Fluorodeoxiglukos ( förkortning FDG ) är en biologisk analog till glukos. Det fullständiga namnet är 2-fluoro-2-deoxi-D-glukos. När 18 F-atomen introduceras i beredningen, kompletteras namnen med dess omnämnande, till exempel 18F-FDG.
FDG används i stor utsträckning inom diagnostisk nuklearmedicin genom positronemissionstomografi . För att göra detta införs den radioaktiva isotopen av fluor fluor-18 kemiskt i FDG-molekyler . Läkemedlet administreras till patienten. Tumörceller förbrukar glukos mycket mer intensivt än andra, vilket gör det möjligt att med hjälp av en PET-skanner registrera områden med läkemedelsackumulering - ansamlingar av tumörceller.
FDG är en analog av glukos, aktivt fångad av hjärnceller, tumörceller, njurnefroner.
Skiljer sig från glukos endast genom att ersätta en fluoratom av hydroxylgruppen i den andra kolatomen, 2-fluoro-[ 18F ]-2-deoxi-D-glukos, administrerat intravenöst, upprepar den initiala delen av glukosmetabolismen, penetrerar från kärlbädden in i det intercellulära utrymmet och sedan in i celler där det fosforyleras av hexokinas. Reaktionsprodukten, [18F]-deoxiglukos-6-fosfat, till skillnad från glukosfosfat, går inte in i ytterligare reaktioner och stannar kvar i cellerna under studien, vilket gör det möjligt att mäta koncentrationen av F-18-radionukliden i vävnad.
Efter radioaktivt sönderfall omvandlas fluor-18 till O-18, och efter att ha fångat en vätemolekyl från hydroniumjon i ett vattenhaltigt medium blir molekylen "ofarlig" glukos-6-fosfat och bär på en "tung" icke-radioaktiv syreatom -18 i hydroxylgruppen i hydroxylgruppen i position 2. Närvaron av 2-hydroxyl indikerar att molekylen kommer att följa samma väg som vanlig glukos och kommer att framgångsrikt elimineras från kroppen.
Även om i teorin all FDG som kommer in i kroppen metaboliseras efter en halveringstid på ~110 minuter (liksom radioaktivt fluor-18), visar kliniska studier tvetydighet i omvandlingen av FDG. 75 % procent av ämnet hålls kvar i vävnaderna och utsöndras efter 110 minuter från kroppen. De övriga 20 % utsöndras av njurarna så tidigt som 2 timmar efter administrering och har en okaraktäristiskt kort halveringstid på 16 minuter (denna mängd läkemedel färgar urinsystemet på normala PET-bilder.) Vi kan alltså observera att dessa 20 % av det injicerade läkemedlet utsöndras av njursystemet som ännu inte är helt upplöst. Flera timmar efter studien, tills isotopens fullständiga sönderfall inträffar, behåller patientens urin radioaktiva egenskaper.
FDG används i PET för att bedöma glukosmetabolism i hjärtat, lungorna och hjärnan. Dess huvudsakliga tillämpning (90%) är onkologi, avbildning av tumörer. 18F-FDG fångas upp av tumörceller, fosforyleras av hexokinas (enzymet är rikligt i snabbt växande maligna celler) och ackumuleras i vävnader med hög metabolisk aktivitet - i tumörvävnader. Som ett resultat gör tekniken det möjligt att hitta och utvärdera spridningen av kolorektal cancer, bröstcancer, lungcancer, melanom, non-Hodgkins lymfom, Hodgkins lymfom och ett antal andra onkologiska sjukdomar. I neuropsykiatrisk praktik gör 18F-FDG det möjligt att i kombination med andra forskningsmetoder diagnostisera och utföra differentialdiagnostik av olika neurodegenerativa sjukdomar, inklusive Alzheimers sjukdom, diffus Lewy-kroppssjukdom, frontotemporal demens, samt Parkinsons sjukdom, multisystem degenerationer (multistemisk atrofi, progressiv supranukleär pares, kortikobasal degeneration, Huntingtons chorea etc.), lokaliserar (i kombination med EEG-data och analys av sjukdomens kliniska symtom) ett epileptiskt fokus hos patienter med epilepsi. Den administrerade dosen är 122 MBq per 1 m² kroppsyta, vilket bestäms på basis av patientens längd och vikt, i genomsnitt 370-400 MBq för studier av hela kroppen, 200 MBq är tillräckligt för hjärna.
