, de egymással szorosan összefüggő témára osztható. Az első állatkísérletes rész a vér–agy-gát ozmotikus megnyitásával történő kísérletek alapjainak sertésekben történő hazai bevezetését írja le. A második rész új típusú vastartalmú MR-kontrasztanyag kipróbálásáról szól, központi idegrendszeri gyulladásos kórfolyamatok vizsgálata kapcsán. A harmadik rész ugyancsak új típusú, de bolusban is adható, ezáltal dinamikus mágneses rezonancia vizsgálatra is alkalmas vastartalmú MR-kontrasztanyag kipróbálásáról szól. A könnyebb érthetőség kedvéért a három téma rövid összefoglalóját külön mutatom be.
9.1.1. Ozmotikus vér–agy-gát megnyitással kapcsolatos állatkísérletek
Célkitűzések: Ozmotikus vér–agy-gát megnyitás módszerének sertésekhez való adaptációja. A sertések agyának ozmotikus vér–agy-gát megnyitása után, a nyitott állapot reverzibilitásának igazolása, a nyitott állapot idejének 95
meghatározása. Új típusú vastartalmú kontrasztanyag (USPIO) kipróbálása sertésekben vér–agy-gát megnyitása során. Anyag és módszer: Az ozmotikus vér–agy-gát adaptációjához tíz, a vér–agy-gát záródásának meghatározásához három, a vastartalmú kontrasztanyag kipróbálásához további két darab 25–30 kg-os sertés került vizsgálatra. Az állatvizsgálatokat
anesztéziában
végeztük.
A narkózis
bevezetésére
intramuscularis xylazin-ketamin-atropin keveréket, majd fenntartására isoflurane-O2
keverékét
alkalmaztunk.
A
vér–agy-gát
megnyitása
angiográfiás beavatkozás, hagyományos katéteres technika alkalmazásával, melynek során az egyik oldali artéria pharyngea ascendens ágába 30 s-on át 50 ml 40%-os mannitolt fecskendeztünk. A vér–agy-gát megnyílását in vitro albuminhoz kötődő vitális festékkel (Evans-kék), in vivo CT, mágneses rezonancia vizsgálattal ellenőriztük. Eredmények: Sikeresen adaptáltuk a vér–agy-gát megnyitásának módszerét sertésekben. A kísérletek kapcsán angiográfia során korábban már tapasztalt szövődményeken kívül újabb, egyértelműen a vér–agy-gát nyitáshoz kapcsolódó szövődmény nem lépett fel, és az alkalmazott eljárás kezdeti nehézségek után sikeres volt a vér–agy-gát megnyitásának tekintetében. Sertések esetében igazoltuk a vér–agy-gát ozmotikus úton történő reverzibilis megnyithatóságát, az általunk tapasztalt 30–60 perc közötti záródási idő egyezik az irodalomban más emlősökre vonatkozó hasonló adatokkal. Sertések esetében elsőként alkalmaztunk USPIO-szerkezetű vastartalmú MR-kontrasztanyagot központi idegrendszer képalkotására. Kísérletünkkel igazoltuk,
hogy
ozmotikus
vér–agy-gát
megnyitást
követően
a
kontrasztanyag megjelenik az agyban, azaz átjut a vér–agy-gáton. Következtetés: A sertések alkalmasak lehetnek a további vér–agy-gát kísérletek elvégzésére, a fajra jellemző rete mirábile (csodarece) ellenére viszonylag jó oldalkülönbség érhető el a vér–agy-gát megnyitása tekintetében. A sérült 96
(ozmotikusan
megnyitott)
vér–agy-gáton
átjutott
vastartalmú
MR-
kontrasztanyag nanopartikulum igazolta, hogy az újfajta szer alkalmas lehet központi idegrendszeri vizsgálatra sertések esetében is.
9.1.2. A ferumoxtran-10 (Combidex) kontrasztanyag kipróbálása, központi idegrendszeri gyulladásos kórfolyamatok vizsgálata kapcsán
Célkitűzések:
A
idegrendszeri
vas-oxid-tartalmú gyulladásos
kórképek
MR-kontrasztanyagok specifikus
központi
kontrasztanyagaként
fejlesztés alatt állnak. A ferumoxtran-10 nevű anyag vírusméretű nanopartikulum, melyet a reaktív sejtek bekebeleznek, láthatóvá téve így a központi idegrendszer fagocitózisra képes elemeit. Ebben a kísérletben a ferumoxtran-10 hagyományos gadolíniumtartalmú kontrasztanyaggal került összehasonlításra különböző gyulladásos folyamatokkal kísért központi idegrendszeri kórképekben, mint limfoma, sclerosis multiplex (SM), acut disseminált encephalitis (ADEM) és stroke, hogy megtudjuk van-e, és ha igen milyen haszna ezen új kontrasztanyagnak. Anyag
és
módszer:
Huszonhárom különböző
központi
idegrendszeri
„gyulladásos” kórképpel rendelkező beteg, rutin koponya mágneses rezonancia vizsgálata történt meg hagyományos kontrasztanyaggal és anélkül. Átlagosan tíz nappal később ferumoxtran-10 kontrasztanyaggal történt mágneses rezonancia vizsgálat képeit hasonlítottuk össze az előzőekkel. A vas-oxid-tartalmú kontrasztanyag dózisa 2,6 mg/kg volt, melyet a képalkotást megelőzően 24 órával lassú infúzióban kapott meg a beteg. A mágneses rezonancia vizsgálatok értékelését négy vizsgáló, szubjektív szempontok szerint végezte a halmozás mintázata és intenzitása alapján, ami hasznos lehet a differenciáldiagnózis felállításában.
97
Eredmények: Öt esetben (1 ADEM, 2 stroke, 1 vénás cavernosus malformáció, 1 primer agyi limfoma) a ferumoxtran-10 a gadolíniumhoz képest intenzívebb halmozást, nagyobb és/vagy újabb halmozó területet igazolt. Az SM esetek többségében a ferumoxtran-10 halmozásának intenzitása alulmaradt a gadolíniummal szemben. Következtetések: A ferumoxtran-10 különböző halmozási mintákat mutatott a különböző
központi
idegrendszeri
gyulladásos
kórképekben
a
gadolíniumhoz képest. A mágneses rezonancia vizsgálatok időzítésének és a terápia szerepének további vizsgálatára van szükség, hogy a ferumoxtran-10 szerepe tisztázható legyen a gadolíniummal szemben a központi idegrendszeri gyulladásos kórképek diagnózisában és a terápia követésében.
9.1.3. Új típusú, bolusban is adható, ezáltal dinamikus mágneses rezonancia vizsgálatra
is
alkalmas
vastartalmú
MR-kontrasztanyag
(ferumoxytol)
kipróbálása
Célkitűzések: A ferumoxytol egy fagocita-specifikus, vas-oxid-tartalmú nanopartikulum,
mely
felhasználható
malignus
agytumorok
MR-
képalkotásában, emellett bolusban is adható, így lehetőséget nyújt dinamikus képalkotásra is. Célunk a ferumoxytol késleltetett halmozási idejének
pontos
meghatározása,
valamint
gadolíniummal
való
összehasonlítása hagyományos, angiográfiás és perfúziós MR-szekvenciák kapcsán. Anyag és módszer: A vizsgálatban tizenkét agytumoros beteg vett részt. Mindegyik
beteg először
egy státuszrögzítő
mágneses rezonancia
vizsgálaton esett át gadolínium felhasználásával, majd ferumoxytol beadását követően, meghatározott protokoll szerint 72 órán belül egy sorozat mágneses rezonancia vizsgálaton esett át 1,5 valamint 3 Teslás MR98
készülékeken. A ferumoxytol-vizsgálatok során látott halmozás időbeni változásokat az alapvizsgálat során látott gadolínium halmozásához viszonyítottuk. A két kontrasztanyaggal készült perfúziós vizsgálatok, dinamikus és time of fight (TOF) angiográfiás képek, valamint a T1 súlyozott szekvenciák kerültek összehasonlításra. Eredmények: A tumoros elváltozások mindkét kontrasztanyaggal mindkét térerőn jól kimutathatók voltak, sőt, 0,15 Teslás intraoperatív készülékkel is értékelhető képek készültek. A ferumoxytol beadását követő maximális halmozás 24–48 óra elteltével alakult ki, amit a halmozó terület kiterjedésének lassú növekedése követ olyan T2 magas jelintenzitású tumorosan infiltrált agyi területeken, ahol a gadolínium nem halmoz. Dinamikus vizsgálatok eredményei a gadolínium igen korai extravazációját igazolta szemben a ferumoxytollal, ami igen sokáig a véráramban marad. Következtetés: A vizsgálat során legfontosabb eredménynek az a megfigyelés tekinthető, hogy a gadolínium beadását követően igen hamar „kifolyik” a véráramból, míg a ferumoxytol a korai fázisban a véráramban marad, ami által a perfúziós vizsgálatok sokkal pontosabban végezhetők el. A ferumoxytol mint MR-kontrasztanyag alkalmas a központi idegrendszeri tumorok
kimutatására
minden
általunk
vizsgált
térerőn.
A
kontraszthalmozás maximuma a ferumoxytol-beadást követő 24–48 órában alakul ki.
