ojrdrtОнкологический журнал: лучевая диагностика, лучевая терапияJournal of oncology: diagnostic radiology and radiotherapy2587-75932713-167XНЕКОММЕРЧЕСКОЕ ПАРТНЕРСТВО «ОБЩЕСТВО ИНТЕРВЕНЦИОННЫХ ОНКОРАДИОЛОГОВ»10.37174/2587-7593-2020-3-1-38-56ojrdrt-108Research ArticleЯДЕРНАЯ МЕДИЦИНАNUCLEAR MEDICINEФункциональная оптимизация радионуклидных пар в тераностике рака предстательной железыFunctional Optimization of Radionuclide Pairs in Theranostics of Prostate CancerНаркевичБ. Я.NarkevichB. Ya.

Москва.

Moscow.

ДолгушинМ. Б.DolgushinM. B.

Москва.

Moscow.

КрыловВ. В.KrylovV. V.

Москва.

Moscow.

МещеряковаН. А.MeshcheryakovaN. A.

Москва.

Moscow.

НевзоровД. И.NevzorovD. I.

Москва.

Moscow.

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России; Ассоциация медицинских физиков РоссииРоссияFederal State Budgetary Institution «N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology» оf the Ministry of Health of the Russian Federation; Association of Medical Physicists of RussiaRussian FederationФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава РоссииРоссияFederal State Budgetary Institution «N.N. Blokhin National Medical Research Center of Oncology» оf the Ministry of Health of the Russian FederationRussian FederationМедицинский радиологический научный центр им. А.Ф. Цыба Минздрава РоссииРоссияA.F. Tsyb Medical Radiological Research CenterRussian Federation202002042020313856Copyright © Наркевич Б.Я., Долгушин М.Б., Крылов В.В., Мещерякова Н.А., Невзоров Д.И., 20202020Наркевич Б.Я., Долгушин М.Б., Крылов В.В., Мещерякова Н.А., Невзоров Д.И.Narkevich B.Y., Dolgushin M.B., Krylov V.V., Meshcheryakova N.A., Nevzorov D.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.oncoradjournal.ru/jour/article/view/108

Проведена функциональная оптимизация состава радиофармацевтических пар на основе простат-специфического мембранного антигена (PSMA) для радионуклидной тераностики кастрационно-резистентного рака предстательной железы. Проведен анализ радиационно-физических и дозиметрических характеристик 9 радионуклидов для диагностических компонент тераностических пар и 6 радионуклидов для терапевтических компонент. Показано, что оптимальными для диагностики и контроля эффективности лечения следует считать позитронно‑излучающие радионуклиды 18F и 68Ga, а для радионуклидной терапии — бета‑излучающий радионуклид 177Lu и альфа-бета‑излучающий радионуклид 225Ac. Рассчитаны значения общего и органного радиационного риска возникновения вторичных радиационно-индуцированных раков у больных, прошедших по нескольку курсов радионуклидной терапии. Показано, что для 2 тераностических пар на основе 177Lu‑PSMA радиационный риск выше существенного, тогда как для 2 тераностических пар на основе 225Ac риск укладывается в диапазон существенного уровня. Рассчитанные радиологические критерии выписки больных после курса тераностики из подразделений ядерной медицины показывают принципиальную возможность выполнения лечения в амбулаторном режиме при использовании любой из 4 рассмотренных тераностических пар.

The functional optimization of the composition of radiopharmaceutical pairs based on the prostatespecific membrane antigen (PSMA) for the radionuclide theranostics of castration-resistant prostate cancer was carried out. The analysis of radiation-physical and dosimetric characteristics of 9 radionuclides for diagnostic components of theranostic pairs and 6 radionuclides for therapeutic components is carried out. It was shown that positron-emitting radionuclides 18F and 68Ga should be considered optimal for the diagnosis and monitoring of the effectiveness of theranostics, and 177Lu beta-emitting radionuclide and 225Ac alphabeta-emitting radionuclide should be considered as the radionuclide therapy. The values of the total and organ radiation risks of secondary radiation-induced cancers in patients who have completed several courses of theranostics are calculated. It is shown that for 2 teranostic pairs based on 177Lu‑PSMA the radiation risk is higher than significant, while for 2 teranostic pairs based on 225Ac the risk falls within the range of a significant level. The calculated radiological criteria for discharge of patients after a course of theranostics from nuclear medicine departments show the fundamental possibility of performing an outpatient treatment regimen using any of the 4 considered theranostic pairs.

