Диссертация (Экспериментальное обоснование возможности применения 68Ga - цитрата для визуализации воспалительных процессов методом позитронно-эмиссионной томографии), страница 8

et al., 2005). Легочныйаспергиллез вызывали внутрилегочной инокуляцией культуры A. fumigatus.Кишечныйколитдостигалсяпутемвведенияспиртовогорастворатринитробензол-сульфоновой кислоты в толстую кишку через силиконовуютрубку, введенную ректально. Септическое воспаление мягких тканейвызывали внутримычешной инокуляцией культуры E.

coli. Анализ накопленияисследуемого препарата в пораженной ткани показал прекрасные результаты.К примеру, для кишечного колита111In-меченный антагонист LTB4 активнеенакапливался в очаге воспаления, чемTc-меченные лейкоциты и/или99m18F-ФДГ (van Eerd J.E.M., Laverman P. et al., 2004). Представленное исследованиепродемонстрировало достаточную разницу в контрастной визуализации очагавоспаления уже через 6 ч после введения 111In-DPC11870. Однако исследованиевсе же имеет определенные недостатки: помимо циклотронного способаполучения111In, это дорогостоящий синтез самого носителя радиометки(антагониста LTB4) и рутинный способ собственно мечения DPC11870.

Такжеколичество вводимого носителя ограничено цитотоксическими действиями, невсегда согласующимися с количеством, достаточным для высокого процентамечения.44Рисунок 11. Сцинтиграммы, полученные через 0, 1, 2, 4 и 6 ч после введения 11 МБк 111Inмеченного DPC11870 кролику с моделью кишечного колита (указана стрелкой),(заимствовано из van Eerd J.E.M., Laverman P. et al., 2004).Tc- и 131I-меченные интерлейкины99mИнтерлейкины (IL 1, 2, 8) обладают высокой аффинностью к лейкоцитам,поэтому аномальное накопление цитокинов в сайтах воспаления диктуетвозможность их мечения с последующей визуализацией воспаления (van derLaken C.J. et al., 1998).

В пилотных исследованиях была продемонстрированавизуализация инфекционного остеомиелита с помощьюI-меченного IL-8131(Gross M.D. et al., 2001), а в более поздних исследованиях сцинтиграфия сTc-меченным IL-8 позволила визуализировать другие типы инфекций99m(Bleeker-Rovers C.P. et al., 2007).Рисунок 12.

Сцинтиграммы мужчины (21 год) с гранулематозным воспалением печени ирецидивирующим печеночным абсцессом (указан стрелкой). Поступил с лихорадкой иабдоминальными болями. Изображения получены через 4 ч (A) и 24 ч (B) после введения99mTc-меченного IL-8 (заимствовано из Bleeker-Rovers C.P. et al., 2007).45Однако внутривенное введение интерлейкинов даже в малых количествахвызывает цитотоксические реакции в организме, что препятствует ихдальнейшему клиническому распространению и применению – в литературеотмечаются лишь единичные случаи использования (Gross M.D. et al., 2001).Tc- и 18F-меченные фторхинолоны99mЦипрофлоксацин–антибиотикширокогоспектра–содержитфторхинолоны, которые ингибируют работу ДНК-гираз и томоизомеразбольшинства известных микроорганизмов (Bounds S.J. et al., 2000).

Меченыефторхинолонымогутвизуализироватьисключительноинфекционно-воспалительные процессы, что помогает провести дискриминацию c другимивоспалительными процессами (Britton K.E. et al., 2002). Фторхинолоныфизиологически не накапливаются в костном мозге, поэтому радиомеченыефторхинолонымогутбытьполезныдлядиагностикиинфицированияортопедических и суставных протезов без риска лишних лучевых нагрузок(Durack D.T. et al., 1994). Ряд исследователей показали, чтоTc-меченные99mфторхинолоны лучше визуализировали инфекционные очаги, чем111In-меченные лейкоциты (Sonmezoglu K. et al., 2001). Фторхинолоны метят нетолько технецием-99m, но и фтором-18 – позитрон-излучателем для ПЭТвизуализацииинфекционныхочагов.Поведение18F-флероксацинахарактеризовалось быстрым накоплением в сайтах воспаления у пациентов схроническим бронхитом (Fischman A.J.

et al., 1996). Однако для фторхинолоновне характерна гиперфиксация в очаге воспаления, что лишает возможностивизуализировать патологические очаги в более отдаленные сроки послевведения.46Рисунок 13. Сцинтиграммы мужчины (42 года), полученные после введения 99mTc-меченныхаутологичных лейкоцитов (A) и 99mTc-меченного фторхинолона (B), (заимствовано поSonmezoglu K. et al., 2001).18F-ФДГВ современной практике ядерной медицины нет такого широкого спектрапрепаратов для ПЭТ-визуализации воспалений, как для ОФЭКТ.

Одним изтаких немногих РФП является дезоксиглюкоза, меченная 18F и предназначеннаядлявизуализациочаговсповышеннымметаболизмомглюкозы–гипергликемической активностью, что часто характерно для очагов воспаления(Sugawara Y. et al., 1998). Отличаясь от глюкозы только замещениемгидроксильной группы у второго атома углерода на изотоп фтора18F,18F-фтордезоксиглюкоза (ФДГ), введенная внутривенно, повторяет начальныйучасток метаболического пути глюкозы, проникая из сосудистого русла вмежклеточное пространство и затем внутрь клеток, где фосфорилируетсягексокиназой (Sugawara Y. et al., 1999). Однако продукт реакции18F-ФДГ-6-фосфат, в отличие от глюкозы-6-фосфата, не вступает в дальнейшие реакциигликолиза и поэтому не может быстро покинуть клетки, которые ее накопили,что благоприятно сказывается как на ранней, так и более поздней визуализации(Mortelmans J. et al., 1990).