9.2. Summary in English
The blood-brain barrier (BBB) is the specialized system of capillary endothelial cells that protects the brain from harmful substances in the blood stream, while supplying the brain with the required nutrients for proper function. Unlike peripheral capillaries that allow relatively free exchange of 99
substance across/between cells, the BBB strictly limits transport into the brain through both physical (tight junctions) and metabolic (enzymes) barriers. In the United States in the year 2005, it was estimated that there were 43,800 new cases of brain tumors (Central Brain Tumor Registry of the United States, Primary Brain Tumors in the United States, Statistical Report, 20052006), which accounted for 1.4 percent of all cancers, 2.4 percent of all cancer deaths, and 20-25 percent of pediatric cancers. Ultimately, it is estimated that there are 13,000 deaths/year as a result of brain tumors. These scary numbers only apply to the brain tumors in the US, and lots of other well known CNS diseases (epilepsy, schizophrenia, stroke etc.) are still not mentioned. 98% of all known potential CNS drugs have a molecular weight bigger, than 500Daltons (upper molecular weight limit for crossing BBB), so they can’t cross the blood-brain barrier. To target and successfully treat these CNS lesions, it is obvious that we need to learn about blood-brain barrier as much as we can. This paper consists of three different parts which strongly correlate with each other. The first part is about adaption and introducing osmotic blood-brain barrier disruption in pigs. The second and third part of the work is about new iron-based MR contrast agent, using them in central nervous system.
9.2.1. Summary of the animal studies
Objective: Osmotic blood-brain barrier opening is widely used in several animal models. Our goal was to adapt the known method to pigs. After successful adaption of the technique we wanted to proof the reversibility of the blood-brain barrier opening and to obtain the reclosing time of the barrier. We also wanted to try outwitting the barrier for a new iron-oxide
100
based MR contrast agent called Sinerem (Gourbet) by the osmotic bloodbrain barrier disruption. Materials and methods: For adjusting the osmotic blood-brain barrier disruption for pigs we used ten, for define the reclosing time of the open barrier three, and for the MR contrast study two more 25-30kg young pigs were included into the study. The animal studies were performed in whole anesthesia. Xylazin-ketamin-atropin and isoflurane-O2 was used for narcosis. Blood-brain barrier opening were performed with a conventional catheter technique, where the catheter was placed at the beginning of the internal carotid artery. 50 ml high osmolality mannitol (40%) was injected into the artery over 30 seconds. The results of the blood-brain barrier opening were proven by in vivo CT and MR examinations and in vitro with vital staining (Evans blue). Results: The adaption of blood-brain barrier disruption method for pigs was successfully, we got a very useable animal model. There were no major side effects. We successfully proved the reversibility of the osmotic opening of the blood-brain barrier and defined the reclosing time of the osmotic opened blood-brain barrier in 30-60 minutes. The outwitting of the blood-brain barrier for the new iron-based contrast agent was also successful. Conclusion: We adapted the osmotic blood-brain barrier disruption for pigs and found this animal model usable for further blood-brain barrier studies. Closing time of the barrier after irreversible osmotic opening was 30-60 minutes. We successfully outwitted the blood-brain barrier for the new ironbased contrast agent, which raises the possibility of its usefulness in central nervous system imaging also in pigs.
101
9.2.2. Summary of the study using ferumoxtran-10 (Combidex) in inflammatory central nervous system diseases
Objective: Iron oxide–based contrast agents have been investigated as more specific MR imaging agents for central nervous system (CNS) inflammation. Ferumoxtran-10 is a virus-size nanoparticle, taken up by reactive cells, that allows visualization of the phagocytic components of CNS lesions. Ferumoxtran-10 was compared with standard gadoliniumenhanced MR images in this exploratory trial to assess its potential in evaluation of CNS lesions with inflammatory aspects, including lymphoma, multiple sclerosis (MS), acute disseminated encephalomyelitis (ADEM), and vascular lesions. Materials and methods: Twenty-three patients with different types of intracranial “inflammatory” lesions underwent standard brain MR with and without gadolinium, followed an average of 10 days later by a ferumoxtran10 scan. Patients were imaged 24 hours after infusion of 2.6mg/kg ferumoxtran-10. All MR images were evaluated subjectively by 4 investigators for a difference in enhancement patterns, which could be useful in differential diagnoses. Results: In 5 cases, (one ADEM, 2 strokes, one cavernous venous vascular malformation,
and
one
primary
central
nervous
lymphoma)
the
ferumoxtran-10 scan showed higher signal intensity, larger area of enhancement, or new enhancing areas compared with gadolinium. Most MS patients showed less enhancement with ferumoxtran-10 than with gadolinium. Conclusion: Ferumoxtran-10 showed different enhancement patterns in a variety of CNS lesions with inflammatory components in comparison to gadolinium. The impact of timing and therapy need further evaluation to better assess ferumoxtran-10 in addition to gadolinium as contrast agents for 102
use in diagnosis and monitoring therapy in patients with CNS inflammatory lesions.
9.2.3. Summary of the study using new iron oxide based MR contrast agent (ferumoxytol) in dynamic MR sequences
Objective: Ferumoxytol, an iron oxide nanoparticle that targets phagocytic cells, can be used in magnetic resonance imaging of malignant brain tumors and can be administered as a bolus, allowing dynamic imaging. Our objectives were to determine the optimum time of delayed contrast enhancement of ferumoxytol, and to compare ferumoxytol and gadolinium contrast agents for magnetic resonance angiography and perfusion. Materials and methods: Twelve patients with malignant brain tumors underwent serial magnetic resonance imaging multiple times up to 72 hours after ferumoxytol injection at both 1.5 and 3T. The enhancement time course was determined for ferumoxytol and compared with a baseline gadolinium scan. Perfusion, time-of-flight and dynamic magnetic resonance angiography and T1 weighted scans were compared for the two agents. Results: The lesions were detectable at all field strengths, even with an intraoperative 0.15T magnet. Maximal ferumoxytol enhancement intensity was at 24 to 28 hours after administration, and the enhancing volume subsequently expanded with time into a non-gadolinium-enhancing, high T2 weighted signal region of tumor-infiltrated brain. Dynamic studies were assessed with both agents, indicating early vascular leak with gadolinium but not with ferumoxytol. Conclusion: Our most important finding was that gadolinium leaks out of blood vessels early after injection, whereas ferumoxytol stays intravascular in the “early” phase, thereby increasing the accuracy of tumor perfusion 103
assessment. As a magnetic resonance imaging contrast agent, ferumoxytol visualizes brain tumors at all field strengths evaluated, with delayed enhancement peaking at 24 to 28 hours after administration.
104
10. KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS
Nagy tisztelettel és szeretettel mondok köszönetet témavezetőmnek, DR. REPA IMRE
egyetemi
Onkoradiológiai
tanárnak, Intézet
a
Kaposvári
igazgatójának,
Egyetem hogy
a
Diagnosztikai
és
PhD-tanulmányaimat
messzemenően támogatta, segítette. Köszönettel tartozom DR. HORN PÉTER akadémikusnak, aki a Doktori Iskola vezetőjeként biztosította munkámhoz a szükséges feltételeket. Köszönet illeti DR. GŐDÉNY MÁRIA főorvost, közvetlen felettesemet, aki lehetőséget adott, biztatott, támogatott, és segített munkám minden szakaszában. Köszönöm DR. SZIKORA ISTVÁN főorvosnak a közreműködést az amerikai tanulmányutammal kapcsolatban. Külön köszönet illeti EDWARD A. NEUWELT professzort, aki az Oregoni Orvosi Egyetem (OR, USA) keretein belül vezeti a vér–agy-gát kutatással foglalkozó centrumot (Blood Brain Barrier Program). Az oregoni munkám során számos kitűnő embert ismertem meg, akiket nehéz lenne felsorolni. Köszönet illeti a vér–agygát program tejes csapatát, ezen belül is BAGÓ ATTILA, TULIO P. MURILLO és VÁRALLYAY CSANÁD segítsége jelentett sokat. Köszönet a neuroradiológiai osztály minden tagjának, különösen az osztály vezetőjének, GARY NESBIT főorvosnak. Képalkotó tevékenységgel kapcsolatban sokat köszönhetek CHARLES SPRINGERNEK, aki az MR képalkotó diagnosztikai kutatóintézet vezetője (Advanced Imaging Research Center). A kutatóintézetben a képek utólagos feldolgozásában XIN LI, DANIEL SCHWARZ és MICHAEL JEROSCHHEROLD segítsége volt nélkülözhetetlen. A Kaposvári Diagnosztikai és Onkoradiológiai Intézetben végzett munkámhoz nyújtott önzetlen és odaadó segítségért, az osztály összes dolgozója köszönetet érdemel. Különösen DR. BOGNER PÉTER volt centrum
105
elnök, DR. PETRÁSI ZSOLT kutatási osztályvezető, DR. GARBERA ISTVÁN főorvos, valamint DR. PETNEHÁZY ÖRS, DR. HEVESI ÁKOS és DR. GARAMVÖLGYI RITA állatorvosok segítségét emelném ki – a teljesség igénye nélkül. Köszönet illeti az Országos Onkológiai Intézet Radiológiai Osztályán dolgozó kollegáimat és családomat, akik lehetővé tették, és elviselték az időnkénti hosszabb kaposvári távollétemet.
106
11. AZ ÁBRÁK ÉS TÁBLÁZATOK JEGYZÉKE 11.1. Az ábrák jegyzéke
1. ábra.
Elektronmikroszkópos kép felnőtt férfi agy ereiről
2. ábra.
A vér–agy-gát sematikus ábrázolása, körülötte astrocyta sejtek
3. ábra.
Vér–agy-gát bemutatására szolgáló keresztmetszeti kép az agyi kapillárisról
4. ábra.