рак предстательной железырадионуклидная тераностикатераностические пары радионуклидовПСМАрадиационный рискрадиационная безопасностьprostate cancerradionuclide theranosticstheranostic pairs of radionuclidesPSMAradiation riskradiation safetyReferencesДолгушин МБ, Мещерякова НА, Оджарова АА и др. Позитронная эмиссионная томография, совмещенная с компьютерной томографией, с 18F-PSMA-1007 в диагностике рецидива рака предстательной железы: клиническое наблюдение. Онкоурология. 2018;14(3):134-8. DOI: 10.17650/1726-9776-2018-14-3-134-138. [Dolgushin MB, Meshcheryakova NA, Odzharova AA, et al. 18F-PSMA-1007 Positron Emission Tomography/ Computed Tomography In The Diagnosis Of Recurrent Prostate Cancer: Clinical Observation. Cancer Urology. 2018;14(3):134-8. (In Russ.)].Долгушин МБ, Мещерякова НА, Оджарова АА и др. Позитронная эмиссионная томография, совмещенная с компьютерной томографией, с 18F-PSMA-1007 в диагностике рецидива рака предстательной железы: клиническое наблюдение. Онкоурология. 2018;14(3):134-8. DOI: 10.17650/1726-9776-2018-14-3-134-138. [Dolgushin MB, Meshcheryakova NA, Odzharova AA, et al. 18F-PSMA-1007 Positron Emission Tomography/ Computed Tomography In The Diagnosis Of Recurrent Prostate Cancer: Clinical Observation. Cancer Urology. 2018;14(3):134-8. (In Russ.)].Ларенков АА, Кодина ГЕ. Радионуклидная диагностика рака предстательной железы: позитронно-эмиссионная томография с 68Ga‑PSMA ингибиторами и их фармразработка. Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2017;62(6):58-74. [Larenkov AA, Kodina GE. Radionuclide Diagnosis of Prostate Cancer: Positron Emission Tomography with 68Ga‑PSMA Inhibitors and Their Pharmaceutical Development. Medical Radiology and Radiation Safety. 2017;62(6):58-74. (In Russ.)].Ларенков АА, Кодина ГЕ. Радионуклидная диагностика рака предстательной железы: позитронно-эмиссионная томография с 68Ga‑PSMA ингибиторами и их фармразработка. Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2017;62(6):58-74. [Larenkov AA, Kodina GE. Radionuclide Diagnosis of Prostate Cancer: Positron Emission Tomography with 68Ga‑PSMA Inhibitors and Their Pharmaceutical Development. Medical Radiology and Radiation Safety. 2017;62(6):58-74. (In Russ.)].Piron S, De Man K, Van Laen N, et al. Radiation Dosimetry and Biodistribution of 18F-PSMA- 11 for PET Imaging of Prostate Cancer. J Nucl Med 2019;60(12):1736-42. DOI: 10.2967/jnumed.118.225250.Piron S, De Man K, Van Laen N, et al. Radiation Dosimetry and Biodistribution of 18F-PSMA- 11 for PET Imaging of Prostate Cancer. J Nucl Med 2019;60(12):1736-42. DOI: 10.2967/jnumed.118.225250.Giesel FL, Hadaschik B, Cardinale J, et al. F-18 labelled PSMA-1007: biodistribution, radiation dosimetry and histopathological validation of tumor lesions in prostate cancer patients. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2017;44:678-88. DOI: 10.1007/s00259-016-3573-4.Giesel FL, Hadaschik B, Cardinale J, et al. F-18 labelled PSMA-1007: biodistribution, radiation dosimetry and histopathological validation of tumor lesions in prostate cancer patients. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2017;44:678-88. DOI: 10.1007/s00259-016-3573-4.Umbricht CA, Benešová M, Schmid RM, et al. 44Sc-PSMA-617 for radiotheragnostics in tandem with 177Lu-PSMA-617 – preclinical investigations in comparison with 68Ga-PSMA-11 and 68Ga-PSMA-617. EJNMMI Research. 2017;7:9-19. DOI: 10.1186/s13550-017-0257-4.Umbricht CA, Benešová M, Schmid RM, et al. 44Sc-PSMA-617 for radiotheragnostics in tandem with 177Lu-PSMA-617 – preclinical investigations in comparison with 68Ga-PSMA-11 and 68Ga-PSMA-617. EJNMMI Research. 2017;7:9-19. DOI: 10.1186/s13550-017-0257-4.Sang-Keun Woo, Wook Kim, Sang Moo Lim, et al. Estimation of Internal Dosimetry of 64Cu and 225Ac Labeled PSMA-617. Proc. the TAT11. J Med Imaging and Radiat Sci. 2019;50:S6-S7.Sang-Keun Woo, Wook Kim, Sang Moo Lim, et al. Estimation of Internal Dosimetry of 64Cu and 225Ac Labeled PSMA-617. Proc. the TAT11. J Med Imaging and Radiat Sci. 2019;50:S6-S7.Afshar-Oromieh A, Hetzheim H, Kübler W, et al. Radiation dosimetry of 68Ga-PSMA-11 (HBED-CC) and preliminary evaluation of optimal imaging timing. