64Cu-DOTATATE-PET zobrazení pro lymskou neuroboreliózu (DOTA-LYME)

Pozadí Zobrazování neuroinfekcí je dobře zdokumentováno, avšak s několika omezeními kvůli heterogenitě patogenů (1). Lymeská neuroborelióza (LNB) je infekce přenášená klíšťaty, způsobená komplexem Borrelia burgdorferi sensu lato (Bb) a patřící mezi nejčastější bakteriální infekce nervového systému (2). Vlivem klimatických a environmentálních změn se incidence onemocnění přenášených klíšťaty zvyšuje v celé Evropě(3), v Dánsku se roční incidence odhaduje na 3-4/100 000 (4, 5). U dospělých se manifestuje především samolimitující subakutní bolestivá meningoradikulitida, lymfocytární meningitida a/nebo obrna hlavových nervů (6, 7), symptomy postižení CNS jako akutní encefalitida a myelitida jsou vzácné (8). Předpokládá se, že v průběhu času se většina případů infekce Bb sama vyřeší (9, 10), nicméně antibiotika urychlují proces eradikací patogenu a snižují riziko rozšířené pozdní infekce a přetrvávajících symptomů (11). Odpověď na antibiotika může být pomalá, ale většina pacientů uvádí výrazné zlepšení symptomů po léčbě (12), část pacientů však uvádí přetrvávající reziduální symptomy včetně únavy, bolesti nebo kognitivních poruch a studie naznačují, že pozdní diagnóza a zátěž symptomů v době zahájení léčby zvyšuje riziko těchto symptomů (2, 13).

Pokud je antibiotická léčba zahájena co nejdříve, má LNB velmi dobrou prognózu, včasná diagnostika a zahájení léčby jsou proto prvořadým zájmem.

Vzhledem k tomu, že k diagnostice nebo sledování LNB nelze použít žádné markery v plazmě, je diagnóza LNB založena na klinických příznacích v kombinaci se zvýšeným počtem bílých krvinek v mozkomíšním moku (CSF) a detekcí specifické tvorby intratekálních protilátek proti Bb. Bb sérologie má však několik nevýhod ve schopnosti potvrdit aktivní onemocnění a monitorovat aktivitu onemocnění a odpověď na léčbu antibiotiky. Protilátky Bb v mozkomíšním moku jsou nejprve detekovatelné týdny po nástupu neuroinfekce a mohou přetrvávat roky i poté, co bylo onemocnění dobře léčeno. Kromě toho mohou být symptomy nespecifické, vyvíjející se v průběhu času a dokonce mohou napodobovat jiná neurologická onemocnění, což může mít za následek chybnou diagnózu, zpoždění diagnostiky a snížený výsledek pacienta. Nedávno jsme uvedli střední dobu trvání neurologických příznaků před prvním kontaktem s nemocnicí 21 dní v dánské celostátní prospektivní kohortové studii 194 pacientů s LNB zahrnutých v letech 2015–2018. V současné době je jediným způsobem, jak monitorovat aktivitu onemocnění – i když ne ideální – provést re-lumbální punkci, což je invazivní výkon, ne vždy možný nebo úspěšný a s rizikem postlumbální punkce hlavy, která se rozvine u 10-20 % pacientů.

Zlepšení diagnostiky, ideálně neinvazivní, je proto velmi zajímavé a nové metody pro potvrzení aktivní nemoci a sledování efektu léčby jsou důležitou oblastí výzkumu, která by mohla podpořit posun od empirické léčby k personalizované medicíně s očekávaným zlepšením výsledků pacientů.

Jako samozřejmé řešení se jeví neinvazivní zobrazování. Retrospektivně jsme studovali význam CT a MRI v diagnostice LNB a nenašli jsme žádnou hodnotu počítačové tomografie (CT) hlavy a omezenou hodnotu zobrazení magnetickou rezonancí (MRI) – mozek/páteř (16). Pokud jde o použití pozitronové emisní tomografie (PET), nejběžněji používaným ligandem pro zobrazování infekcí a zánětů je radioaktivně značený analog glukózy, fluor-18-fluordeoxyglukóza (18F-FDG)(17-19). 18F-FDG má však velká omezení včetně nízké specificity, protože je přijímán jakoukoli buňkou se zvýšeným metabolismem glukózy, včetně, ale bez omezení na leukocyty, makrofágy, monocyty, lymfocyty a obří buňky. Navíc, protože normální mozek má vysokou spotřebu glukózy, je obtížné (nemožné) získat dostatečný kontrast v LNB, protože zánět je primárně v mozkových plenách. Z případů LNB jsme skutečně potvrdili, že 18F-FDG-PET nelze použít. Kvůli těmto omezením existuje neuspokojená potřeba dalších, specifičtějších, cílených radioligandů pro zlepšení zobrazování infekčních onemocnění, např. LNB a přilehlá zánětlivá reakce.

