Fluorodeoksiglukoosi ( lyhenne FDG ) on glukoosin biologinen analogi. Koko nimi on 2-fluori-2-deoksi-D-glukoosi. Kun 18F -atomi viedään valmisteeseen, nimiä täydennetään mainitsemalla se, esimerkiksi 18F-FDG.
FDG :tä käytetään laajalti diagnostisessa isotooppilääketieteessä positroniemissiotomografialla . Tätä varten fluorifluori-18 :n radioaktiivinen isotooppi viedään kemiallisesti FDG-molekyyleihin . Lääkettä annetaan potilaalle. Kasvainsolut kuluttavat glukoosia paljon intensiivisemmin kuin muut, mikä mahdollistaa PET-skannerin avulla lääkkeiden kertymisalueiden rekisteröinnin - kasvainsolujen kertymät.
FDG on glukoosin analogi, jonka aivosolut, kasvainsolut ja munuaisten nefronit sieppaavat aktiivisesti.
Poikkeaa glukoosista vain toisen hiiliatomin hydroksyyliryhmän korvaamisesta fluoriatomilla, suonensisäisesti annettu 2-fluori-[ 18F ]-2-deoksi-D-glukoosi toistaa glukoosin aineenvaihduntareitin alkuosan, tunkeutuen verisuonikerroksesta solujen väliseen tilaan ja sitten soluihin, joissa heksokinaasi fosforyloi sen. Reaktiotuote [18F]-deoksiglukoosi-6-fosfaatti, toisin kuin glukoosifosfaatti, ei mene lisäreaktioihin ja jää soluihin tutkimuksen aikana, mikä mahdollistaa F-18-radionuklidin pitoisuuden mittaamisen kudosta.
Radioaktiivisen hajoamisen jälkeen fluori-18 muuttuu O-18:ksi, ja kun vetymolekyyli on vangittu hydroniumionista vesipitoisessa väliaineessa, molekyylistä tulee "vaaraton" glukoosi-6-fosfaatti ja siinä on "raskas" ei-radioaktiivinen happiatomi. -18 hydroksyyliryhmässä hydroksyyliryhmässä asemassa 2. 2-hydroksyylin läsnäolo osoittaa, että molekyyli seuraa samaa reittiä kuin tavallinen glukoosi ja se eliminoituu onnistuneesti kehosta.
Vaikka teoriassa kaikki FDG, joka tulee kehoon, metaboloituu noin 110 minuutin puoliintumisajan jälkeen (kuten radioaktiivinen fluori-18), kliiniset tutkimukset osoittavat FDG:n muuttumisen epäselvyyttä. 75 % aineesta jää kudoksiin ja erittyy elimistöstä 110 minuutin kuluttua. Loput 20 % erittyy munuaisten kautta jo 2 tunnin kuluttua annosta, ja sen puoliintumisaika on epätyypillisen lyhyt, 16 minuuttia (tämä määrä lääkettä värjää virtsajärjestelmän normaaleissa PET-kuvissa.) Näin ollen voidaan havaita, että tämä 20 % injektoidusta lääkkeestä erittyy munuaisjärjestelmän kautta, joka ei ole vielä täysin hajonnut. Useita tunteja tutkimuksen jälkeen, kunnes isotoopin täydellinen hajoaminen tapahtuu, potilaan virtsa säilyttää radioaktiiviset ominaisuudet.
FDG:tä käytetään PET:ssä arvioimaan glukoosiaineenvaihduntaa sydämessä, keuhkoissa ja aivoissa. Sen pääsovellus (90 %) on onkologia, kasvainten kuvantaminen. 18F-FDG vangitsee kasvainsolut, fosforyloi heksokinaasilla (entsyymiä on runsaasti nopeasti kasvavissa pahanlaatuisissa soluissa) ja kerääntyy kudoksiin, joilla on korkea metabolinen aktiivisuus - kasvainkudoksissa. Tämän seurauksena tekniikan avulla voidaan löytää ja arvioida paksusuolensyövän, rintasyövän, keuhkosyövän, melanooman, non-Hodgkinin lymfooman, Hodgkinin lymfooman ja useiden muiden onkologisten sairauksien leviämistä. Neuropsykiatrisessa käytännössä 18F-FDG mahdollistaa erilaisten neurodegeneratiivisten sairauksien diagnosoinnin ja erotusdiagnoosin yhdessä muiden tutkimusmenetelmien kanssa, mukaan lukien Alzheimerin taudin, diffuusi Lewyn kehon taudin, frontotemporaalisen dementian sekä Parkinsonin taudin, multisysteemisen taudin. rappeumat (multisteeminen atrofia, progressiivinen supranukleaarinen halvaus, kortikobasaalinen rappeuma, Huntingtonin korea jne.), paikallistaa (yhdessä EEG-tietojen ja taudin kliinisten oireiden analyysin kanssa) epileptisen fokuksen epilepsiapotilailla. Annettava annos on 122 MBq per 1 m² kehon pinta-alaa, joka määräytyy potilaan pituuden ja painon perusteella, keskimäärin 370-400 MBq koko kehon tutkimukseen, 200 MBq riittää aivot.