Vér–agy-gát bemutatására szolgáló keresztmetszeti/hosszmetszeti kép az agyi kapillárisról
5. ábra.
Feltételezett interakciók a legfontosabb tight junctiont alkotó citoszkeletális és adhéziós fehérjemolekulák között a vér–agygátban
6. ábra.
Transzportmechanizmusok a vér–agy-gáton keresztül
7. ábra.
A gyógyszerek agyba jutását befolyásoló potenciális tényezők
8. ábra.
Nyílirányú keresztmetszet az agyról. Láthatók az oldalkamrák, a III. és IV. agykamra, ahol a plexus choroideus termeli a liquort
9. ábra.
A katéter helyzete a sertésekben végzett ozmotikus vér–agy-gát megnyitás során
10. ábra.
Sertésben végzett Evans-kék festés eredménye ozmotikus vér–agygát megnyitása után
11. ábra.
Posztkontrasztos CT és súlyozott posztkontrasztos MR-képek
12. ábra.
Az MR-képalkotás menetrendje
13. ábra.
Sertésagy festődése, Evans-kék 30 perccel az ozmotikus megnyitás után került beadásra
14. ábra.
Sertésagy festődése, Evans-kék 60 perccel az ozmotikus megnyitás után került beadásra
107
15. ábra.
Sertésagyról készült FLAIR T2 súlyozott coronalis síkú MRfelvétel 24 órával a ferumoxtran-10 beadása után
16. ábra.
SM diagnózis (6. sorszámú beteg)
17. ábra.
ADEM diagnózis (1. sorszámú beteg)
18. ábra.
ADEM diagnózis (2. sorszámú beteg)
19. ábra.
Biopsziával igazolt SM diagnózis (4. sorszámú beteg)
20. ábra.
Stroke diagnózis (11. sorszámú beteg)
21. ábra.
Vénás cavernosus malformáció diagnózis (11. sorszámú beteg)
22. ábra.
PCNSL diagnózis (18. sorszámú beteg)
23. ábra.
T1 súlyozott 1,5 Teslás fast spin echo, 3 Teslás fast field echo és 3 Teslás turbo spin echo MR-képek 50 órával a ferumoxytol beadását követően
24. ábra.
Ferumoxytol jelintenzitás görbék 1,5 és 3 Teslán
25. ábra.
A ferumoxytollal halmozó tumorterület átmérőjének időbeli változása
26. ábra.
GBM diagnózis (3. sorszámú beteg)
27. ábra.
A gadolíniummal és ferumoxytollal végzett perfúziós vizsgálatok kvantitatív összehasonlítása
28. ábra.
Malignus pinealis tumor (10. sorszámú beteg)
29. ábra.
TOF angiográfiás képek (12. számú beteg)
30. ábra.
Öt beteg kapcsán 3 Teslás készüléken mért R1-mérések átlaga
11.2. A táblázatok jegyzéke
1. táblázat. A vér–agy-gát gyógyszerlebontó enzimei és azok részleges funkciói 2. táblázat. A vér–agy-gát változásait előidéző tényezők
108
3. táblázat. MR képalkotás során kontrasztanyagként használt vas-oxid nanopartikulumok 4. táblázat. A
sertések
felneveléséhez
etetett
keveréktakarmányok
táplálóanyag-tartalma 5. táblázat. Az MR-szekvenciák sorrendje 6. táblázat. Gyulladásos kórképekkel diagnosztizált betegek demográfiai adatai és az összehasonlító mágneses rezonancia vizsgálatok eredménye 7. táblázat. A vizsgálatba bevont betegek fontosabb adatai
109
12. IRODALOMJEGYZÉK
ABBOTT, N. J.: Inflammatory mediators and modulation of blood-brain barrier permeability. Cell Mol. Neurobiol., 2000. 20(2): 131–147. AKELLA, N. S. – TWIEG, D. B. – MIKKELSEN, T. – HOCHBERG, F. H. – GROSSMAN, S. – CLOUD, G. A. – NABORS, L. B.: Assessment of brain tumor angiogenesis inhibitors using perfusion magnetic resonance imaging: quality and analysis results of a phase I trial. J. Magn. Reson. Imaging, 2004. 20(6): 913–922. AKESON, P. – NORDSTRÖM, C. H. – HOLTAS, S.: Time-dependency in brain lesion enhancement with gadodiamide injection. Acta Radiol., 1997. 38(1): 19–24. ANDERSON, S. A. – SHUKALIAK-QUANDT, J. – JORDAN, E. K. – ARBAB, A. S. – MARTIN, R. – MCFARLAND, H. – FRANK, J. A.: Magnetic resonance imaging of labeled T-cells in a mouse model of multiple sclerosis. Ann. Neurol., 2004. 55(5): 654–659. ANTONELLI-ORLIDGE, A. – S AUNDERS, K. B. – SMITH, S. R. – D’AMORE, P. A.: An activated form of transforming growth factor beta is produced by cocultures of endothelial cells and pericytes. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1989. 86(12): 4544−4548. ANZAI, Y. – MCLACHLAN, S. – MORRIS, M. – SAXTON, R. – LUFKIN, R. B.: Dextrancoated superparamagnetic iron oxide, an MR contrast agent for assessing lymph nodes in the head and neck. AJNR Am. J. Neuroradiol., 1994. 15(1): 87–94. ANZAI, Y. – P ICCOLI, C. W. – OUTWATER, E. K. – STANFORD, W. – BLUEMKE, D. A. – NURENBERG, P. – SAINI, S. – MARAVILLA, K. R. – FELDMAN, D. E. – SCHMIEDL, U. P. –BRUNBERG, J. A. – FRANCIS, I. R. – HARMS, S. E. – SOM, P. M. – TEMPANY, C. M. – For the Group: Evaluation of neck and body metastases to nodes with ferumoxtran 10-enhanced MR imaging: phase III safety and efficacy study. Radiology, 2003. 228(3): 777–788. ARBAB, A. S. – YOCUM, G. T. – KALISH, H. – JORDAN, E. K. – ANDERSON, S. A. – KHAKOO, A. Y. – READ, E. J. – FRANK, J. A.: Efficient magnetic cell labeling with protamine sulfate complexed to ferumoxides for cellular MRI. Blood, 2004. 104(4): 1217–1223. ARTHUR, G. – PAGE, L. L. – ZABORNIAK, C. L. – CHOY, P. C.: The acylation of lysophosphoradylglycerocholines in guinea-pig heart mitochondria. Biochem. J., 1987. 242(1): 171–175. BANKS, W. A. – KASTIN, A. J.: Passage of peptides across the blood-brain barrier: Pathophysiological perspectives. Life Sci., 1996. 59(23): 1923–1243.
