Radionuklidové metody v onkologii Materiál pro studenty medicíny MUDr. Renata Píchová MUDr. Otto Lang,Ph.D.
UK 3. LF a FNKV Praha
Úvod NM metody založeny na zobrazení funkčního stavu tkání nebo viabilních n. buněk po i.v. aplikaci RF – emise – zevní detekce Vyšetření neinvazivní
Nádory metabolicky aktivní tkáně - mnoho znaků společných se záněty (vys. senz., snižuje sp.) zvýšená vaskularizace zvýšená permeabilita kapilár zvýšená proliferace nových kapilár zvýšený krevní průtok metabolicky aktivní buňky zvýšená potřeba energie
Nádory Specifické znaky nádorových buněk: vysoká hustota běžných buněčných receptorů exprimace specifických receptorů exprimace specifických nádorových antigenů - využití v diagnostice i terapii
Role zobrazovacích metod v NM Diagnostika nádorových onemocnění Nespecifická a specifická (podle RF) Stážování (staging) Nezbytné pro racionální a efektivní terapii Sledování (follow-up) Včasná detekce recidivy Léčba Nespecifická a specifická
Radiofarmaka pro diagnostiku - nespecifická
- lokalizační (velké množství ) Pro planární, SPECT a SPECT/CT
• 99mTc difosfonáty – kostní scan • 99mTc koloidy – scinti jater a sleziny • 99mTc pertechnetát – štítná žláza • 99mTc MIBI – různé tumory • 99mTc značené leukocyty – kostní dřeň • 67Ga citrát /jako 18F FDG/ – lokalizace ložisek
Radiofarmaka pro diagnostiku nespecifická - lokalizační (velké množství ) Pro PET a PET/CT • 18F-FDG – anae. metabolismus (zákl. indikátor zobrazení n.) • 68 Galium • 18F-NaF – akumulace v novotvořené kostní matrix, vyšší senzitivita v detekci meta než HDP, MDP, vyšší rozlišovací schopnost detekce meta) • 18F,11C Cholin ca prostaty, 11C- Acetát – prostata, ledviny, játra, pankreas
Radiofarmaka pro diagnostiku – specifická - určité typy nádorů Pro planární, SPECT a SPECT/CT 123I-MIBG
- neuroendokrinní tumory 131I - folikulární karcinom štítné žlázy 111In, 99mTc - Octreotid - somatostatinové receptory 99mTc-depreotid – Neo Spect – dif.dg solitár.uzlů plic monoklonální protilátky značené 123/131I, 111In, 99mTc
Radiofarmaka pro diagnostiku –specifická
- určité typy nádorů Pro PET nebo PET/CT 11C-methionin
(MET)- 11C-MET – [11C]metionin – značený analog aminokyseliny metionin, marker proteosyntézy a aminokyselinového transportu. Využíván pro cerebrální tumory v kombinaci s FLT nebo FDG 18F FLT fluorothymidin – n. mozku, tam kde porušená h-e bariéra, n. plic, neinvazivní stanovení stupně malignity (gliomy) 18F FET fluoroethyltyrosin (FET) (spotřeba AK v n. bb) n. mozku vysoce selektivní, nekumuluje se v z. ani nekrotických tk. dif.dg. z.x n. metabolismsus BLK 68Ga
DOTA deriváty – somatostatinové receptory Receptorová scintigrafie - nejsou běžně dostupná
Radiofarmaka pro terapii Nespecifická 89Sr (Metastron), 153Sm, 189Re 90Y DOTA derivát Paliace bolesti u kostních metastáz Specifická 131I - Diferencované karcinomy štítné žlázy 131I-MIBG – neuroblastom III., IV., medulární ca ŠŽ, karcinoid, feochromocytom 11In-ibritumomab tiuxetan – Zevalin (MoAb proti n. antigenu CD20 –zobrazení B-non-Hodgkin lymfomů před
radioimunoterapií 90Y-Zevalin
Scintigrafie skeletu (kostní scan) Radiofarmaka 99mTc difosfonáty (MDP, HDP) Akumulace ve tkáni: Velikost krevního průtoku Kapilární permeabilita Metabolická aktivita osteoblastů a osteoklastů Obrat minerálů v kostní tkáni
Aplikace i.v. 500 – 800 MBq, obrazy za 2-3 hod.
Scintigrafie skeletu Hybridní systém SPECT/CT Infinia/Hawkeye
Metodické alternativy: celotělové zobrazení planární zobrazení tomografické (SPECT, PET, SPECT/CT, PET/CT) 3F scintigrafie vybrané části těla (hl. indikace: tumory, záněty, úrazy, bolesti, kostní viabilita, ..)
