Obrazowanie hipoksji za pomocą 18F FAZA. Wpływ prognostyczny w raku szyjki macicy

Wstęp

Wykazano, że niedotlenienie guza jest czynnikiem prognostycznym dla miejscowej progresji i rokowania w kilku typach ludzkich nowotworów (1-4), w tym raka szyjki macicy (5). Dystrybucja tlenu w guzie może zmniejszać się w kierunku mniej unaczynionego centrum guza (6, 7).

Niedotlenienie jest ważnym czynnikiem w wielu procesach patologicznych, w tym w powstawaniu nowotworów, gdzie wiąże się z opornością na radioterapię, progresją złośliwości i przerzutami. Chociaż niedotlenienie jest toksyczne zarówno dla komórek nowotworowych, jak i normalnych, komórki nowotworowe przechodzą zmiany genetyczne i adaptacyjne, które pozwalają im przetrwać, a nawet rozmnażać się w niedotlenionym środowisku. Procesy te przyczyniają się do złośliwego fenotypu i agresywnego zachowania guza.

Niedotlenienie ma negatywny wpływ na leczenie przeciwnowotworowe (8). Radioterapia jest główną metodą leczenia zaawansowanego raka szyjki macicy i wymaga wolnych rodników z tlenu do zniszczenia komórek docelowych, a komórki w obszarach niedotlenienia okazały się odporne na śmierć komórek wywołaną promieniowaniem (9). Złotym standardem pomiaru niedotlenienia w guzach jest inwazyjna technika wykorzystująca skomputeryzowane elektrody czułe na tlen. Ta metoda jest kłopotliwa i kosztowna i nie stała się ogólnym narzędziem klinicznym do pomiaru niedotlenienia (10, 11).

Pozytronowa tomografia emisyjna (PET) staje się interesującą i obiecującą metodą diagnostyczną do obrazowania hipoksji w tkance nowotworowej. W tym celu opracowano kilka znaczników, a fluoromisonidazol (18FMISO) jest najszerzej badanym znacznikiem hipoksji zarówno u ludzi, jak iu zwierząt (12-15). Poprzednie wyniki obrazowania niedotlenienia za pomocą FMISO wykazały regionalną dystrybucję niedotlenienia guza wyrażoną jako ułamkowa objętość niedotlenienia (16). Jednak jego główne wady polegają na powolnej kinetyce klirensu i wysokiej lipofilowości.

18Ffluoroazomycinarabinofuranozyd (18FAZA) został niedawno zsyntetyzowany i wprowadzony jako znacznik niedotlenienia u różnych myszy z nowotworem przy użyciu PET i autoradiografii z obiecującymi wynikami. (17). 18FAZA wykazywała również lepszą biokinetykę w porównaniu z 18F-MISO u zwierząt (18). Bezpieczeństwo i wykonalność FAZA oceniono niedawno u 10 pacjentów z zaawansowanym rakiem płaskonabłonkowym głowy i szyi. Autorzy tego badania doszli do wniosku, że obrazowanie PET za pomocą FAZA wydaje się być bezpieczne i wykonalne u pacjentów z guzami głowy i szyi. (19).

Cel badania

Celem tego badania jest wizualizacja niedotlenionej tkanki guza, potencjalnych zmian ilościowych i biologicznego zachowania raka szyjki macicy (pierwotnego i/lub węzłów chłonnych) przed, w trakcie i po radiochemioterapii za pomocą nowatorskiego znacznika hipoksji PET 18FAZA.

Materiały i metody

Pacjenci

Do niniejszego badania zostanie włączonych dwudziestu pięciu pacjentek z rakiem szyjki macicy (T2Nx lub TxN1). Oprócz rutynowej przedterapeutycznej oceny stopnia zaawansowania raka szyjki macicy, 18FAZA PET będzie wykonywana przed, w trakcie planowanej radio/chemioterapii (krótko przed brachyterapią) oraz 3 miesiące po zakończeniu terapii.