110
BAUER, H. C. – BAUER, H.: Neural induction of the blood-brain barrier: still an enigma. Cell Mol. Neurobiol. 2000. 20(1): 13–28. BECK, D. W. – VINTERS, H. V. – HART, M. N. – CANCILLA, P. A.: Glial cells influence polarity of the blood-brain barrier. J. Neuropathol. Exp. Neurol., 1984. 43(3): 219– 224. BETZ, A. L. – FIRTH, J. A. – GOLDSTEIN, G. W.: Polarity of the blood-brain barrier: distribution of enzymes between the luminal and anti-luminal membranes of brain capillary endothelial cells. Brain Res., 1980. 192(1): 17–28. BETZ, A. L. – GOLDSTEIN, G. W.: Polarity of the blood-brain barrier: neutral amino acid transport into isolated brain kapillaries. Science, 1978. 202(4364): 225−227. BOURNE, A. – BARNES, K. – TAYLOR, B. A. – TURNER, A. J. – KENNY, A. J.: Membrane peptidases in the pig choroid plexus and on other cell surfaces in contact with the cerebrospinal fluid. Biochem. J., 1989. 259(1): 69–80. BRADBURY, M.: The concept of the blood-brain barrier. Chichester: John Wiley, 1979. BREMER, C. – MUSTAFA, M. – BOGDANOV, A. JR. – NTZIACHRISTOS, V. – PETROVSKY, A. – WEISSLEDER, R.: Steady-state blood volume measurements in experimental tumors with different angiogenic burdens a study in mice. Radiology, 2003. 226(1): 214–220. BRIGHTMAN, M. W.: The intracerebral movement of proteins injected into the blood and cerebrospinal fluid of mice. Prog. Brain Res., 1968. 29: 19–40. BRIGHTMAN, M. W. – REESE, T. S.: Junctions between intimately apposed cell membranes in the vertebrate brain. J. Cell Biol., 1969. 40(3): 648–677. BROWNLEES, J. – WILLIAMS, C. H.: Peptidases, peptides and the mammalian bloodbrain barrier. J. Neurochem., 1993. 60(3): 793–803. BROWNSON, A. E. – ABBRUSCATO, T. J. – GILLESPIE, T. J. – HRUBY, V. J. – DAVIS, T. P.: Effect of peptidases at the blood-brain barrier on the permeability of enkephalin. J. Pharmacol. Exp. Ther., 1994. 270(2): 675–680. BURTON, K. – PARK, J. H. – TAYLOR, D. L.: Lamellar traction forces are centripetal and oriented in a continuous and symmetrical distribution about the direction of movement in crawling cells. Mol. Biol. Cell, 1996. 7(Suppl.): 391. BUTT, A. M. – JONES, H. C. – ABBOTT, N. J.: Electrical resistance across the bloodbrain barrier in anaesthetized rats: a developmental study. J Physiol., 1990. 429: 47–62. CANCILLA, P. A. – DEBAULT, L. E.: Neutral amino acid transport properties of cerebral endothelial cells in vitro. J. Neuropathol. Exp. Neurol., 1983. 42(2): 191– 199. CAO, Y. – TSIEN, C. I. – NAGESH, V. – JUNCK, L. – TEN HAKEN, R. – ROSS, B. D. – CHENEVERT, T. L. – LAWRENCE, T. S.: Survival prediction in high-grade gliomas
111
by MRI perfusion before and during early stage of RT [corrected]. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys., 2006. 64: 876–885. CLOUGH, G. – MICHEL, C. C.: The role of vesicles in the transport of ferritin through frog endothelium. J. Physiol., 1981. 315: 127–142. COLLETTI, P. M.: Nephrogenic systemic fibrosis and gadolinium: a perfect storm. AJR Am. J. Roentgenol., 2008. 191(4): 1150–1153. COLÓN, G. – CRUZ, C. A. – LATORRE, R.: Biofluid mechanics of the human brain. Congress on Biofluid Dynamics of Human Body Systems at University of Puerto Rico, Mayagüez, 2004. F1–F26. COOMBER, B. L. – STEWART, P. A.: Morphometric analysis of CNS microvascular endothelium. Microvasc. Res., 1985. 30(1): 99–115. CORNFORD, E. M. – OLDENDORF, W. H.: Independent blood-brain barrier transport systems for nucleic acid precursors. Biochim. Biophys. Acta, 1975. 394(2): 211−219. COROT, C. – PETRY, K. – TRIVEDI, R. – SALEH, A. – JONKMANNS, C. – LE BAS, J. F. – BLEZER, E. – RAUSCH, M. – BROCHET, B. – FOSTER-GAREAU, P. – BALÉRIAUX, D. – GAILLARD, S. – DOUSSET, V.: Macrophage imaging in central nervous system and in carotid atherosclerotic plaque using ultrasmall superparamagnetic iron oxide in magnetic resonance imaging. Invest. Radiol., 2004. 39(10): 619–625. CRAWLEY, A. P. – HENKELMAN, R. M.: A comparison of one-shot and recovery methods in T1 imaging. Magn Reson Med., 1988. 7(1): 23–34. CRONE, C. – CHRISTENSEN, O.: Electrical resistance of a kapillary endothelium. J. Gen. Physiol., 1981. 77(4): 349–371. DAVIS, T. P.: About the blood brain barrier. (2011-02-21) http://davislab.med.arizona.edu/content/about-davis-lab (2011-02-21)
URL:
DAVSON, H. – SEGAL, M. B.: Physiology of the CSF and blood-brain barriers. Boca Raton: CRC, 1996. DAVSON, H. – SPAZIANI, E.: Blood-brain barrier and extracellular space of brain. J. Physiol., 1959. 149: 135–143. DOUSSET, V. – BROCHET, B. – CAILLE, J. – PETRY, K.: Enhancement of multiple sclerosis lesions with ultra-small particle iron oxide. Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med., 2001. 9: 261. DUVERNOY, H. M. – DELON, S. – VANNSON, J. L.: Cortical blood vessels of the human brain. Brain Res. Bull., 1981. 7(5): 519−579. EHRLICH, P.: Das Sauerstoff-Bedurfnis des Organismus: Eine Farbenanalytische Studie. Berlin: Hirschwald, 1885. ELSTER, A. D.: Magnetic resonance contrast enhancement in cerebral infarction. Neuroimaging Clin. N. Am., 1994. 4(1): 89–100.
112
ENOCHS, W. S. – HARSH, G. – HOCHBERG, F. – WEISSLEDER, R.: Improved delineation of human brain tumors on MR images using a long-circulating, superparamagnetic iron oxide agent. J. Magn. Reson. Imaging, 1999. 9(2): 228–232. ERSOY, H. – JACOBS, P. – KENT, C. K. – PRINCE, M. R.: Blood pool MR angiography of aortic stent-graft endoleak. AJR Am. J. Roentgenol., 2004. 182(5): 1181–1186. FARQUHAR, M. G. – PALADE, G. E.: Junctional complexes in various epithelia. J. Cell Biol., 1963. 17: 375–412. FARRELL, C. L. – PARDRIDGE, W. M.: Blood-brain barrier glucose transporter is asymmetrically distributed on brain capillary endothelial lumenal and ablumenal membranes: an electron microscopic immunogold study. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1991. 88(13): 5779–5783. FILIPPI, M. – CAPRA, R. – CAMPI, A. – COLOMBO, B. – PRANDINI, F. – MARCIANÓ, N. – GASPAROTTI, R. – COMI, G.: Triple dose of gadolinium-DTPA and delayed MRI in patients with benign multiple sclerosis. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry., 1996. 60(5): 526–530. FLORIS, S. – BLEZER, E. L. – SCHREIBELT, G. – DÖPP, E. – VAN DER POL, S. M. – SCHADEE-EESTERMANS, I. L. – NICOLAY, K. – DIJKSTRA, C. D. – DE VRIES, H. E.: Blood-brain barrier permeability and monocyte infiltration in experimental allergic encephalomyelitis: a quantitative MRI study. Brain, 2004. 127(Pt 3): 616–627. FURUSE, M. – SASAKI, H. – TSUKITA, S.: Manner of interaction of heterogeneous claudin species within and between tight junction strands. J. Cell Biol., 1999. 147(4): 891–903. FRANK, R. N. – DUTTA, S. – MANCINI, M. A.: Pericyte coverage is greater in the retinal than in the cerebral capillaries of the rat. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci., 1987. 28(7): 1086–1091. GE, Y. – GROSSMAN, R. I. – UDUPA, J. K. – FULTON, J. – CONSTANTINESCU, C. S. – GONZALES-SCARANO, F. – BABB, J. S. – MANNON, L. J. – KOLSON, D. L. – COHEN, J. A.: Glatiramer acetate (Copaxone) treatment in relapsing-remitting MS: quantitative MR assessment. Neurology, 2000. 54(4): 813–817. GHERSI-EGEA, J. F. – LENINGER-MULLER, B. – SULEMAN, G. – SIEST, G. – MINN, A.: Localization of drug-metabolizing enzyme activities to blood-brain interfaces and circumventricular organs. J. Neurochem., 1994. 62(3): 1089–1096. GOLDMAN, E. E.: Vitalfarbung am Zentralnervensystem. Abh. Preuss. Akad. Wiss. Phys. Math., 1913. K1(1): 1–60. GOMORI, J. M. – GROSSMAN, R. I. – GOLDBERG, H. I. – ZIMMERMAN, R. A. – BILANIUK, L. T.: Intracranial hematomas: imaging by high-field MR. Radiology, 1985. 157(1): 87–93. GOMORI, J. M. – GROSSMAN, R. I. – HACKNEY, D. B. – GOLDBERG, H. I. – ZIMMERMAN, R. A. – BILANIUK, L. T.: Variable appearances of subacute intracranial hematomas on high-field spin-echo MR. AJR Am. J. Roentgenol., 1988. 150(1): 171–178.
113
GROOTHUIS, D. R. – WARKNE, P. C. – MOLNAR, P. – LAPIN, G. D. – MIKHAEL, M. A.: Effect of hyperosmotic blood-brain barrier disruption on transcapillary transport in canine brain tumors. J. Neurosurg., 1990. 72(3): 441–449. HALL, D. E. – MOFFAT, B. A. – STOJANOVSKA, J. – JOHNSON, T. D. – LI, Z. – HAMSTRA, D. A. – REHEMTULLA, A. – CHENEVERT, T. L. – CARTER, J. – PIETRONIGRO, D. – ROSS, B. D.: Therapeutic efficacy of DTI-015 using diffusion magnetic resonance imaging as an early surrogate marker. Clin. Cancer Res., 2004. 10(23): 7852–7859. HAMSTRA, D. A. – CHENEVERT, T. L. – MOFFAT, B. A. – JOHNSON, T. D. – MEYER, C. R. – MUKHERJI, S. K. – QUINT, D. J. – GEBARSKI, S. S. – FAN, X. – TSIEN, C. I. – LAWRENCE, T. S. – JUNCK, L. – REHEMTULLA, A. – ROSS, B. D.: Evaluation of the functional diffusion map as an early biomarker of time-to-progression and overall survival in high-grade glioma. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2005. 102(46): 16759– 16764. HARISINGHANI, M. G. – BARENTSZ, J. – HAHN, P. F. – DESERNO, W. M. – TABATABAEI, S. – VAN DE KAA, C. H. – DE LA ROSETTE, J. – WEISSLEDER, R.: Noninvasive detection of clinically occult lymph-node metastases in prostate cancer. N. Engl. J. Med., 2003. 348(25): 2491–2499. HASKINS, J. – GU, L. – WITTCHEN, E. S. – HIBBARD, J. – STEVENSON, B. R.: ZO-3, a novel member of the MAGUK protein family found at the tight junction, interacts with ZO-1 and occludin. J. Cell Biol., 1998. 141(1): 199–208. HEIMARK, R. L.: Cell-cell adhesion of molecules the blood-brain barrier. In: PARDRIDGE, W. M. (Ed.): The blood-brain barrier: Cellular and molecular biology. New York: Lippincott-Raven, 1993. Pp. 88–106. HELLSTRÖM, M. – GERHARDT, H. – KALÉN, M. – LI, X. – ERIKSSON, U. – WOLBURG, H. – BETSHOLTZ, C.: Lack of pericytes leads to endothelial hyperplasia and abnormal vascular morphogenesis. J. Cell Biol., 2001. 153(3): 543–553. HUNT, M. A. – BAGÓ, A. G. – NEUWELT, E. A.: Single-dose contrast agent for intraoperative MR imaging of intrinsic brain tumors by using ferumoxtran-10. AJNR Am. J. Neuroradiol., 2005. 26(5): 1084–1088. HYNES, R. O.: Integrins: versatility, modulation, and signaling in cell adhesion. Cell, 1992. 69(1): 11–25. JOU, T. S. – SCHNEEBERGER, E. E. – NELSON, W. J.: Structural and functional regulation of tight junctions by RhoA and Rac1 small GTPases. J. Cell Biol., 1998. 142(1): 101–115. JUNG, C. W. – JACOBS, P.: Physical and chemical properties of superparamagnetic iron oxide MR contrast agents: ferumoxides, ferumoxtran, ferumoxsil. Magn. Reson. Imaging. 1995. 13(5): 661–674. KAMBA, M. – SUTO, Y. – OGAWA, T.: Measurement of cerebral mean transit time by dynamic susceptibility contrast magnetic resonance imaging. Eur. J. Radiol., 1999. 31(3): 170–173.