Třífázová scintigrafie skeletu (dynamická kostní scintigrafie) 1. fáze (angiografická, průtoková – blood flow) - rychlá sekvence obrazů cílená na patol. oblast (60 x 1 sec.) 2.
fáze (tkáňová, blood pool) - statický obr. za 3-5 minut po aplikaci, přestup RF z krevních cest do extracelulárních prostor měkkých tkání a kostí
3.
fáze (metabolická, kostní metabolismus) - snímek za 2 – 5 hodin po aplikaci
4. fáze za 24 hodin – zlepšení poměru mezi patologickým procesem a normální kostí - někdy
3fázová scintigrafie u Ewingova Sa
SPECT tibie PDK při osteosarkomu
Scintigrafie skeletu (kostní scan) Hlavní klinické indikace: Detekce metastáz různých tumorů Stážování a sledování vývoje choroby - Pozitivita mnoho měsíců před rtg !! - Nejčastěji do skeletu metastazují: plíce, mamma, prostata štítná žláza, ledviny
Scintigrafie skeletu (kostní scan) „Osteoblastické“ meta – „horké ložisko“ zvýšený obrat v okolní kostní tkáni - zvýšená akumulace RF
„Osteolytické“ meta – „studené ložisko“ - velmi rychlý růst s minimální reakcí kosti
„Flare“ fenomén - zvýraznění ložisek při účinné terapii Nález „specifický“ svým charakterem – generalizace do
skeletu - ložisková postižení (oj., mnohočetná) nebo „super-scan“
Ložiskové léze
Horké ložisko
Studené ložisko
Ca plic – defekt (osteolytické meta)
Ca mammy normální skiagram x zvýšená kostní přestavba
Kostní scan – Ca prostaty progrese
Ca mammy - progrese
za 1 rok
za 1,5 roku
Scintigrafie skeletu – mnohočetné metastázy
generalizace
normální
normální
„superscan“
-Generalizace meta do kosti - Metabolické poruchy – (- Renální osteodystrofie, - Primární hyperparatyreoza -aktivace osteoblastů)
/difuzně, výr. axiální skelet, sternum, kalva žebra, dlouhé kosti, periartik. obl. / -
Výhody kostní scintigrafie - vysoká senzitivita (95%) v časné detekci metastatického procesu - možnost zobrazit celý skelet při jedné radiační zátěži - přijatelná cena
Nevýhody - nízká specificita - nízká senzitivita v detekci postižení kostní dřeně
-Benigní kostní tumory se obvykle vyznačují nízkou nebo lehce zvýšenou metabolickou aktivitou. Výj. je např. osteoidní osteom, charakterizovaný ostře ohraničenou, sytou akumulací.
Palitativní terapie metastáz -Ambulantní - 186Re-HEDP (Rhenium) (beta, gama) (obr.) i.v. 1400 MBq T1/2 3,8 dnů – účinek 2-3 měs.
- Samarium (beta, gama) T1/2 46,3 hod. - účinek 2-3 měs.
-89Stroncium chlorid (Metastron) (beta) T1/2 50,5 dnů – účinek 6 měs. KI absolutní: těžká porucha krvetvorby, RI relativní: předpoklad přežití méně než 2-3 měs. močová inkontinence
Scintigrafie kostní dřeně Koloidy – 99mTc-nanokoloid (v buňkách RES – fagocytární schopnost) leukocyty (99mTc, 111In) (využívá se skutečnosti, že granulocytů je v kostní dřeni 50-100x více, než v periferní krvi)
Podobná úloha jako scintigrafie skeletu - při nejasných nálezech při scintigrafii skeletu
Indikace: meta hematologická onemocnění (myelofibroza, aplazie + hepatosplenomegalie)
Indikace ložiskové defekty funkční krvetvorné kostní dřeně – myelom, lymfom, metastázy infarkty – srpkovitá anemie radioterapie – odhad rezervy aktivní kostní dřeně lokalizace ložiska před cílenou punkcí difusní procesy kostní dřeně osteomyelosklerosa, fibrotizace kostní dřeně – polycytemia vera, chronická myeloidní leukemie
Scintigrafie jater statická - v době sono a CT pokles efektivity
RF – 99mTc koloidy Průkaz meta u nádorů GIT (kolorektální), ovariální, prsní, plicní, lymfom - vždy nepříznivá prognosa meta - studené ložisko, různý počet, různá velikost
Mnohočetné metastázy
99mTc
- značené autologní erytrocyty
diagnostika bohatě vaskularizovaných tumorů, nejčastěji hemangiomu jater
Scintigrafie štítné žlázy Nespecifické vyšetření s 99mTc pertechnetátem studené uzly - /hlavně u dětí/ nezbytná je biopsie!!!