Vid scanning av bålen för tumörer eller metastaser injiceras dosen av läkemedlet i lösning (vanligtvis motsvarande 5–10 mCi) i en ven på en gång, innan patienten inte får äta på minst 6 timmar och det måste finnas normala blodsockernivåer (vanligtvis är detta ett problem för personer med diabetes mellitus; normal drift av PET-centret ger inte tillräckligt med isotop för personer med en sockernivå över 180 mg / dl = 10 mmol / l, sådana patienter bör undersökas vid en separat tidpunkt). Patienterna måste sedan vänta ungefär en timme på att FDG ska distribueras till vävnader och organ som absorberar glukos. Hela denna tid måste patienten vara i vila så att läkemedlet inte ackumuleras i musklerna (detta kan orsaka oönskade artefakter). Patienten placeras sedan i PET-skannern. Det tar 15 minuter till en timme (en bålscanning tar vanligtvis 15 minuter).
På 1970-talet var Tatsuo Ido och Al Wolfe ( Brookhaven National Laboratory ) de första som beskrev produktionen av 18F-FDG. Abas Alavi från University of Pennsylvania administrerade först substansen till två frivilliga i augusti 1976. På bilderna av hjärnan ( scintigrafi , inte PET/CT) var det möjligt att observera fördelningen av ämnet i hela organet.
Glukosmolekylen tål inte partikelbombardement i en medicinsk cyklotron. Därför börjar syntesen av läkemedlet med produktionen av isotopen fluor-18. Detta kan göras på olika sätt, men den vanligaste metoden är att bestråla 18 O-isotopen med protoner i acceleratorer. Ett mål med vatten berikat med 18 O - isotopen används . Detta bildar en lösning av 18 F-joner och vatten. Den korta halveringstiden (109,8 minuter) kräver snabb förberedelse, validering och användning av 18-FDG. Därför bör acceleratorn, läkemedelslaboratoriet och vårdcentralen finnas i närheten.
2-fluoro-[ 18F ]-2-deoxi-D-glukos utan tillsats av en bärare erhålls som ett resultat av reaktionen av nukleofil substitution av triflatgruppen av 1,2,3,4-tetra-O-acetyl -2-trifluormetylsulfonyl-D-mannopyranos i närvaro av en gränsytaskatalysator för [ 18F ]-fluoridanjon följt av alkalisk eller sur hydrolys (efter val av det radiokemiska laboratoriet). Sterilisering av det färdiga läkemedlet utförs med hjälp av steriliseringsfilter [1] med en pordiameter på 0,22 μm, varefter kvalitetskontrollen av läkemedlet utförs. Denna kaskad av reaktioner äger rum i ett speciellt minilaboratorium.
Därefter skickas den radiofluorinmärkta FDG (med en halveringstid på mindre än 2 timmar) akut till forskningscentret för forskning. Det färdiga läkemedlet levereras med transport med tillstånd för transport av radioaktiva ämnen. Om PET-skannern befinner sig inom en radie av 100 km kallas lätta flygplan till hjälp.
Idag, på territoriet för stora medicinska och diagnostiska institutioner, finns det en praxis att bygga ett PET-center . Det är en grupp specialdesignade rum som innehåller en cyklotron, laboratorier och en PET-skanner. Detta gör att du kan "transportera" radioläkemedlet (RP) från acceleratorn till patienten som undersöks utan förlust av kvalitet och noggrannhet i studien.
I Ryssland finns det flera medicinska centra som utför syntesen av 18 F och diagnostik med hjälp av dess förberedelser. [2] [3] [4]