Позитронна емісійна томографія (ПЕТ) в онкоурології

Сорокін Костянтин Володимирович

ПЕТ - Функціональний метод візуалізації, заснований на унікальних біохімічних процесах, наприклад, що відбуваються при метаболізмі глюкози в пухлині. Метод заснований на тому, що деякі радіоізотопи розпадаються з вивільненням позитронів або позитивно заряджених електронів. Вивільнення даних радіоактивних субстанцій можна виміряти за допомогою ядерних детекторів, а потім відобразити за допомогою КТ. Дану технологію розробляли за допомогою мічених радіоізотопів, які в нормі зустрічаються в організмі, таким чином, вивчаючи біохімічні та фізіологічні процеси в тканинах організму.

Клінічні показання до застосування ПЕТ знаходяться в області онкології. Успішне застосування методу засноване на тому, що багато злоякісні пухлини мають підвищений рівень гліколізу в порівнянні з нормальними тканинами. Тому найбільш часто використовуваний радіоізотопи - це аналог глюкози 2-deoxy-2-[18F] fluoro-D-glucose (ФДГ). Після внутрішньовенного введення ФДГ він переважно накопичується в пухлинних тканинах і фосфорилюється гексогеназой до ФДГ-6-PO4. На відміну від глюкозо-6-Р04, ФДГ-6-РО4 не метаболізується гліколізним шляхом і залишається всередині клітини в незміненому вигляді. У міру того, як пухлинні клітини накопичують ФДГ-6-РО4, то в цій області підвищується його активність в порівнянні з нормальними тканинами.

В Нині ПЕТ із застосуванням ФДГ рутинно використовують в клінічній практиці для оцінки різних видів раку, таких як рак легені, колоректальний рак, рак стравоходу, молочної залози, при лімфомах і меланома. Роль ПЕТ на онкоурології до досі не визначена, триває її вивчення, при цьому отримані різні результати. При деяких онкоурологічних пухлинних захворюваннях ПЕТ володіє високим діагностичним потенціалом, в інших же - не виправдав себе. У цьому огляді представлені літературні дані, які допоможуть продемонструвати нові досягнення і показати можливість успішного застосування ПЕТ на онкоурології.

Таблиця 1. Хар-ка основних радоізотопов, що використовуються для ПЕТ        

радіоізотопи         

Біологічний аналог         

вимірюваний біологічний ефект         

Час напіврозпаду (хв)             

[15O] water         

Вода         

Накопичення в тканини         

2             

[13N] ammonia         

Ні         

Накопичення в тканини         

10             

[11C] acetate         

Ацетат         

Ліпідний метаболізм         

20             

68Gallium-ethylenediamine tetra-acetic acid         

Ні         

гематоенцефалічний бар'єр         

68             

[18F] tyrosine         

Тирозин         

Амінокислотний метаболізм         

110             

18FUdR         

Урідін         

Метаболізм нуклеїнових кислот         

110             

2-deoxy-2-[18F] fluoro-D-glucose (FDG)         

Глюкоза         

Метаболізм глюкози         

110             

[F18] fluorodopamine         

Допамін         

Метаболізм нуклеїнових кислот         

110     

Рак простати

Проведено кілька досліджень, в яких вивчали ПЕТ при локалізованому і місцево-поширеному раку простати. При локалізованому раку простати ПЕТ показав незадовільні результати, перш за все із-за низького рівня гліколізу в пухлини, і, отже, низького накопичення радіоактивного ФДГ. Крім того, ФДГ накопичується в сечоводах і сечовому міхурі, що ускладнює оцінку прилеглих структур, таких як простата і тазові лімфатичні вузли. Проведено безліч досліджень, в яких безуспішно намагалися видалити екскретіруемий радіоізотопи із сечового міхура під час дослідження за допомогою дренування сечового міхура катетером Фолея, постійним промиванням сечового міхура або фуросемідом. У дослідженні Liu et al. з 24 хворих локалізованим на рак простати, доведеним за допомогою біопсії, у 23 виявлені помилково-негативні результати ПЕТ. Для того, щоб уникнути проблем з застосуванням ФДГ-ПЕТ використовували 11C-choline як альтернативний радіонукліда, який у незначній кількості виводиться з сечею та споживається пухлинними клітинами і затримується за допомогою фосфорилювання. У дослідженні Hara et al. показано успішне застосування даного ізотопу як при місцево-поширеному, так і метастатичній раку простати в порівнянні з ізотопом ФДГ. Однак клінічне застосування 11C-choline лімітований швидким періодом напіврозпаду карбон-11, що вимагає використання медичного циклотрону для продукції радіоізотопу. Останнім часом стали використовувати фосфорілірованний холін, що дозволило вирішити дану проблему.