Folikulární Ca štítné žlázy na sono solidní uzel
99mTc-MIBI - aktivním transportním mechanismem vychytáváno nádorovou buňkou, ukládá se v mitochondriích a cytoplasmě. Čím více mitochondrií nádorová buňka obsahuje, tím vyšší je koncentrace RF v nádoru, je odrazem metabolické aktivity nádoru. - difúze do některých nádorových buněk -vyšetření příštítných tělísek (adenom, hyperplazie,..) - mammoscintigrafie – ca mammy - tumory štítné žlázy - kostní a měkkotkáňové sarkomy - tumory plic , mozku…
Scintigrafie příštítných tělísek - hyperparathyreóza 99mTc
MIBI časné a pozdní (“dvoufázové“)
odlišná kinetika RF ve štítné žláze a příštitných tělískách
časná fáze - thyreoidální (za 10 – 15 minut)
pozdní fáze - parathyreoidální (za 2 – 3 hodiny)
99mTc
MIBI adenom příštítného tělíska
časný
pozdní
SPECT 99mTc-MIBI u pacienta s gliomem (grade III), ventroparietálně vpravo a chorioidální plexy.
Mamoscintigrafie i.v. 99mTc MIBI Indikace : - nejasný nález při mamografickém vyš. - hmatný tumor a negativní mamografie - vícečetná ložiska
žena, 23 let, duktální karcinom mammy
Detekce sentinelových lymfatických uzlin (SLU) u maligních tumorů Koncepce:
první spádová lymfatická uzlina sbírající lymfu z prim. tumoru
časné lymfogenní metastázy se objevují nejprve v SLU
Indikace k vyšetření SLU maligní melanom karcinom prsu karcinom vulvy karcinom endometria karcinom prostaty, penisu karcinomy dutiny ústní karcinom rekta …
Cíle peroperační detekce sentinelové lymfatické uzliny - snaha předejít zbytečně prováděné lymfadenektomii
- snížení potenciální morbidity
-cílené histopatologické vyšetření SLU
Radiačně navigovaná detekce 99mTc-
značené koloidy Nanokoloid velikost částic: 50-80 nm Senti-Scint® velikost částic: 100-600 nm
Aplikace: peritumorózní intratumorózní subkutánní Intradermální - melanom
Předoperační lymfoscintigrafie vyznačení lokalizace SLU v 1-2 projekcích na kůži v poloze, ve které je pacient operován
pacientka 46 let tumor dolního vnitřního kvadrantu vlevo
Možnosti detekce SLU a úspěšnost metody barvivo (59 - 94%)
radiačně navigovaná detekce
kombinanace metod 98 – 99%
92 - 98%
67Ga
scintigrafie
Zavedeno do kliniky v 70. letech 20. století pro diagnostiku lymfomů (prof. Dienstbier) Mechanismus akumulace v nádorech: vitalita tumoru krevní průtok permeabilita kapilár lymfatická drenáž receptory transferinu nádorových buněk
67Ga
scintigrafie
Průběh vyšetření Příprava pacienta Projímadla před a v průběhu snímkování Několik týdnů po léčbě nádoru (FN) Terapie může blokovat akumulaci v nádoru
Aplikace 180 MBq i.v. Obrazy za 48 – 96 hodin WB + SPECT- kolimátor pro střední energie, SPECT/CT
67Ga
scintigrafie
Normální distribuce: akumulace v kostní dřeni a v játrech akumulace ve slezině je variabilní obvykle akumulují i ledviny (časně), slzné, slinné a nosohltanové žlázy a genitál prsy u žen, hlavně v období menstruace Akumulace symetrická
Často tlusté střevo
67Ga
scintigrafie
Klinické indikace – obdobné
18F-FDG/PET
Lymfomy Stážování a sledování efektu terapie, Dnes nahrazováno 18F FDG PET
Melanomy Přesnější než monoklonální protilátka
Plicní karcinomy Hepatomy
Nezbytná je kombinace se strukturálními zobrazovacími metodami (SPECT/CT)
Ga scan – Ca plic
Ga scan - lymfom
Hmatný tumor na krku lymfom 99mTc
technecistan
67Ga
citrát
18F-FDG
(fluorodeoxyglukóza) / PET cyklotron, T1/2 = 104 min dnes základní indikátor pro zobrazení nádorů vysoká senzitivita nízká specificita (zobrazí i zánětlivé léze, abscesy, hojící rány, sarkoidozu, TBC, …!) Hlavní indikace: karcinom plic maligní lymfomy kolorektální karcinom melanom … Pro většinu tumorů – staging a folow-up Není vhodná pro ca prostaty! (18F, 11C Cholin)
Mechanismus zvýšení kumulace FDG v maligních buňkách Zvýšená perfuze Zvýšená expanze glukózových transportérů na povrchu nádorových buněk Fosforylace jako u Glu metabolismu není defosforylace ale hromadění v n. bb.