114
KEEP, R. F. – JONES, H. C.: A morphometric study on the development of the lateral ventricle choroids plexus, choroids plexus capillaries and ventricular ependyma in the rat. Brain Res. Dev. Brain Res. Dev. Brain Res., 1990. 56(1):47–53. KERMODE, A. G. – TOFTS, P. S. – THOMPSON, A. J. – MACMANUS, D. G. – RUDGE, P. – KENDALL, B. E. – KINGSLEY, D. P. – MOSELEY, I. F. – DU BOULAY, E. P. – MCDONALD, W. I.: Heterogeneity of blood-brain barrier changes in multiple sclerosis: an MRI study with gadolinium-DTPA enhancement. Neurology, 1990. 40(2): 229–235. KOOI, M. E. – CAPPENDIJK, V. C. – CLEUTJENS, K. B. – KESSELS, A. G. – KITSLAAR, P. J. – BORGERS, M. – FREDERIK, P. M. – DAEMEN, M. J. – VAN ENGELSHOVEN, J. M.: Accumulation of ultrasmall superparamagnetic particles of iron oxide in human atherosclerotic plaques can be detected by in vivo magnetic resonance imaging. Circulation, 2003. 107(19): 2453–2458. KROLL, R. A. – NEUWELT E. A.: Outwitting the blood-brain barrier for therapeutic purposes: osmotic opening and other means. Neurosurgery, 1998. 42(5): 1083– 1100. KRUSZELNICKI, KARL S.: Blood brain barrier, 1. (2003-11-10) http://www.abc.net.au/science/k2/moments/s981339.htm (2011a-02-20)
URL:
KRUSZELNICKI, KARL S.: Blood brain barrier, 2. (2003-12-11) http://www.abc.net.au/science/k2/moments/s996860.htm (2011b-02-20)
URL:
KSH (Központi Statisztikai Hivatal): Magyar statisztikai évkönyv, 2009. Budapest: KSH, 2010. LANDRY, R. – JACOBS, P. M. – DAVIS, R. – SHENOUDA, M. – BOLTON, W. K.: Pharmacokinetic study of ferumoxytol: a new iron replacement therapy in normal subjects and hemodialysis patients. Am. J. Nephrol., 2005. 25(4): 400–410. LARSON, D. M. – CARSON, M. P. – HAUDENSCHILD, C. C.: Junctional transfer of small molecules in cultured bovine brain microvascular endothelial cells and pericytes. Microvasc. Res., 1987. 34(2): 184–199. LI, W. – TUTTON, S. – VU, A. T. – PIERCHALA, L. – LI, B. S. – LEWIS, J. M. – PRASAD, P. V. – EDELMAN, R. R.: First-pass contrast-enhanced magnetic resonance angiography in humans using ferumoxytol, a novel ultrasmall superparamagnetic iron oxide (USPIO)-based blood pool agent. J. Magn. Reson. Imaging, 2005. 21(1): 46–52. MCLACHLAN, S. J. – MORRIS, M. R. – LUCAS, M. A. – FISCO, R. A. – EAKINS, M. N. – FOWLER, D. R. – SCHEETZ, R. B. – OLUKOTUN, A. Z.: Phase I clinical evaluation of a new iron oxide MR contrast agent. J. Magn. Reson. Imaging, 1994. 4(3): 301– 307. MICHEL, S. C. – KELLER, T. M. – FRÖHLICH, J. M. – FINK, D. – CADUFF, R. – SEIFERT, B. – MARINCEK, B. – KUBIK-HUCH, R. A.: Preoperative breast cancer staging: MR imaging of the axilla with ultrasmall superparamagnetic iron oxide enhancement. Radiology, 2002. 225(2): 527–536.
115
MINAKAWA, T. – BREADY, J. – BERLINER, J. – FISHER, M. – CANCILLA, P. A.: In vitro interactions of astrocytes and pericytes with capillary-like structures of brain microvessel endothelium. Lab. Invest., 1991. 65(1): 32−40. MINN, A. – GHERSI-EGEA, J. F. – PERRIN, R. – LEININGER, B. – SIEST, G.: Drug metabolizing enzymes in the brain and cerebral microvessels. Brain Res. Brain Res. Rev., 1991. 16(1): 65–82. MOSELEY, M. E. – KUCHARCZYK, J. – MINTOROVITCH, J. – COHEN, Y. – KURHANEWICZ, J. – DERUGIN, N. – ASGARI, H. – NORMAN, D.: Diffusionweighted MR imaging of acute stroke: correlation with T2-weighted and magnetic susceptibility-enhanced MR imaging in cats. AJNR Am. J. Neuroradiol., 1990. 11(3): 423–429. MULDOON, L. L. – SÁNDOR, M. – PINKSTON, K. E. – NEUWELT, E. A.: Imaging, distribution, and toxicity of superparamagnetic iron oxide magnetic resonance nanoparticles in the rat brain and intracerebral tumor. Neurosurgery, 2005. 57(4):785–796. MURILLO, T. P. – SANDQUIST, C. – JACOBS, P. M. – NESBIT, G. – MANNINGER, S. – NEUWELT, E. A.: Imaging brain tumors with ferumoxtran-10, a nanoparticle magnetic resonance contrast agent. Therapy, 2005. 2: 871–882. NABESHIMA, S. – REESE, T. S. – LANDIS, D. M. – BRIGHTMAN, M. W.: Junctions in the meninges and marginal glia. J. Comp. Neurol., 1975. 164(2): 127–169. NAGY, Z. – PAPPIUS, H. M. – MATHIESON, G. – HÜTTNER, I.: Opening of tight junctions in cerebral endothelium. I. Effect of hyperosmolar mannitol infused through the internal carotid artery. J. Comp. Neurol., 1979. 185(3): 569–578. NAGY, Z. – PETERS, H. – HÜTTNER, I.: Charge-related alterations of the cerebral endothelium. Lab. Invest., 1983. 49(6): 662–671. NAGY, Z. – PETTIGREW, K. D. – MEISELMAN, S. – BRIGHTMAN, M. W.: Cerebral vessels cryofixed after hyperosmosis or cold injury in normothermic and hypotermic frogs. Brain Res., 1988. 440(2): 315–327. NAKAGAWA, H. – GROOTHUIS, D. – BLASBERG, R. G.: The effect of graded hypertonic intracarotid infusion on drug delivery to experimental RG-2 rat gliomas. Neurology, 1984. 34(12): 1571–1581. NEHLS, V. – DENZER, K. – DRENCKHAHN, D.: Pericyte involvement in capillary sprouting during angiogenesis in situ. Cell Tissue. Res., 1992. 270(3): 469–474. NEKOLLA, S. – GNEITING, T. – SYHA, J. – DEICHMANN, R. – HAASE, A.: T1 maps by Kspace reduced snapshot-FLASH MRI. J. Comput. Assist. Tomogr., 1992. 16(2): 327–332. NEUWELT, E. A.: Mechanisms of disease: the blood brain barrier. Neurosurgery, 2004. 54(1): 131–142.
