ldtЛучевая диагностика и терапияDiagnostic radiology and radiotherapy2079-5343Baltic Medical Education Center10.22328/2079-5343-2021-12-1-49-58ldt-581Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL RESEARCHСравнение радиотрейсеров класса аминокислот L-[метил- 11 С]метионина и О -2-[ 18F]фторэтил-L-тирозина в диагностике глиальных опухолей головного мозга методом ПЭТ/КТComparison of amino acid radiotracers L-[methyl-11 C]methionine and О-2-[18F]fluoroethyl-L-tyrosine for PET/CT imaging of cerebral gliomasСкворцоваТ. Ю.SkvortsovaT. Yu.

Скворцова Татьяна Юрьевна — кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник лаборатории нейровизуализации ИМЧ РАН; доцент научно-клинического и образовательного центра «Лучевая диагностика и ядерная медицина» СПбГУ.

197376, Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, д. 9; 199034, Санкт-Петербург, Университетская набережная, д. 79.

SPIN-код 6699-3597

Tatyana Yu. Skvortsova.

St. Petersburg.

tanya@ihb.spb.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9306-2101СавинцеваЖ. И.SavintcevaZh. I.

Савинцева Жанна Игоревна — кандидат медицинских наук, научный сотрудник лаборатории нейровизуализации.

197376, Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, д. 9.

SPIN-код 6620-9449

Zhanna I. Savintceva.

St. Petersburg.

jeanna.mri@ihb.spb.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5420-1145ЗахсД. В.ZakhsD. V.

Захс Дмитрий Владимирович — врач-радиолог, заведующий кабинетом ПЭТ/КТ отделения лучевой диагностики клиники.

197376, Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, д. 9.

SPIN-код 1385-1352

Dmitrii V. Zakhs.

St. Petersburg.

zakhs@ihb.spb.ruТюринР. В.TyurinR. V.

Тюрин Роман Викторович — заведующий нейрохирургическим отделением клиники ИМЧ РАН.

197376, Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, д. 9.

Roman V. Tyurin.

St. Petersburg.

tyurin@ihb.spb.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3843-7967ГурчинА. Ф.GurchinA. F.

Гурчин Александр Феликсович — кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник лаборатории нейровизуализации.

197376, Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, д. 9.

Alexander F. Gurchin.

St. Petersburg.

https://orcid.org/0000-0003-1934-5458ХолявинА. И.KholyavinA. I.

Холявин Андрей Иванович — доктор медицинских наук, заведующий лабораторией стереотаксических методов.

197376, Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, д. 9.

SPIN-код 9603-0722

Andrey I. Kholyavin.

St. Petersburg.

kholyavin@ihb.spb.ruТрофимоваТ. Н.TrofimovaT. N.

Трофимова Татьяна Николаевна — доктор медицинских наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории нейровизуализации ИМЧ РАН; директор научно-клинического и образовательного центра «Лучевая диагностика и ядерная медицина» СПбГУ.

197376, Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, д. 9; 199034, Санкт-Петербург, Университетская набережная, д. 7-9.

SPIN-код 9733-2755

Tatyana N. Trofimova.

St. Petersburg.

trofimova-tn@avaclinic.ruИнститут мозга человека имени Н.П. Бехтеревой Российской академии наук; Санкт-Петербургский государственный университетРоссияN.P. Bechtereva Institute of the Human Brain of Russian Academy of Sciences; St. Petersburg State UniversityRussian FederationИнститут мозга человека имени Н.П. Бехтеревой Российской академии наукРоссияN.P. Bechtereva Institute of the Human Brain of Russian Academy of SciencesRussian Federation2021190320211214958Copyright © Скворцова Т.Ю., Савинцева Ж.И., Захс Д.В., Тюрин Р.В., Гурчин А.Ф., Холявин А.И., Трофимова Т.Н., 20212021Скворцова Т.Ю., Савинцева Ж.И., Захс Д.В., Тюрин Р.В., Гурчин А.Ф., Холявин А.И., Трофимова Т.Н.Skvortsova T.Y., Savintceva Z.I., Zakhs D.V., Tyurin R.V., Gurchin A.F., Kholyavin A.I., Trofimova T.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://radiag.bmoc-spb.ru/jour/article/view/581