Діагностика локалізованого раку простати ускладнена тим, що злоякісні клітини через низької метаболічної активності погано накопичують ФДГ. Тому, накопичення радіоізотопу при раку простати важко відрізнити від ДГПЗ. З цією ж проблемою стикаються при Дифдіагностика рецидиву після простатектомії і післяопераційних рубцевих змін.

Пухлини з великим числом Глісон накопичують більшу кількість ФДГ. Це дає можливість виявляти агресивні форми локалізованого раку простати і приймати певну лікувальну тактику.

ПЕТ може виявитися перспективним у доопераційному дослідженні стану лімфовузлів та віддалених метастазів. Hellicapell et al оцінювали стан лімфовузлів за допомогою ПЕТ у 17 хворих із вперше виявленим раком простати і потім порівнювали ці дані з післяопераційними результатами. Метод точно визначив поразку ліфатіческіх вузлів у 4 з 6 хворих. Помилково-позитивних результатів при цьому не зазначено. Два помилково-негативних результату пов'язували з невеликими розмірами метастазів (менше 5 мм). В іншому дослідженні (12 хворих) чутливість ПЕТ склала 0-50%, а специфічність 72-90%.

ПЕТ ефективна в діагностиці віддалених метастазів раку простати. Seltzer et al. досліджували 45 хворих після простатектомія, ЛТ або кріотерапії. При появі біохімічного рецидиву їм проводили ПЕТ. 6 з 9 позитивних результатів ПЕТ корелювали з метастатичним поразкою, підтвердженим біопсією. Тоді як 2 з 3-х негативних результатів ПЕТ збігалися з негативними результатами біопсії. Біопсію виконували при КТ-підозрі на метастази. Важливо, що ПЕТ виявила наявність метастазів у 50% хворих, у яких рівень ПСА був більше 4 нг/мл або швидкість ПСА більше 0,2 нг/мл/мес, тоді як у хворих з меншим рівнем ПСА та швидкості ПСА точність діагностики склала лише 4%. Крім того, в даному дослідженні підтверджена однакова діагностична цінність КТ і ПЕТ в діагностиці віддалених метастазів.

В сучасному дослідженні Nunez et al. порівнювали ПЕТ з традиційними методами візуалізації, виявляючи віддалені метастази у 12 хворих з ПСА-рецидивом після лікування. Чутливість ФДГ-ПЕТ склала 48%, а 11C-methionine-ПЕТ - 72%. 26% метастазів, які були діагностовано традиційними методами, не визначалися ПЕТ. Чутливість ФДГ-ПЕТ склала 48% для м'ягкотканна метастазів і 34% для кісткових, тоді як чутливість 11C-methionine-ПЕТ була 70% для обох видів метастазів. У цьому ж дослідженні ПЕТ перевершувала сканування кісток в діагностиці метастазів шийного відділу хребта. Також за даними Schirrmeister et al. ПЕТ в 2 рази перевищував сканування кісток по діагностікек кісткових метастазів будь-якої локалізації. Інші дослідники ставлять під сумнів можливість ПЕТ визначати невеликі кісткові метастази до остеобластіческіх або остеолітичних змін, які видно на сцинтиграфії кісток. Проте в іншому дослідженні перевагу ПЕТ у визначенні кісткових метастазів спростовується.