116
NEUWELT, E. A. – BALABAN, E. – DIEHL, J. – HILL, S. – FRENKEL, E.: Successful treatment of primary central nervous system lymphomas with chemotherapy after osmotic blood-brain barrier opening. Neurosurgery, 1983a. 12(6): 662–671. NEUWELT, E. A. – BARNETT, P. A. – FRENKEL, E. P.: Chemotherapeutic agent permeability to normal brain and delivery to avian sarcoma virus-induced brain tumors in the rodent: observations on problems of drug delivery. Neurosurgery, 1984. 14(2): 154–160. NEUWELT, E. A – DAHLBORG, S. A.: Blood-brain barrier disruption in the treatment of brain tumors: Clinical implications. In: NEUWELT, E. A. (Ed.): Implications of the blood-brain barrier and its manipulation. Vol. 2. New York: Plenum Medical Book, 1989. Pp. 195–262. NEUWELT, E. A. – FRENKEL, E. P. – DIEHL, J. – VU, L. H. – HILL, S.: Reversible osmotic blood-brain barrier disruption in humans: implications for the chemotherapy of malignant brain tumors. Neurosurgery, 1980. 7(1): 44–52. NEUWELT, E. A. – HAMILTON, B. E. – VARALLYAY, C. G. – ROONEY, W. R. – EDELMAN, R. D. – JACOBS, P. M. – WATNICK, S. G.: Ultrasmall superparamagnetic iron oxides (USPIOs): a future alternative magnetic resonance (MR) contrast agent for patients at risk for nephrogenic systemic fibrosis (NSF)? Kidney Int., 2009. 75(5): 465–474. NEUWELT, E. A. – SPECHT, H. D. – HOWIESON, J. – HAINES, J. E. – BENNETT, M. J. – HILL, S. A. – FRENKEL, E. P.: Osmotic blood-brain barrier modification: clinical documentation by enhanced CT scanning and/or radionuclide brain scanning. AJR Am. J. Roentgenol. 1983b. 141(4): 829–835. NEUWELT, E. A. – VÁRALLYAY, P. – BAGÓ, A. G. – MULDOON, L. L. – NESBIT, G. – NIXON, R.: Imaging of iron oxide nanoparticles by MR and light microscopy in patients with malignant brain tumours. Neuropathol. Appl. Neurobiol., 2004. 30(5): 456–471. NEUWELT, E. A. – WEISSLEDER, R. – NILAVER, G. – KROLL, R. A. – ROMANGOLDSTEIN, S. – SZUMOWSKI, J. – PAGEL, M. A. – JONES, R. S. – REMSEN, L. G. – MCCORMICK, C. I. – SHANNON, E. M. – MULDOON, L. L.: Delivery of virus-sized iron oxide particles to rodent CNS neurons. Neurosurgery, 1994. 34(4): 777–784. OLDENDORF, W. H. – BROWN, W. J.: Greater number of kapillary endothelial cell mitochondria in brain than in muscle. Proc. Soc. Exp. Biol. Med., 1975. 149(3): 736– 738. PALADE, G. E.: Transport in quanta across the endothelium of blood kapillaries. Anat. Rec., 1960. 136: 254. PARDRIDGE, W. M.: Drug delivery to the brain. J. Cereb. Blood Flow. Metab., 1997. 17(7): 713–731. PARDRIDGE, W. M.: Blood–brain barrier biology and methodology. J. Neurovirol., 1999. 5(6): 556–569.
117
PARDRIDGE, W. M. – BOADO, R. J. – FARRELL, C. R.: Brain-type glucose transporter (GLUT-1) is selectively localized to the blood-brain barrier. Studies with quantitative western blotting and in situ hybridization. J. Biol. Chem., 1990. 265(29): 18 035–18 040. PARDRIDGE, W. M. – OLDENDORF, W. H. – CANCILLA, P. – FRANK, H. J.: Blood-brain barrier: interface between internal medicine and the brain. Ann. Intern. Med., 1986. 105(1): 82–95. PARIKH, A. H. – SMITH, J. K. – EWEND, M. G. – BULLITT, E.: Correlation of MR perfusion imaging and vessel tortuosity parameters in assessment of intracranial neoplasms. Technol. Cancer. Res. Treat., 2004. 3(6): 585–590. POPE, W. B. – LAI, A. – NGHIEMPHU, P. – MISCHEL, P. – CLOUGHESY, T. F.: MRI in patients with high-grade gliomas treated with bevacizumab and chemotherapy. Neurology, 2006. 66(8): 1258–1260. RAPOPORT, S. J. – THOMPSON, H. K.: Osmotic opening of the blood-brain barrier in the monkey without associated neurological deficits. Science, 1973. 180(89): 971. RAUSCH, M. – HIESTAND, P. – BAUMANN, D. – CANNET, C. – RUDIN, M.: MRI-based monitoring of inflammation and tissue damage in acute and chronic relapsing EAE. Magn. Reson. Med., 2003. 50(2): 309–314. REESE, T. S. – KARNOVSKY, M. J.: Fine structural localization of a blood-brain barrier to exogenous peroxidase. J. Cell Biol., 1967. 34(1): 207–217. REITH, W. – FORSTING, M. – VOGLER, H. – HEILAND, S. – SARTOR, K.: Early MR detection of experimentally induced cerebral ischemia using magnetic susceptibility contrast agents: comparison between gadopentetate dimeglumine and iron oxide particles. AJNR Am. J. Neuroradiol., 1995. 16(1): 53–60. SAINI, S. – EDELMAN, R. R. – SHARMA, P. – LI, W. – MAYO-SMITH, W. – SLATER, G. J. – EISENBERG, P. J. – HAHN, P. F.: Blood-pool MR contrast material for detection and characterization of focal hepatic lesions: initial clinical experience with ultrasmall superparamagnetic iron oxide (AMI-227). AJR Am. J. Roentgenol., 1995. 164(5): 1147–1152. SAITO, Y. – WRIGHT, E. M.: Bicarbonate transport across the frog choroid plexus and its control by cyclic nucleotides. J. Physiol., 1983. 336: 635–648. SATOH, Y. – GESASE, A. P. – HABARA, Y. – ONO, K. – KANNO, T.: Lipid secretory mechanisms in the mammalian Harderian gland. Microsc. Res. Tech., 1996. 34(2): 104–110. SCHMITZ, S. A. – TAUPITZ, M. – WAGNER, S. – WOLF, KJ. – BEYERSDORFF, D. – HAMM, B.: Magnetic resonance imaging of atherosclerotic plaques using superparamagnetic iron oxide particles. J. Magn. Reson. Imaging, 2001. 14(4): 355–361. SCHNEEBERGER, E. E. – KARNOVSKY, M. J.: Substructure of intercellular junctions in freeze-fractured alveolar-capillary membranes of mouse lung. Circ. Res., 1976. 38(5): 404–411.
118
SHAH, N. J. – ZAITSEV, M. – STEINHOFF, S. – ZILLES, K.: A new method for fast multislice T1 mapping. Neuroimage, 2001. 14(5): 1175–1185. SIGAL, R. – VOGL, T. – CASSELMAN, J. – MOULIN, G. – VEILLON, F. – HERMANS, R. – DUBRULLE, F. – VIALA, J. – BOSQ, J. – MACK, M. – DEPONDT, M. – MATTELAER, C. – PETIT, P. – CHAMPSAUR, P. – RIEHM, S. – DADASHITAZEHOZI, Y. – DE JAEGERE, T. – MARCHAL, G. – CHEVALIER, D. – LEMAITRE, L. – KUBIAK, C. – HELMBERGER, R. – HALIMI, P.: Lymph node metastases from head and neck squamous cell carcinoma: MR imaging with ultrasmall superparamagnetic iron oxide particles (Sinerem MR) – results of a phase-III multicenter clinical trial. Eur. Radiol., 2002. 12(5):1104–1113. SILBERGELD, D. L. – CHICOINE, M. R.: Isolation and characterization of human malignant glioma cells from histologically normal brain. J. Neurosurg., 1997. 86(3):525–531. SILVER, N. C. – GOOD, C. D. – BARKER, G. J. – MACMANUS, D. G. – THOMPSON, A. J. – MOSELEY, I. F. – MCDONALD, W. I. – MILLER, D. H.: Sensitivity of contrast enhanced MRI in multiple sclerosis. Effects of gadolinium dose, magnetization transfer contrast and delayed imaging. Brain, 1997. 120 ( Pt 7): 1149–1161. SIMIONESCU, N. – SIMIONESCU, M. – PALADE, G. E.: Permeability of muscle capillaries to small heme-peptides. Evidence for the existence of patent transendothelial channels. J. Cell Biol., 1975. 64(3): 586–607. SMITH, Q. R. – RAPOPORT, S. I.: Cerebrovascular permeability coefficients to sodium, potassium, and chloride. J. Neurochem., 1986. 46(6): 1732–1742. SPILLER, M. – TENNER, M. S. – COULDWELL, W. T.: Effect of absorbable topical hemostatic agents on the relaxation time of blood: an in vitro study with implications for postoperative magnetic resonance imaging. J. Neurosurg., 2001. 95(4): 687–693. STEWART, P. A – WILEY, M. J.: Developing nervous tissue induces formation of blood-brain barrier characteristics in invading endothelial cells: a study using quailchick transplantation chimeras. Dev. Biol., 1981. 84(1): 183–192. TASCHNER, C. A. – WETZEL, S. G. – TOLNAY, M. – FROEHLICH, J. – MERLO, A. – RADUE, E. W.: Characteristics of ultrasmall superparamagnetic iron oxides in patients with brain tumors. AJR Am. J. Roentgenol., 2005. 185(6): 1477–1486. THOMPSON, A. J. – KERMODE, A. G. – WICKS, D. – MACMANUS, D. G. – KENDALL, B. E. – KINGSLEY, D. P. – MCDONALD, W. I.: Major differences in the dynamics of primary and secondary progressive multiple sclerosis. Ann. Neurol., 1991. 29(1): 53–62. TONTSCH, U. – BAUER, H. C.: Glial cells and neurons induce blood-brain barrier related enzymes in cultured cerebral endothelial cells. Brain Res., 1991. 539: 247−253. VÁRALLYAY, P. – NESBIT, G. – MULDOON, L. L – NIXON, R. R. – DELASHAW, J. – COHEN, J. I. – PETRILLO, A. – RINK, D. – NEUWELT, E. A.: Comparison of two