Введение. В диагностике опухолей центральной нервной системы при помощи позитронно-эмиссионной томографии, совмещенной с компьютерной томографией (ПЭТ/КТ) радиофармпрепаратL-[метил-11С]метионин (Мет) долгое время рассматривался как препарат выбора. Однако появилось все больше логистических аргументов для внедрения в диагностику фторированных аминокислот, в частности, О-2-[18F]фторэтил-L-тирозина (ФЭТ), для которого в нашем институте разработан собственный метод радиохимического синтеза. Цель исследования заключалась в сравнительном анализе Мет и ФЭТ в визуализации глиальных опухолей головного мозга при помощи ПЭТ/КТ. Материалы и методы. ПЭТ/КТ с Мет и ФЭТ выполнена 36 больным (15 мужчин и 21 женщина) в возрасте от 28 до 73 лет с подозрением на внутримозговую опухоль. Верифицированный диагноз подтвердил глиальную (31) или иную опухоль (3), воспалительный процесс (2). Анализ ПЭТ/КТ включал визуальное сопоставление изображений, вычисление индекса накопления (ИН) и метаболического объема опухоли для Мет и ФЭТ. Результаты. Визуальный и количественный анализ результатов показал, что захват ФЭТ в опухоли и контрастность опухоль/мозг схожи с аналогичными параметрами при ПЭТ с Мет. Значимых различий в количественных показателях опухолевого захвата обоих радиотрейсеров в опухолях разной степени злокачественности не обнаружено. Установлена сильная значимая корреляция (r=0,9) между индексами накопления Мет и ФЭТ и отсутствие различий между метаболическими объемами опухоли при использовании одинаковых значений отсечки фона для обоих радиотрейсеров. ROC-анализ установил одинаковую информативность Мет и ФЭТ в разграничении глиом низкой и высокой степени злокачественности (площадь под кривой 0,884 и 0,881 соответственно). Заключение. Радиотрейсеры класса аминокислот обеспечивают сопоставимую диагностическую информацию в предоперационной визуализации глиом при помощи ПЭТ/КТ, что позволяет рекомендовать ФЭТ как адекватную альтернативу Мет для ПЭТ-центров, не имеющих собственного циклотрона.

Introduction. The radiotracer L-[methyl-11C]methionine (Met) has long been considered the tracer of choice in CNS tumors diagnosis using positron emission tomography, combined with computed tomography (PET/CT). However, there are more and more logistic arguments for the introduction of fluorinated amino acids into diagnostics, in particular, O-2-[18F]fluoroethyl-L-tyrosine (FET), for which our institute has developed its own method of radiochemical synthesis. The aim of the study was to compare amino acid radiotracers L-[methyl-11C]methionine (Met) and O-2-[18F]fluoroethyl-L-tyrosine (FET) in the imaging of cerebral gliomasusing PET/CT. Materials and methods. PET/CT studies using Met and FET were performed in 36 patients (15 men and 21 women) aged 28 to 73 years with suspected intracerebral tumor before surgery of biopsy. Pathohistologicalstudy verified gliomas(n-31) or other tumors (n=3), inflammatory process (n=2). The analysis of results included visual comparison of images, calculation of the tumor-to-brainratio (TBR) and metabolic tumor volume for Met and PET. Results. Visual and quantitative analysis of the scans revealed that tumor uptake pattern of FET was similar to those of Met. No significant differences were found in the TBR of both radiotracers in tumors of different grades of malignancy. A strong significant correlation (r=0,9) was revealed between the TBR of Met and FET in gliomas. There were no significant differences between tumor metabolic volumes when using the same cutoff values for both radiotracers. The ROC analysis established the same diagnostic value of Met and FET in differentiating low and high grade gliomas (area under curve 0,884 and 0,881, respectively). Conclusion. Amino acid radiotracers provide comparable diagnostic information in preoperative imaging of gliomas using PET/CT, which makes it possible to recommend FET as an adequate alternative to Met for PET centers without on-site cyclotron.