Очевидно, що найбільш привабливими показаннями до ПЕТ є визначення змін розмірів і локалізації пухлини під час лікування, що допомагає визначити прогноз хворого. У деяких дослідженнях показана кореляція змін на ПЕТ із змінами ПСА. Наприклад, у дослідженні Oyama et al. у 10 хворих з метастазами, яким проводили гормонотерапію, зниження накопичення препарату в первинної пухлини і метастази за даними ПЕТ корелювали зі зниженням ПСА та зниженням розмірів метастазів за даними КТ. Таким чином, ПЕТ потенційно можливо використовувати як у кількісній оцінці метастазів, так і в визначенні локалізації уражень, що важливо для оцінки ефективності проведеного лікування і вироблення подальшої тактики.

Рак сечового міхура

ПЕТ має обмежене значення при раку сечового міхура. Історично стадіювання раку сечового міхура за допомогою наявних методів діагностики також обмежена. При КТ можна діагностувати тільки значне поширення пухлини за межі сечового міхура з точністю 64-92%. Крім того, точність діагностики лімфатичних вузлів становить 70-90%, при цьому частота хибно-негативних результатів складає 40%. Подібним чином МРТ малоинформативно в встановлення стадії раку - точність діагностики складає 60-75%. А помилково-негативні результати в оцінці стану лімфатичних вузлів ще вище, ніж при КТ. Обидва методи (КТ та МРТ) часто завищують стадію раку, тому що анатомічні зміни не відповідають пухлинним. Останнім часом почали вивчати можливості ПЕТ на діагностики і стадіювання раку сечового міхура.

В зв'язку зі значним виділенням ФДГ через сечові шляхи діагностика раку сечового міхура та прилеглих лімфатичних вузлів утруднена. Проте, при допомоги ПЕТ можливо визначити місцеве і віддалене метастазування раку сечового міхура з певною часткою точності. У дослідженні Kosuda et al. ПЕТ використовували у 12 хворих з гістологічно доведеним на рак сечового міхура, яким виконали оперативне лікування та/або ЛТ з приводу місцевого рецидиву. Точна діагностика була в 66,7% випадків, помилково-негативні результати в 33,3% випадків. У 100% випадків діагностовано віддалені метастази (в легені, кістки, віддалені лімфатичні вузли) і в 66,7% (2/3) випадків при ураженні тазових лімфатичних вузлів. В іншому дослідженні також у 66,7% випадків діагностували метастазу в л/вузли. Рецидивні місцеві або залишкові пухлини не так добре діагностували (60%), тому що радіопрепарат накопичувався в сечовому міхурі, не дивлячись на іригацію або дренування останнього катетером Фолея. Тим не менш, за допомогою ПЕТ виявляли екстравезікальное поширення пухлини у деяких хворих. В одному випадку - при наявності інвазії в сигмовидну кишку, яка не змогла виявити КТ. За допомогою ПЕТ у двох хворих вдалося диференціювати рецидивних пухлина від змін, викликаних ЛТ/ХТ в сечовому міхурі.

Інші дослідники намагалися поліпшити чутливість ПЕТ, використовуючи інший радіоізотопи. Наприклад, (Ahlstrom et al), порівнюючи ФДГ і С-methionine (який не виділяється з сечею), чутливість останнього була вище. Тим не менше, чутливість діагностики склала всього 78% (18/23) при використанні цього методу. У даному дослідженні також було визначено, що нагромадження радіоізотопу прямо пропорційно стадії раку.

Таким чином, при РМП ПЕТ має обмежене застосування в зв'язку з артефактами радіоізотопу. Маючи низьку чутливість для діагностики первинної, високо-диференційованої пухлини сечового міхура, ПЕТ можна використовувати (у поєднанні з традиційними методами) для діагностики місцево-розповсюджених стадій. Крім того, ПЕТ корисний для виявлення метастазів у л/вузлах та віддалених метастазів, а також для діфдіагноза між рецидивом та змінами тканин після ЛТ.