119
superparamagnetic viral-sized iron oxide particles ferumoxides and ferumoxtran-10 with a gadolinium chelate in imaging intracranial tumors. AJNR Am. J. Neuroradiol., 2002. 23(4): 510–519. WEINSTEIN, J. S. – VARALLYAY, C. G. – DOSA, E. – GAHRAMANOV, S. – HAMILTON, B. – ROONEY, W. D. – MULDOON, L. L. – NEUWELT, E. A.: Superparamagnetic iron oxide nanoparticles: diagnostic magnetic resonance imaging and potential therapeutic applications in neurooncology and central nervous system inflammatory pathologies, a review. J. Cereb. Blood Flow. Metab., 2010. 30(1): 15–35. WEISSLEDER, R. – CHENG, H. C. – MARECOS, E. – KWONG, K. – BOGDANOV, A. JR.: Non-invasive in vivo mapping of tumour vascular and interstitial volume fractions. Eur. J. Cancer., 1998. 34(9): 1448–1454. WEISSLEDER, R. – ELIZONDO, G. – WITTENBERG, J. – LEE, A. S. – JOSEPHSON, L. – BRADY, T. J.: Ultrasmall superparamagnetic iron oxide: an intravenous contrast agent for assessing lymph nodes with MR imaging. Radiology, 1990a. 175(2): 494–498. WEISSLEDER, R. – ELIZONDO, G. – WITTENBERG, J. – RABITO, C. A. – BENGELE, H. H. – JOSEPHSON, L.: Ultrasmall superparamagnetic iron oxide: characterization of a new class of contrast agents for MR imaging. Radiology, 1990b. 175(2): 489–493. WOLBURG, H.: Orthogonal arrays of intramembranous particles: a review with special reference to astrocytes. J. Hirnforsch., 1995. 36(2): 239−258. WU, Y. – GOODRICH, K. C. – BUSWELL, H. R. – KATZMAN, G. L. – PARKER, D. L.: High-resolution time-resolved contrast-enhanced 3D MRA by combining SENSE with keyhole and SLAM strategies. Magn. Reson. Imaging, 2004. 22(9): 1161– 1168. YANKEELOV, T. E. – ROONEY, W. D. – HUANG, W. – DYKE, J. P. – LI, X. – TUDORICA, A. – LEE, J. H. – KOUTCHER, J. A. – SPRINGER, C. S. JR.: Evidence for shutter-speed variation in CR bolus-tracking studies of human pathology. NMR Biomed., 2005. 18(3): 173–185. YANO, T. – KODAMA, T. – SUZUKI, Y. – WATANABE, K.: Gadolinium-enhanced 3D time-of-flight MR angiography. Experimental and clinical evaluation. Acta Radiol., 1997. 38(1): 47–54. ZHU, J. – WU, X. – ZHANG, H. L.: Adult neural stem cell therapy: expansion in vitro, tracking in vivo and clinical transplantation. Curr. Drug. Targets., 2005. 6(1): 97– 110. ZÜNKELER, B. – CARSON, R. E. – OLSON, J. – BLASBERG, R. G. – DEVROOM, H. – LUTZ, R. J. – SARIS, S. C. – WRIGHT, D. C. – KAMMERER, W. – PATRONAS, N. J. – DEDRICK, R. L. – HERSCOVITCH, P. – OLDFIELD, E. H.: Quantification and pharmacokinetics of blood-brain barrier disruption in humans. J. Neurosurg., 1996. 85(6): 1056–1065.
120
13. A DISSZERTÁCIÓ TÉMAKÖRÉBŐL MEGJELENT PUBLIKÁCIÓK ÉS ELHANGZOTT ELŐADÁSOK 13.1. Publikációk
1. MANNINGER, S. P. – MULDOON, L. L. – NESBIT, G. – MURILLO, T. – JACOBS, P. M. – NEUWELT, E. A.: An exploratory study of ferumoxtran-10 nanoparticles as a blood-brain barrier imaging agent targeting phagocytic cells in CNS inflammatory lesions. AJNR Am. J. Neuroradiol., 2005. 26(9): 2290–2300. (IF: 2.525) 2. MULDOON, L. L. – MANNINGER, S. P. – PINKSTON, K. E. – NEUWELT, E. A.: Imaging, distribution, and toxicity of superparamagnetic iron oxide magnetic resonance nanoparticles in the rat brain and intracerebral tumor. Neurosurgery, 2005. 57(4): 785–796. (IF: 2.587) 3. MURILLO, T. P. – SANDQUIST, C. – JACOBS, P. M. – NESBIT, G. – MANNINGER, S. P. – NEUWELT, E. A.: Imaging brain tumors with ferumoxtran-10, a nanoparticle magnetic resonance contrast agent. Therapy, 2005. 2(6): 871–882. 4. MULDOON, L. L. – TRATNYEK, P. G. – JACOBS, P. M. – DOOLITTLE, N. D. – CHRISTOFORIDIS, G. A. – FRANK, J. A. – LINDAU, M. – LOCKMAN, P. R. – MANNINGER, S. P. – QIANG, Y. – SPENCE, A. M. – STUPP, S. I. – ZHANG, M. – NEUWELT, E. A.: Imaging and nanomedicine for diagnosis and therapy in the central nervous system: report of the eleventh annual Blood-Brain Barrier Disruption Consortium meeting. AJNR Am. J. Neuroradiol., 2006. 27(3): 715– 721. (IF: 2.279) 5. NEUWELT, E. A. – VÁRALLYAY, CS. – MANNINGER, S. P. – SOLYMOSI, D. – HALUSKA, M. – HUNT, M. A. – NESBIT, G. – STEVENS, A. – JEROSCH-HEROLD, M. – JACOBS, P. M. – HOFFMAN, J. M.: Potential of ferumoxytol nanoparticle magnetic resonance imaging, perfusion, and angiography in central nervous system malignancy: a pilot study. Neurosurgery, 2007. 60(4): 601–612. (IF: 3.007)
121
13.2. Előadások 1. MANNINGER, S. P. – MULDOON, L. L. – NEUWELT, E. A.: Rat iron imaging. AIRC Meeting, Oregon Health & Science University. Portland/Oregon/USA, 10th February 2004. 2. MANNINGER, S. P. – NESBIT, G. – MURILLO, T. P. – ORBAY, P. – SOLYMOSI, D. – LACY, N. – TYSON, R. M. – HALUSKA, M. – BENNETT, L. – HEDRICK, N. – DOOLITTLE, N. D. – NEUWELT, E. A.: Technical strategies in BBBD: Intraarterial delivery and imaging. Annual Blood Brain Barrier Meeting. Sunriver/Oregon/USA, 17–20th March 2004. 3. MANNINGER, S. P. – NEUWELT, E. A. – PETERS, J. A. – MULDOON, L. L.: MR Imaging of rat intracerebral tumor Xenograft models: potential for imaging angiolysis by N-Cadherin antagonist (Exherin). Annual Blood Brain Barrier Meeting. Sunriver/Oregon/USA, 17–20th March 2004. 4. MANNINGER, S. P. – MULDOON, L. L. – NESBIT, G. – MURILLO, T. P. – LOVERA, J. – BOURDETTE, D. – JACOBS, P. M. – NEUWELT E. A.: Ferumoxtran-10 and Gadolinium as imaging agents in PCNSL and other CNS inflammatory lesions. American Society of Neuroradiology (ASNR) 42nd Annual Meeting. Seattle/WA/USA, 5–11th June 2004. 5. MANNINGER, S. P. – MULDOON, L. L. – SOLYMOSI, D. – NEUWELT, E. A.: Pre clinical and clinical uses of superparamagnetic iron oxide particles as MR imaging agents in the CNS. OHSU Neurosciences Grand Round Seminars. Portland/Oregon/USA, 10th March 2004. 6. MANNINGER, S. P. – MULDOON, L. L. – SOLYMOSI, D. – NEUWELT, E. A.: Imaging CNS inflammation with USPIO’s. 11th Annual Meeting of the BloodBrain Barrier Disruption Consortium. Portland/Oregon/USA, 17–19th March 2005. 7. NEUWELT, E. A. – MANNINGER, S. P. – SOLYMOSI, D. – NESBIT, G. – JEROSCHHEROLD, M. – STEVENS, A. – HOFFMAN, J. M.: Initial timing of MR imaging and assessment of MR Angiography using intravenous superparamagnetic carbohydrate-coated iron oxide particles in primary high-grade brain tumors and/or cerebral metastases. American Society of Neuroradiology (ASNR) 43rd Annual Meeting. Toronto/Ontario Canada, 21–27th May 2005. 8. MANNINGER, S. P. – SOLYMOSI, D. – NESBIT, G. – JEROSCH-HEROLD, M. – STEVENS, A. – HOFFMAN, J. M. – VÁRALLYAY, CS. – NEUWELT, E. A.: Ferumoxytol for MRA, perfusion, and delayed MR Imaging in Primary HighGrade brain tumors and/or cerebral metastases. Hungarian Neuroradiological Meeting. Budapest, 23–24th September 2005.
122
14.