ПЭТ/КТL-[метил- 11 С]метионин (Мет)О -2-[18F]фторэтил-L-тирозин (ФЭТ)опухоли головного мозгаглиомаPET/CTL-[methyl--11C]methionine (MET)О-2-[18F]fluoroethyl-L-tyrosine (FET)brain tumorsgliomaИсследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 18-29-01015 мк.ReferencesGalldiks N., Langen K.J., Pope W.B. What is the status quo of positron emission tomography in patients with brain tumors // Neuro-Oncology. 2015. Vol. 17, No. 11. P. 1334-1444. doi: 10.1093/neuonc/nov118.Galldiks N., Langen K.J., Pope W.B. What is the status quo of positron emission tomography in patients with brain tumors // Neuro-Oncology. 2015. Vol. 17, No. 11. P. 1334-1444. doi: 10.1093/neuonc/nov118.Law I., Albert N.I., Arbizu J., Boellaard R., Drzezga A., Galldiks N., Fougere C., Langen K-J., Lopci E., Lowe V., McConathy J., Quick H.H., Sattler B., Schuster D.M., Tonn J-C., Weller M. Joint EANM/EANO/RANO practice guidelines/SNMMI procedure standards for imaging of gliomas using PET with radiolabelled amino acids and [18F]FDG: version 1.0 // Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 2019. Vol. 46. P. 540-557. doi: 10.1007/s00259-018-4207-9.Law I., Albert N.I., Arbizu J., Boellaard R., Drzezga A., Galldiks N., Fougere C., Langen K-J., Lopci E., Lowe V., McConathy J., Quick H.H., Sattler B., Schuster D.M., Tonn J-C., Weller M. Joint EANM/EANO/RANO practice guidelines/SNMMI procedure standards for imaging of gliomas using PET with radiolabelled amino acids and [18F]FDG: version 1.0 // Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 2019. Vol. 46. P. 540-557. doi: 10.1007/s00259-018-4207-9.Gomzina N.A., Kuznetsova O.F. L-[Methyl-[11C]]-methionine of high enantiomeric purity production via online-11C-methylation of L-homocysteine thiolactone hydrochloride // Russ. J. Bioorg. Chem. 2011. Vol. 37, No. 2. P. 191-197.Gomzina N.A., Kuznetsova O.F. L-[Methyl-[11C]]-methionine of high enantiomeric purity production via online-11C-methylation of L-homocysteine thiolactone hydrochloride // Russ. J. Bioorg. Chem. 2011. Vol. 37, No. 2. P. 191-197.Krasikova R.N., Kuznetsova O.F., Fedorova O.S. No carrier added synthesis of O-(2'-[18F]fluoroethyl)-L-tyrosine via a novel type of chiral enantiomerically pure precursor, NiII complex of a (S)-tyrosine Schiff base // Bioorg. Med. Chem. 2008. Vol. 16. P. 4994-5003.Krasikova R.N., Kuznetsova O.F., Fedorova O.S. No carrier added synthesis of O-(2'-[18F]fluoroethyl)-L-tyrosine via a novel type of chiral enantiomerically pure precursor, NiII complex of a (S)-tyrosine Schiff base // Bioorg. Med. Chem. 2008. Vol. 16. P. 4994-5003.Orlovskaya V., Fedorova O., Nadporojskii M., Krasikova R. A fully automated azeotropic drying free synthesis of O-(2-[18F]fluoroethyl)-L-tyrosine ([18F]FET) using tetrabutylammoniumtosylate // Appl. Radiat. Isot. 2019. Vol. 152. P. 135-139. doi: 10.1016/j.apradiso.2019.07.006.Orlovskaya V., Fedorova O., Nadporojskii M., Krasikova R. A fully automated azeotropic drying free synthesis of