18F
FDG / PET
http://www.homolka.cz/nm/ PET/CT
Příprava pacienta: Nejdříve 1 týden po chemo a 3 měsíce po radioterapii 1 hod. před aplikací tělesný klid Nalačno, nepít mléko a sladké nápoje
Normální distribuce
18F-FDG
optimální doba snímkování za 1-2 hodiny po aplikaci RF
Staging
žena, 20 let, Hodgkinova choroba
Hodnocení efektu léčby Hodgkinův lymfom
před léčbou
po léčbě
FDG PET melanom generalizace
18F
FDG PET – meta x radionekróza – CT
PET
PET
PECT/CT
CT
Ca žaludku
Radiofarmaka pro SPECT - specifická Využití vazby na receptory nebo antigeny 123I-MIBG – adrenergní receptory, feochromocytom, neuroblastom u dětí 111In-Octreoscan, 99mTc-Tektrotyd
-
somatostatinové receptory, neuroendokrinní (inzulinom, vipom, karcinoid), malobb. plicní ca 131I
- folikulární ca štítné žlázy, pro léčbu a sledování
123I-MIBG
, 131I-MIBG (metaiodbenzylguanidin)
synterický analog noradrenalinu a qaunidinu vazba na NA re-uptake receptory, hromadění v zásobních vesikulách je pravděpodobné, že je transportován do buněk adrenergních presynaptických neuronů Snímkování za 24 hod.
123I/131I-MIBG (metaiodobenzylguanidin)
Indikace: nádory neuroektodermového původu Senzitivita feochromocytom … nad 90 % neuroblastom … nad 90 % medulární karcinom štítné žlázy … 30 – 40 % karcinoid … 50 – 75 % Specificita: 95 – 100 %
Feochromocytom ANT
SPECT
SPECT/CT
Diagnostika metastatického procesu
maligní feochromocytom
MTC
131I-MIBG
- Terapie
Paliativní terapie n. neuroektodermového původu po selhání ostatních léčebných možností u pac. s akumulací 123I MIBG na scintigrafii
Posouzení přítomnosti nádorového rezidua
kojenec s neuroblastomem retroperitonea
Zobrazování somatostatinových receptorů
Somatostatin - je v mnoha neuroendokrinních i neendokrinních nádorech se somatostatinovými receptory - značené somatostatinové analogy využívány k jejich zobrazení
111In-pentetreotid
- OctreoScan® 99mTc-octreotid - Tektrotyd váže se na somatostatinové receptory typu 2 a 5 Indikace: APUDomy karcinoid - 86 % gastrinom - senzitivita nad 80 % glukagonom - 100 % inzulinom - 60 % (dnes PET 18F-DOPA) feochromocytom malobuněčný karcinom plic
Karcinoid – SPECT/CT
111In-Pentetreotid (Octreoscan) 99mTc-Tektrotyd - potvrdil přítomnost pozitivity somatostatinových receptorů – gastrinom
Endosonografické vyšetření izo-echogenní ložisko mezi duodenem a hlavou pankreatu
Gastrinom duodena s metastázou do LU v retroperitoneu
111In
Octreoscan
SPECT 111In-pentetreotid (Octreoscan) meningeomem v oblasti tureckého sedla.
131I
(NaI)
Diagnostika a léčba diferencovaných Ca štítné žlázy
schopnost metastáz diferencovaného ca štítné žlázy aktivně vychytávat 131I ve formě jodidových iontů prostřednictvím jodidové pumpy. Akumulace radioaktivního jodu v metastázách musí být u nemocných s tímto typem ca indukována předchozím odstraněním funkčního parenchymu štítné žlázy (obvykle kombinací tyroidektomie a eliminace zbytku normálního parenchymu štítné žlázy 131I). •pacient po TTE pro papilární Ca
Diferencovaný ca štítné žlázy 99mTc
99mTc
po operaci
131I
Ca štítné žlázy -
131I
- meta
Specifická radiofarmaka Monoklonální protilátky - značená protilátka (nebo fragment) se po i.v. aplikaci selektivně váže relativně pevnou vazbou na epitop - vazebnou část antigenu nádorové buňky. Anti-CEA - spíše sekundární diagnostika recidiv – colorectální ca 111In-capromab pendetide – ProstaScint- proti PMSA (u adenoca prostaty) 111In –Oncoscint (proti TAG72-3) povrch mb.bb. - adenoca colon, nemucinózních ca ovaria Melanom – protilátka proti melaninu dnes raději - 18F FDG
99mTc-Scintimun CEA® 99mTc-CEA – SCAN® Indikace : kolorektální ca ovariální ca a jeho metastáz, zvl.při zvýšených hladinách CEA
muž, 45 let, karcinom rekta
111In-capromab
pendetide - ProstaScint
myšší IgG1 monoklonální protilátka proti PMSA
k detekci uzlinových metastáz u Ca prostaty