Kun vartaloa tutkitaan kasvainten tai etäpesäkkeiden varalta, lääkeannos liuoksessa (yleensä 5-10 mCi) ruiskutetaan kerralla laskimoon, jota ennen potilas ei saa syödä vähintään 6 tuntiin ja on oltava normaalit verensokeriarvot (yleensä tämä on diabetes mellitusta sairastavien ongelma; PET-keskuksen normaali toiminta ei tarjoa tarpeeksi isotooppia ihmisille, joiden sokeripitoisuus on yli 180 mg / dl = 10 mmol / l, tällaiset potilaat tulee tutkia eri aikaan). Potilaiden on sitten odotettava noin tunti, jotta FDG jakautuu glukoosia absorboiviin kudoksiin ja elimiin. Koko tämän ajan potilaan on oltava levossa, jotta lääke ei keräänny lihaksiin (tämä voi aiheuttaa ei-toivottuja artefakteja). Tämän jälkeen potilas asetetaan PET-skanneriin. Se kestää 15 minuutista tuntiin (vartalon skannaus kestää yleensä 15 minuuttia).
1970-luvulla Tatsuo Ido ja Al Wolfe ( Brookhaven National Laboratory ) kuvasivat ensimmäisinä 18F-FDG:n tuotantoa. Abas Alavi Pennsylvanian yliopistosta antoi yhdisteen ensimmäisen kerran kahdelle vapaaehtoiselle elokuussa 1976. Aivojen kuvissa ( sintigrafia , ei PET / CT) oli mahdollista tarkkailla aineen jakautumista koko elimeen.
Glukoosimolekyyli ei kestä hiukkaspommittelua lääketieteellisessä syklotronissa. Siksi lääkkeen synteesi alkaa fluori-18-isotoopin tuotannosta. Tämä voidaan tehdä eri tavoin, mutta yleisin menetelmä on säteilyttää 18O - isotooppia protoneilla kiihdyttimissä. Käytetään kohdetta, jossa on 18O - isotoopilla rikastettua vettä . Tämä muodostaa 18 F-ionin ja veden liuoksen. Lyhyt puoliintumisaika (109,8 minuuttia) edellyttää 18-FDG:n nopeaa valmistelua, validointia ja käyttöä. Siksi kiihdyttimen, lääkelaboratorion ja lääkärikeskuksen tulisi olla lähellä.
2-fluori-[ 18F ]-2-deoksi-D-glukoosia ilman kantaja-aineen lisäystä saadaan 1,2,3,4-tetra-O-asetyylin triflaattiryhmän nukleofiilisen substituution reaktion tuloksena. -2-trifluorimetyylisulfonyyli-D-mannopyranoosi [ 18F ]-fluoridianionin rajapintakatalysaattorin läsnä ollessa, mitä seuraa alkalinen tai happohydrolyysi (radiokemiallisen laboratorion valinnan mukaan). Valmiin lääkkeen sterilointi suoritetaan sterilointisuodattimilla [1] , joiden huokoshalkaisija on 0,22 μm, minkä jälkeen suoritetaan lääkkeen laadunvalvonta. Tämä reaktiosarja tapahtuu erityisessä minilaboratoriossa.
Sen jälkeen radiofluorilla leimattu FDG (jossa puoliintumisaika on alle 2 tuntia) lähetetään kiireellisesti tutkimuskeskukseen tutkimukseen. Valmis lääke toimitetaan kuljetuksella radioaktiivisten aineiden kuljetusluvalla. Jos PET-skanneri on 100 kilometrin säteellä, avuksi kutsutaan kevyet lentokoneet.
Nykyään suurten lääketieteellisten ja diagnostisten laitosten alueella on käytäntö rakentaa PET-keskus . Se on ryhmä erityisesti suunniteltuja huoneita, jotka sisältävät syklotronin, laboratoriot ja PET-skannerin. Näin voit "kuljettaa" radiofarmaseuttisen lääkkeen (RP) kiihdytintä tutkittavalle potilaalle ilman tutkimuksen laadun ja tarkkuuden heikkenemistä.
Venäjällä on useita lääketieteellisiä keskuksia, jotka suorittavat 18 F:n synteesiä ja diagnostiikkaa sen valmisteilla. [2] [3] [4]