O-(2-[18F]fluoroethyl)-L-tyrosine ([18F]FET) using tetrabutylammoniumtosylate // Appl. Radiat. Isot. 2019. Vol. 152. P. 135-139. doi: 10.1016/j.apradiso.2019.07.006.Weber W.A., Wester H.J., Grosu A.L., Grosu A.L., Herz M., Dzewas B., Feidmann H-J., Molls M., Stocklin G., Schweiger M. O-(2-[18F]fluoroethyl)-L-tyrosine and L-[methyl-11C]methionine uptake in brain tumours: initial results of a comparative study // Eur. J. Nucl. Med. 2000. Vol. 27. P. 542-549.Weber W.A., Wester H.J., Grosu A.L., Grosu A.L., Herz M., Dzewas B., Feidmann H-J., Molls M., Stocklin G., Schweiger M. O-(2-[18F]fluoroethyl)-L-tyrosine and L-[methyl-11C]methionine uptake in brain tumours: initial results of a comparative study // Eur. J. Nucl. Med. 2000. Vol. 27. P. 542-549.Grosu A.L., Astner S.T., Riedel E., Nieder C., Wiedenmann N., Heinemann F., Schwaiger M., Molls M., Wester H-J., Weber W.A. Aninterindividual comparison of O-(2-[(18)F]fluoroethyl)-L-tyrosine (FET)-and L-[Methyl- (11)C]Methionine (MET)-PET in patients with brain gliomas and metastases // Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 2011. Vol. 81. P. 10491058. doi: 10.1016/j.ijrobp.2010.07.002.Grosu A.L., Astner S.T., Riedel E., Nieder C., Wiedenmann N., Heinemann F., Schwaiger M., Molls M., Wester H-J., Weber W.A. Aninterindividual comparison of O-(2-[(18)F]fluoroethyl)-L-tyrosine (FET)-and L-[Methyl- (11)C]Methionine (MET)-PET in patients with brain gliomas and metastases // Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 2011. Vol. 81. P. 10491058. doi: 10.1016/j.ijrobp.2010.07.002.Langen K.J., Stoffels G., Filss K.,Heinzel A., Stegmayr C., Lohmann P. et al. Imaging of amino acid transport in brain tumours: Positron emission tomography with O-(2-[18F]fluoroethyl)-L-tyrosine (FET) // Methods. 2017. Vol. 130. P. 124-134. doi: 10.1016/j.ymeth.2017.05.019.Langen K.J., Stoffels G., Filss K.,Heinzel A., Stegmayr C., Lohmann P. et al. Imaging of amino acid transport in brain tumours: Positron emission tomography with O-(2-[18F]fluoroethyl)-L-tyrosine (FET) // Methods. 2017. Vol. 130. P. 124-134. doi: 10.1016/j.ymeth.2017.05.019.Okubo S., Zhen H.N., Kawai N., Nishiyama Y., Haba R., Tamiya T. Correlation of L-methyl-11C-methionine (MET) uptake with L-type amino acid transporter 1 in human gliomas // J. Neurooncol. 2010. Vol. 99, No. 2. Р. 217-225. doi: 10.1007/s11060-010-0117-9.Okubo S., Zhen H.N., Kawai N., Nishiyama Y., Haba R., Tamiya T. Correlation of L-methyl-11C-methionine (MET) uptake with L-type amino acid transporter 1 in human gliomas // J. Neurooncol. 2010. Vol. 99, No. 2. Р. 217-225. doi: 10.1007/s11060-010-0117-9.Rau F.C., Weber W.A., Wester H.J., Herz M., Becker I., Kruger A., Achwaiger M., Senekowitsch-Schmidtke R. O-(2-[18F]fluoroethyl)-L-tyrosine (FET): a tracer for differentiation of tumour from inflammation in murine lymph nodes // Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 2002. Vol. 29. P. 1039-1046. doi: 10.1007/s00259-002-0821-6.Rau F.C., Weber W.A., Wester H.J., Herz M., Becker