Synteza i kontrola jakości 18FAZA (Centrum Badawcze Seibersdorf)

18FMISO zostanie zsyntetyzowany jak opisano wcześniej (20). Synteza 18F-FAZA przebiega następująco (21): 5 mg prekursora 1-(2,3-diacetylo-5-tosylo-a-D-arabinofuranozylo)-2-nitroimidazolu w 1 ml sulfotlenku dimetylu poddano reakcji z mieszanina azeotropowo wysuszonego 18F-fluorku, 15 mg Kryptofix 2.2.2. (Merck) i 3,5 mg K2CO3 w 100°C przez 5 min. Po hydrolizie z 1 ml 0,1 N NaOH (2 min, 30°C), dodano 0,5 ml 0,4 N NaH2PO4 w celu zobojętnienia. Produkt oczyszczono najpierw przy użyciu wkładu z tlenku glinu (Alu N light; Waters), a następnie wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC) (Phenomenex Nucleosil C18; bufor etanol/NaH2PO4 (5:95); przepływ, 4 ml/min; wykrywanie w ultrafiolecie (320 nm ), Na(Tl)). Produkt otrzymano z wydajnością radiochemiczną 20,7% ± 3,5% (n=12) na końcu wiązki. Po napromieniowaniu przez 1 godzinę przy 35 µA, zostanie wyizolowane 9,1 ± 1,4 GBq (n=8) 18FFAZA.

[18F] Obrazowanie PET FAZA

Pacjenci

Obrazowanie 18FFAZA zostanie wykonane u wszystkich pacjentów po całonocnej głodówce na dedykowanym pełnopierścieniowym skanerze PET (Advance, General Electric Medical Systems, Milwaukee, WI). Pacjenci będą skanowani po podaniu aktywności (skanowanie dynamiczne) i 2 godziny później (skanowanie statyczne). Dla każdej akwizycji obrazu wykonywane jest 10-minutowe skanowanie transmisji. Wszystkie obrazy będą pozyskiwane w trybie 3D z matrycą 128x128. Skan dynamiczny (miednicy) rozpoczyna się od dożylnego podania 370 MBq 18FFAZA. W ciągu pierwszej godziny zostanie pozyskanych 21 klatek (6 klatek 20s, 6 klatek 30s, 2 klatki 150s, 4 klatki 300s, 3 klatki 600s). Dwie godziny po aplikacji zostanie wykonany 10-minutowy skan statyczny (miednica + brzuch). Obrazy są rekonstruowane przy użyciu algorytmu iteracyjnego (OSEM). Oprócz wizualnej interpretacji uzyskanych obrazów zostanie przeprowadzona analiza półilościowa poprzez narysowanie obszarów zainteresowania (ROI) w tkance nowotworowej (pierwotne i węzły chłonne). Dla tych ROI zostanie obliczona zarówno znormalizowana wartość wychwytu (SUV), jak i stosunek do prawidłowej tkanki (mięśni).

Pobieranie próbek krwi

Równolegle ze skanami FAZA PET zostanie pobrana próbka krwi (10ml) do pomiarów stężeń białek (VEGF, Osteopontin, PAI). Łącznie od każdego pacjenta zostanie pobrane 30 ml krwi.

Obciążenie promieniowaniem

Szacowane obciążenie promieniowaniem dla badania 18FFAZA (370MBq) wynosi około 12 mSv (odpowiednik badania TK klatki piersiowej).

Zagrożenia, skutki uboczne, toksyczność

Związek znakowany fluorem-18(18F) otrzymuje się przez podstawienie nukleofilowe prekursora tosylanu fluorkiem 18F bez dodanego nośnika o aktywności właściwej > 74 MBq/nmol. Podawanie 370 MBq 18F-FAZA będzie zatem odpowiadać < 5 nmol związku i nie będzie wywierać żadnego efektu farmakologicznego ani toksykologicznego. Podobne radiofarmaceutyki, takie jak 18FMISO, nie wykazały skutków ubocznych w ich zastosowaniu klinicznym u ludzi (22)

W tym kryteria dla pacjentów

Pierwsza diagnoza potwierdzonego histologicznie raka szyjki macicy w stopniu zaawansowania FIGO od IB2 do IVA. Zamiar leczenia w celu uzyskania wyleczenia Wiek < 80 lat Brak wcześniejszej histerektomii standardowej lub radykalnej

Z wyłączeniem kryteriów dla pacjentów

Ciąża, kobiety karmiące piersią, pacjenci, którzy nie są w stanie leżeć bez ruchu przez godzinę.

Leczenie paliatywne, nawrót choroby, chemioterapia neoadiuwantowa, inne istniejące wcześniej nowotwory złośliwe, wiek > 80 lat,

Statystyki (SUV-y)

Wyniki zostaną podane jako mediana (zakres). Test t zostanie użyty do porównania grup, a wartość p <0,05 uważa się za istotną.

„Median SUV”: oznacza medianę maksymalnych SUV-ów poszczególnych regionów zainteresowania (ROI).