A
DISSZERTÁCIÓ
TÉMAKÖRÉN
KÍVÜL
ELHANGZOTT ELŐADÁSOK
1. MANNINGER S. P. – SCHMIDT M.: Traumás epeútsérülés (biloma). 3. Fiatal Radiológusok Fóruma. Visegrád, 1997. április 29. 2. MANNINGER S. P. – SCHMIDT M.: Az Achilles-ín szakadás UH-vizsgálatának jelentősége az új terápiás eljárások tükrében. 13. Soproni Ultrahang Napok. Sopron, 1998. október 9-11. 3. MANNINGER S. P. – SZABÓ CS.: Új szemlélet a lépsérülések képalkotó diagnosztikájában. 14. Soproni Ultrahang Napok. Sopron, 1999. október 15-17. 4. MANNINGER S. P. – SCHMIDT M.: Tévedési lehetőségek a traumatológiai röntgen diagnosztikában. „Hibák és tévedések a radiológiában” szimpózium. Szeged, 2000. szeptember 15. 5. MANNINGER S. P. – ANDI J. – GŐDÉNY M.: Az epeutak és a pancreas vezeték MR vizsgálata. 16. Soproni Ultrahang Napok. Sopron, 2001. október 12–14. 6. MANNINGER S. P. – SOLYMOSI D. – BARSI P. – MAJTÉNYI K. – GŐDÉNY M.: A Creutzfeldt–Jakob-kór MR diagnosztikája. 17. Soproni Ultrahang Napok. Sopron, 2002. október 11–13. 7. MANNINGER S. P. – KOLTAI L.: Fej-nyak régió anatómiai ismeretek felfrissítése, elsősorban a tumorterjedés szempontjából. „Fej-nyak kurzus” az Országos Onkológiai Intézet szervezésében. Budapest, 2006. április 7–8. 8. MANNINGER S. P.: Anatómiai ismertek felfrissítése, elsősorban tumor és gyulladás terjedés szempontjából. Fej-nyak régió képalkotó diagnosztikája. Területi radiológus továbbképzés a Pécsi Tudományegyetem Általános Orvostudományi Kar, Radiológiai Klinika szervezésében. Pécs, 2006. április 22. 9. MANNINGER S. P. – BURJÁN ZS. – MÁGORI A.: Fej-nyaki tumorok, esetbemutatás. „Fej-nyak kurzus” az Országos Onkológiai Intézet szervezésében. Budapest, 2007. április 4. 10. MANNINGER S. P.: Anatómiai ismeretek felfrissítése, elsősorban a tumor-terjedés szempontjából. 21. Soproni Ultrahang Napok. Sopron, 2007. október 4–7. 11. MANNINGER S. P.: Különböző fej-nyaki daganatok analízise esetek ismertetése. 21. Soproni Ultrahang Napok. Sopron, 2007. október 4–7. 12. MANNINGER S. P. – GŐDÉNY M.: Melléküreg, retromaxilláris, rhinobasis tumor. 21. Soproni Ultrahang Napok. Sopron, 2007. október 4–7.
123
13. VÁRALLYAY GY. – MANNINGER S. P. – VÖNÖCZKY K. – POLLER I. – VARGA P. P.: Sürgős MR vizsgálatok. Magyar Onkológusok Társaságának 24. kongresszusa. Budapest, 2001. november 22–24. Magyar Onkológia, 2001. 45: 313. (Nr. 226.) 14. KOLTAI L. – MANNINGER S. P.: Anatómiai ismeretek felfrissítése, elsősorban a tumor terjedés szempontjából. „Nyaki tumorok komplex diagnosztikája és terápiája” tanfolyam. Budapest, 2006. április 7–8. 15. FÜLÖP M. – MANNINGER S. P.: Melléküreg, retromaxillaris, rhinobasis tumor. „Nyaki tumorok komplex diagnosztikája és terápiája” tanfolyam. Budapest, 2006. április 7–8. 16. GŐDÉNY, M. – HITRE, E. – REMENÁR, É. – PETRI, K. – HORVÁTH, K. – BŐCS, K. – ANDI, J. – MANNINGER, S. P. – BOÉR, A. – SOMOGYI, A. – TAKÁCSI NAGY, Z. – LÁNG, I. – KÁSLER, M.: The role of imaging in the control of the head and neck cancer patients treated with chemotherapy, targeted biological therapy and chemoradiation. 19th Meeting of the European Association for Cancer Research (EACR). Budapest, 1–4th July 2006. (Poster. Nr. 346.) 17. GŐDÉNY, M. – HITRE, E. – REMENÁR, É. – PETRI, K. – HORVÁTH, K. – BŐCS, K. – ANDI, J. – MANNINGER, S. P. – BOÉR, A. – SOMOGYI, A. – TAKÁCSI N. Z. – LÁNG, I. – KÁSLER, M.: Multidisciplinary approach of the role of imaging in the control of head and neck cancer patients. Department and Organisation/Institution: International Cancer Imaging Society (ICIS) Society Meeting. Dublin/Ireland, 16– 18th October 2006. (Poster) Cancer Imaging, 2006. 6(Spec No. A): S197. 18. BOÉR A. – BŐCS K. – CSÁKI G. – FÜLÖP M. – GŐDÉNY M. – HITRE E. – HORVÁTH K. – IVÁNYI E. – KOLTAI L. – KOLTAI P. – LÖVEY J. – MÁGORI A. – MANNINGER S. P. – PETRI K.: Multidiszciplináris értékelés. Primer sebészi terápia és adjuváns kezelés alkalmazása. „Paradigmaváltás a fej–nyak daganatok kezelésében. Megváltozott diagnosztikus feladatok, új diagnosztikus módszerek” továbbképzés. Budapest, 2007. április 6. 19. GŐDÉNY, M. – HITRE, E. – REMENÁR, É. – POLONY, G. – HORVÁTH, K. – BŐCS, K. – ANDI, J. – MANNINGER, S. P. – BOÉR, A. – LŐVEY, J. – LÁNG, I. – KÁSLER, M.: “Stage migration” in the evaluation of head and neck cancer. International Cancer Imaging Society (ICIS) Society Meeting. Brugge/Belgium, 1–3rd October 2007. 20. GŐDÉNY M. – HORVÁTH K. – BŐCS K. – PETRI K. – ANDI J. – MANNINGER S. P. – REMENÁR É. – BOÉR A. – LÖVEY J. – OROSZ ZS. – HITRE E.: Képalkotó vizsgáló módszerek szerepe a fej-nyaki daganatok korszerű ellátásában. Magyar Onkológusok Társaságának 27. kongresszusa. Budapest, 2007. november 8–10. 21. DEÁK B. – GELLÉRT M. – MANNINGER S. P. – MOLNÁR ZS. – RISKÓ Á. – SCHNEIDER T. – SZALECZKY E. – SZÉKELY J. – VÁRADY E. – VARGA F. – VÖNÖCZKY K. – ROSTA A.: Primer központi idegrendszeri lymphomák az Országos Onkológiai Intézet anyagában. Malignus lymphoma konferencia. Kaposvár, 2008. október 9–11.
124
22. MANNINGER S. P. – VÁRALLYAY GY. – DEÁK B. – BAJCSAY A. – VÖNÖCZKY K.: Terápia utáni státusz értékelése agy és gerincvelő daganatainál. Magyar Onkológusok Társaságának 28. kongresszusa. Budapest, 2009. november 12–14. 23. MANNINGER S. P.: Az orr és melléküregei képalkotó diagnosztikája = Imaging of the sino-nasal tumors. Magyar Radiológusok Társaságának 25. kongresszusa. Kaposvár, 2010. július 1–3. Absztrakt megjelent: Magyar Radiológia, 2010. 84(2): 96. 24. MANNINGER S. P.: Központi idegrendszermetasztázisai. 24. Soproni Ultrahang Napok. Sopron, 2010. október 7–10. 25. MANNINGER S. P.: Perineural tumor extension. Cancer Imaging 2011. Budapest, 18–20th May 2011.
125
15. SZAKMAI ÖNÉLETRAJZ
1969. december 29-én születtem Budapesten, középiskolai tanulmányaimat is itt, a Móricz Zsigmond Gimnáziumban végeztem. 1989–1995 között a Semmelweis Orvostudományi Egyetem hallgatója voltam, negyedéves koromtól tudományos diákköri munkát végeztem az I. sz. Sebészeti Klinikán. Pancreas pseudocysták vizsgálatával és kezelésével kapcsolatos munkánk eredménye TDK konferencián elért első díj, valamint egy első és egy második helyezett rektori pályázat. A diploma megszerzését követően, rövid sorkatonai szolgálat után, 1996-ban az Országos Traumatológiai Intézet Radiológiai Osztályán kezdtem el dolgozni. 1999-ben radiológus szakvizsgát tettem. 2000 májusa óta az Országos Onkológiai Intézet Radiológiai és Diagnosztikai Osztályán dolgozom. 2003-ban lehetőségem nyílt egy Egyesült Államok-beli vér–agy-gát kutatásával foglalkozó kutatócsoport munkájához csatlakozni, így 2003–2005ig NEUWELT professzor – részben klinikai, részben laboratóriumi – munkájában vehettem részt az ottani munkacsoport tagjaként. Ezzel párhuzamosan 2003-ban felvételt nyertem a Kaposvári Egyetem PhD képzésére. A párhuzamosságból adódóan PhD dolgozatom nagy része az Oregon Health & Science University Blood Brain Barrier osztályán végzett kutatásokon és munkán alapszik. 2005-ben hazatértem, és az Országos Onkológiai Intézetben folytattam munkámat. A PhD képzés befejezésével 2008-ban summa cum laude minősítéssel szigorlatot tettem. Az Országos Onkológiai Intézet Radiológia Osztálya által szervezett továbbképzéseken, valamint radiológus kongresszusokon rendszeresen tartok előadást.
126
Tagja
vagyok
a
Magyar
Radiológus
Társaságnak,
a
Magyar
Neuroradiológus Társaságnak és a Magyar Onkológusok Társaságának, 2007ben felvételt nyertem az Európai Radiológus Társaságba (ESR) is.
127