Makrofágy jsou potenciálním a slibným cílem pro diagnostiku specifičtějších infekcí a zejména LNB. Makrofágy mají protizánětlivé vlastnosti s vysokou fagocytární aktivitou a nejenže se účastní časné imunitní odpovědi, ale jsou přítomny tak dlouho, dokud je infekce aktivní. Aktivaci makrofágů lze monitorovat cirkulujícím biomarkerem rozpustným CD163, intratekální zánět u LNB nevede k žádným nebo jen velmi jemným periferním měřitelným změnám normálních infekčních parametrů i při vysoce aktivní, ale lokalizované infekci jako u LNB. Vzhledem k tomu, že aktivované makrofágy nadměrně exprimují somatostatinový receptor podtyp 2 (sstr2), lze aktivitu makrofágů vizualizovat PET zobrazováním zacíleným na sstr2 pomocí ligandu 1,4,7,10-tetraazacyklododekan-N,N',N'',N''' -tetraoctová kyselina]-d-Phel,Tyr3-oktreotát (DOTATATE). Na Rigshospitalet pod vedením prof. Andreas Kjaer, spoluřešitel současného projektu, nedávno jsme vyvinuli 64Cu-DOTATATE s fyzickým poločasem 12,7 hodiny (vs. 1 hodina) a 4krát lepším teoretickým (rozsah pozitronů) prostorovým rozlišením ve srovnání se stávajícím 68Ga-značeným tracery. Tyto vlastnosti jsou předpokladem. V předklinické studii jsme tedy zjistili, že 64Cu-DOTATATE byl schopen neinvazivně detekovat a monitorovat lymskou boreliózu na myším modelu lymské artritidy a že bylo nutné zpožděné zobrazení později než 3 hodiny a ideálně 24 hodin po injekci. získat dobrý poměr cíle k pozadí v obrazech infekce Bb.

U lidí jsme již dříve prokázali, že 64Cu-DOTATATE-PET dokáže před endarterektomií vizualizovat makrofágy in vivo v aterosklerotických karotických plakech. Analýza genové exprese na vyříznutých morech prokázala úzkou korelaci mezi expresí genu CD163 a vychytáváním PET indikátoru, což potvrzuje, že to byly skutečně makrofágy, které byly vizualizovány.

Do této prospektivní, observační kohortové studie s 64Cu-DOTATATE chceme zahrnout celkem 50 pacientů s klinickým podezřením na LNB. Budeme zkoumat diagnostickou hodnotu 64Cu-DOTATATE-PET srovnáním klinicky suspektních a CSF verifikovaných LNB pacientů s klinicky suspektními pacienty bez CSF verifikace. Dále bychom rádi prozkoumali, zda biomarkery sCD163, NfL a Tau mohou přispět k diagnostice LNB a zda má 64Cu-DOTATATE PE/CT/MRI prognostickou hodnotu zařazením kontrolní návštěvy 6 měsíců po léčbě, porovnáním pacientů s přetrvávajícími příznaky pacientům bez přetrvávajících příznaků. Předpokládáme, že informace získané z 64Cu-DOTATATE PET/CT/MRI a biomarkerů sCD163 a NfL mohou zlepšit diagnostiku LNB. Rovněž předpokládáme, že 64Cu-DOTATATE PET/CT/MRI bude schopen přispět ke sledování pacientů přidáním prognostických informací a rizika přetrvávajících symptomů. Použití 64Cu-DOTATATE PET/CT/MRI při diagnostickém zpracování LNB by tak podle očekávání vedlo k přesnější diagnostice a hodnocení rizik.