ФДГ накапливается не только в самих очагахвоспаления, но и в активированных лейкоцитах, которым необходимо большееколичество энергии (Yamada S. et al., 1995). Попадая в сайты воспаления,47лейкоциты «лопаются» и ФДГ, как и глюкоза, всасывается в клетки черезмембрануспоследующимфосфорилированием.Болеетого,согласноисследованию Pellegrino D., по сравнению накопления в очагах воспаленияразной природыF-ФДГ и1818F-ФДГ-лейкоцитов, было доказано, что меченыелейкоциты позволяли лучше визуализировать патологию (Pellegrino D. et al.,2005). На сегодняшний день ПЭТ исследование с18F-ФДГ является почтинезаменимой процедурой при лихорадке неясного генеза (FUO, fever ofunknown origin) (Meller J.

et al., 2007).Рисунок 14. ПЭТ-изображение мужчины (45 лет), полученное через 2 ч после введения 18FФДГ. Острый гранулематозный тироидит был подтвержден цитологически (заимствовано изMeller J. et al., 2007).Главным недостатком применения18F-ФДГ является необходимостьналичия циклотрона, что подразумевает большие экономические затраты, какна получение и приготовление РФП, так и на постоянное содержаниерадиохимического персонала (Guhlmann A. et al., 1998).

Поэтому до сих порведутся научные поиски по созданиюTc-меченных производных глюкозы,99mправда, практически безуспешные (Liu T. et al., 2014).48Рисунок 15. ПЭТ-изображения интактных (две слева) мышей и мышей с моделью кишечногоколита, вызванного 7-дневным спаиванием солевого раствора декстрана (две справа).Накопление в сердце, головном мозге и мочевом пузыре является физиологическим(Заимствовано из Bettenworth D. et al., 2013).67Ga-цитратОтносительно дешевый и низкотоксичныйсмену ранее применяющегося5967Ga-цитрат, пришедший наFe-цитрата (Sephton R.G.

et al.,1978),используется для визуализации воспалений и инфекций более 40 лет (Ito Y. etal., 1971; Lavender J.P. et al., 1971; Palestro C.J. et al., 1994). 67Ga (T½ = 78,28 ч)является чистым γ-излучателем – 93 кэВ (36%), 185 кэВ (20%), 300 кэВ (16%) и394 кэВ (5%), – распадается электронным захватом в стабильный67Zn.67Gaполучают на циклотроне по реакции 68Zn(p,2n)67Ga. Радионуклиды галлия былиодними из первых (вместе с изотопами йода и фосфора), которые ядернаямедицина взяла на вооружение для диагностики и лечения злокачественныхновообразований (Raymond L.H., 1978).Для67Ga-цитратазачастуюхарактернавизуализациякостно-инфекционных и легочных воспалений, а также воспалительных процессов,связанныхсангиофиброматозом,лимфогранулематозом,нодулярнымсклерозом, свежими репаративными изменениями в тканях, лимфаденопатией(Куражов А.П.

и др., 2012). Долгие годы 67Ga-цитрат использовали в качестве«золотого стандарта» для дифференциальной диагностики лихорадки неясногогенеза (Staab E.V., Mc Cartney W.H., 1978).Наиболее устойчивая степень окисления галлия в водных растворах49составляет 3+ (Bartholoma D. et al., 2010).

В свободном состоянии катион Ga3+может существовать в водном растворе только при сильнокислых pH < 3,0. Винтервале pH от 3,0 до 7,0 Ga3+, без присутствия стабилизирующих лигандов,постепенногидролизуетсясобразованиемнерастворимогогидроксидаGa(OH)3. При физиологическом pH крови (~7,4) Ga(OH)3 превращается врастворимый комплексный анион [Ga(OH)4]-.

При этом возможно достижениеконцентрации [Ga(OH)4]– ~2,5 · 10-6 моль/л без образования нерастворимогоGa(OH)3 (Green M.A., Welch M.J., 1989). Такой анион небольших размеровспособен проникать через самые разнообразные биологические мембраны.Хотя механизм накопления 67Ga-цитрата в воспаленных тканях до концане изучен, известно, что после его внутривенного введения, происходитреакция перелигандирования, и он связывается с транспортными (трансферрин,лактроферрин) и другими железосодержащими белками крови (ферритин), втом числе с ферментами (РНК-, ДНК-редуктазы), подобно железу, чтовозможно, благодаря сродству галлия к ним на несколько порядков выше вслабощелочной среде, чем к цитрату (Moerlein S.M., Welch M.J., 1981; HarrisW.R., Pecoraro V.L., 1983; Martinez J.L.

et al., 1990). На сродство галлия кжелезосвязывающим белкам указывали многие химики еще до внедрениягаллия в биологическую и медицинскую практику (Hartman R.E., Hayes R.L.,1969; Gunasekera S.W. et al., 1972; Hara T., 1974; Larson S.M. et al., 1978; HofferR., 1980; Vallabhajosula S.R. et al., 1980).Трансферрин в свою очередь, являясь белком острой фазы воспаления,доставляет галлий в патологические очаги через высокопроницаемые стенкисосудов и трансферриновые рецепторы CD71, которыми богаты многие ткани(Larson S.M. et al., 1979). Затем pH в очаге воспаления резко снижается из-заработы протонно-ионных насосов и вследствие ацидоза, поэтому галлийтрансферриновый комплекс разрушается, высвобождая металл для связыванияс лактоферрином из погибающих лейкоцитов, ферритином из макрофагов ибактериальными сидерофорами при инфекционно-воспалительных процессах,чьи комплексы более устойчивы при кислых значениях pH (Gelrud L.G.