Рак нирки

ПЕТ використовували в діагностики та моніторингу раку нирки (РП). При дослідженні (Bachor et al) 29 пацієнтів чутливість методу склала 77% (20/26) у хворих з морфологічно доведеним РП, при цьому було 3ложно-позитивних результату. В іншому дослідженні отримали кращі результати (Ramdave et al). 17-ти хворим з первинними об'ємними утвореннями нирок виконували КТ і ПЕТ, після чого виконували операцію. Точність діагностики в обох методів склала 94%. При цьому ПЕТ правильно діагностував пухлина у 15 хворих (істинно-негативний результат у одного хворого і хибно-негативний у одного хворого), а КТ правильно поставив діагноз у 16 випадках (в одному випадку був помилково-позитивні результат). Крім того, у двох випадках ПЕТ виявив легеневі метастази у двох хворих), які не визначилися на КТ.

В декількох роботах ПЕТ виявився неоціненним методом у діагностиці місцевих рецидивів. В одному дослідженні в 10 з 10 випадків ПЕТ виявив рецидив, тоді як КТ тільки в 7 з 10. В іншому дослідженні точність діагностики місцевих рецидивів за допомогою ПЕТ склала 100%, а КТ - 88%. ПЕТ також краще розрізняла рецидив в ложі видаленої нирки від постлучевого некрозу.

ПЕТ має високу чутливість до діагностики віддалених метастазів. Наприклад, у роботі Safaei et al у 36 хворих була переглянута стадія поширеного РП після застосування ПЕТ.

Таким чином, ПЕТ є цінним методом у діагностиці РП. Володіючи еквівалентної точністю в діагностиці первинної пухлини з КТ, більш точно ПЕТ виявляє прогресію, метастази і локальний рецидив.

Рак яєчок

Недолік точності сучасних діагностичних методів у визначенні стадії раку яєчок спонукали до вивчення ПЕТ в діагностиці цього захворювання. Albers et al досліджували 37 хворих I, II стадій семіномних і несеміномних пухлин яєчок, порівнюючи точність КТ та ПЕТ. У 34/37 випадків за допомогою ПЕТ точно встановили стадію, тоді як при КТ - тільки в 29/37 випадків. Таким чином, чутливість ПЕТ (70% в порівнянні з 40%) і специфічність (100% проти 78%) були вищими за порівняно з КТ. Іншим показанням до ПЕТ при раку яєчок є оцінка резидуальною пухлини після ХТ. Дослідження з ПЕТ показали, що чутливість методу склала 79-87%, а специфічність 90-94%. Специфічність КТ була такою ж (94%), а чувствтіельность нижче (73%). Іншим аспектом застосування ПЕТ була оцінка заочеревинних л/у після ХТ у хворих з чистим семіномой. У 14 із 14 випадків при л/у більш 3-х см і в 22 з 23 випадків при л/у менше 3-х смПЕТ точно визначив наявність метастазів.

Таблиця 2. Показання та обмеження ФДГ-ПЕТ на онкоурології        

Рак         

Застосування         

Обмеження             

Рак простати         

Опреденіе метастазова в л/у   

Виявлення віддалених метастазів   

Моніторинг   лікування         

Низький рівень гліколізу в   пухлини   

Неможливість розрізнити ДГПЗ від   раку простати   

Ниркова екскреція ускладнює   діагностику первинної пухлини і тазхових л/у             

Рак сечового міхура         

Опреденіе метастазова в л/у   

Діфдіагноз між рецидивом і   постлучевимі/постхіміотерапевтіческімі змінами         

Активність радоіізотопа в   сечовому міхурі ускладнює діагностику первинної пухлини і тазових л/у             

Рак нирки         

Характеристика неясних об'ємних   утворень нирки   

Визначення місцевого рецидиву,   метастазова в л/у   

Моніторинг   лікування         

Ниркова екскреція ускладнює   діагностику первинної пухлини   

Низька чутливість   визначення "мовчазних" пухлин             

Рак яєчок         

Первинна діагностика   метастазів в л/в та віддалених метасазов   

Характеристика   постхміотерапевтіческіх заочеревинних утворень   

Моніторинг ефективності ХТ         

Неможливо відрізнити зрілу   тератом від фіброзу   

ненадійно визначає метастази   в л/у менш 5 мм     

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.uroweb.ru/