I., Kruger A., Achwaiger M., Senekowitsch-Schmidtke R. O-(2-[18F]fluoroethyl)-L-tyrosine (FET): a tracer for differentiation of tumour from inflammation in murine lymph nodes // Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 2002. Vol. 29. P. 1039-1046. doi: 10.1007/s00259-002-0821-6.Fedorova O.S., Kuznetsova O.F., Shatik S.V., Stepanova M.A., Belokon' Iu.N., Maleev V.I., KrasikovaR.N. (18)F-labeled tyrosine derivatives: synthesis and experimental studies on accumulation in tumors and abscesses // Bioorg Khim. 2009. Vol. 35, No. 3. P. 334-343. doi: 10.1134/s1068162009030042.Fedorova O.S., Kuznetsova O.F., Shatik S.V., Stepanova M.A., Belokon' Iu.N., Maleev V.I., KrasikovaR.N. (18)F-labeled tyrosine derivatives: synthesis and experimental studies on accumulation in tumors and abscesses // Bioorg Khim. 2009. Vol. 35, No. 3. P. 334-343. doi: 10.1134/s1068162009030042.Pauleit D., Stoffels G., Schaden W., Hamacher K., Bauer D.,Tellmann L., Herzog H.,Broer S., Coenen H., Langen K.J. PET with O-(2-[18F]fluo-roethyl)-L-tyrosine (FET) in peripheral tumors: first clinical results // J. Nucl. Med. 2005. Vol. 46. P. 411-416.Pauleit D., Stoffels G., Schaden W., Hamacher K., Bauer D.,Tellmann L., Herzog H.,Broer S., Coenen H., Langen K.J. PET with O-(2-[18F]fluo-roethyl)-L-tyrosine (FET) in peripheral tumors: first clinical results // J. Nucl. Med. 2005. Vol. 46. P. 411-416.Floeth F.W., Pauleit D., Sabel M., Reifenberger G., Stoffels G., Stummer W., Rommel F., Hamacher K., Langen K.J. 18F-FET PET differentiation of ringenhancing brain lesions // J. Nucl. Med. 2006. Vol. 47, No. 5. P. 776-782.Floeth F.W., Pauleit D., Sabel M., Reifenberger G., Stoffels G., Stummer W., Rommel F., Hamacher K., Langen K.J. 18F-FET PET differentiation of ringenhancing brain lesions // J. Nucl. Med. 2006. Vol. 47, No. 5. P. 776-782.Hutterer M., Bumes E., Riemenschneider M.J., Grosse J., Hellwig D., Galldiks N., Langen K.J., Hau P. AIDS-related central nervous system toxoplasmosis with increased 18F-fluoroethyl-L-tyrosine amino acid PET uptake due to LAT1/2 expression of inflammatory Cells // Clin. Nucl. Med. 2017. Vol. 42, No. 12. P. e506-e508. doi: 10.1097/RLU.0000000000001873.Hutterer M., Bumes E., Riemenschneider M.J., Grosse J., Hellwig D., Galldiks N., Langen K.J., Hau P. AIDS-related central nervous system toxoplasmosis with increased 18F-fluoroethyl-L-tyrosine amino acid PET uptake due to LAT1/2 expression of inflammatory Cells // Clin. Nucl. Med. 2017. Vol. 42, No. 12. P. e506-e508. doi: 10.1097/RLU.0000000000001873.Salber D., Stoffels G., Pauleit D., Reifenberger G., Sabel M., Shah N.J., Hamacher K., Coenen H.H., Langen K.J. // Nucl. Med. Biol. 2006. Vol. 33, P. 1029-1035. doi: 10.1016/j.nucmedbio.2006.09.004.Salber D., Stoffels G., Pauleit D., Reifenberger G., Sabel M., Shah N.J., Hamacher K., Coenen H.H., Langen K.J. // Nucl. Med. Biol. 2006. Vol. 33, P. 1029-1035. doi: 10.1016/j.nucmedbio.2006.09.004.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.