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2016;43(9):1611-20. DOI: 10.1007/s00259-016-3419-0.Afshar-Oromieh A, Hetzheim H, Kübler W, et al. Radiation dosimetry of 68Ga-PSMA-11 (HBED-CC) and preliminary evaluation of optimal imaging timing. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2016;43(9):1611-20. DOI: 10.1007/s00259-016-3419-0.Pfob ChH, Ziegler S. Graner FPh, et al. Biodistribution and radiation dosimetry of 68Ga-PSMA HBED CC – a PSMA specific probe for PET imaging of prostate cancer. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2016;43:1962-70. DOI: 10.1007/s00259-016-3424-3.Pfob ChH, Ziegler S. Graner FPh, et al. Biodistribution and radiation dosimetry of 68Ga-PSMA HBED CC – a PSMA specific probe for PET imaging of prostate cancer. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2016;43:1962-70. DOI: 10.1007/s00259-016-3424-3.Sandgren K, Johansson L, Axelsson J, et al. Radiation dosimetry of [68Ga]PSMA-11 in low-risk prostate cancer patients. EJNMMI Physics. 2019;6:2-11. DOI: 10.1186/s40658-018-0239-2.Sandgren K, Johansson L, Axelsson J, et al. Radiation dosimetry of [68Ga]PSMA-11 in low-risk prostate cancer patients. EJNMMI Physics. 2019;6:2-11. DOI: 10.1186/s40658-018-0239-2.Pandit-Taskar N, O’Donoghue JA, Ruan Sh, et al. First-in-Human Imaging with 89Zr-Df-IAB2M Anti-PSMA Minibody in Patients with Metastatic Prostate Cancer: Pharmacokinetics, Biodistribution, Dosimetry, and Lesion Uptake. J Nucl Med. 2016;57(12):1858-64. DOI:10.2967/jnumed.116.176206.Pandit-Taskar N, O’Donoghue JA, Ruan Sh, et al. First-in-Human Imaging with 89Zr-Df-IAB2M Anti-PSMA Minibody in Patients with Metastatic Prostate Cancer: Pharmacokinetics, Biodistribution, Dosimetry, and Lesion Uptake. J Nucl Med. 2016;57(12):1858-64. DOI:10.2967/jnumed.116.176206.Santos-Cuevas C, Davanzo J, Ferro-Flores G, et al. 99mTc-labeled PSMA inhibitor: Biokinetics and radiation dosimetry in healthy subjects and imaging of prostate cancer tumors in patients. Nucl Med Biol. 2017;52:1-6. DOI: 10.1016/j.nucmedbio.2017.05.005.Santos-Cuevas C, Davanzo J, Ferro-Flores G, et al. 99mTc-labeled PSMA inhibitor: Biokinetics and radiation dosimetry in healthy subjects and imaging of prostate cancer tumors in patients. Nucl Med Biol. 2017;52:1-6. DOI: 10.1016/j.nucmedbio.2017.05.005.Barrett JA, Coleman RE, Goldsmith SJ, et al. Firstin- man evaluation of 2 high-affinity PSMA-avid small molecules for imaging prostate cancer. J Nucl Med. 2013;54:380-7.Barrett JA, Coleman RE, Goldsmith SJ, et al. Firstin- man evaluation of 2 high-affinity PSMA-avid small molecules for imaging prostate cancer. J Nucl Med. 2013;54:380-7.Zechmann ChM, Afshar-Oromieh A, Armor T, et al. Radiation dosimetry and first therapy results with a 124I/131 I-labeled small molecule (MIP-1095) targeting PSMA for prostate cancer therapy. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2014;41:1280-92. DOI: 10.1007/s00259-014-2713-y.Zechmann ChM, Afshar-Oromieh A, Armor T, et al. Radiation dosimetry and first therapy results with a 124I/131 I-labeled small molecule (MIP-1095) targeting PSMA for prostate cancer therapy. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2014;41:1280-92. DOI: 10.1007/s00259-014-2713-y.Dos Santos JC, Schäfer M, Bauder-Wüst U, et al. Development and dosimetry of 203Pb/212Pb-labelled PSMA ligands: bringing “the lead” into PSMAtargeted alpha therapy?. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2019;46(5):1081-91. DOI: 10.1007/s00259-018-4220-z.Dos Santos JC, Schäfer M, Bauder-Wüst U, et al. Development and dosimetry of 203Pb/212Pb-labelled PSMA ligands: bringing “the lead” into PSMAtargeted alpha therapy?. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2019;46(5):1081-91. DOI: 10.1007/s00259-018-4220-z.Rathke H, Flechsig P, Mier W, et al. Dosimetry estimate and initial clinical experience with 90Y-PSMA- 617. J Nucl Med. 2018. Nov. 2. DOI: 10.2967/jnumed.118.218917.Rathke H, Flechsig P, Mier W, et al. Dosimetry estimate and initial clinical experience with 90Y-PSMA- 617. J Nucl Med. 2018. Nov. 2. DOI: 10.2967/jnumed.118.218917.Kratochwil C, Fendle WP, Eiber M, et al. EANM procedure guidelines for radionuclide therapy with 177Lu-labelled PSMA-ligands (177Lu-PSMA-RLT). Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2019;46:2536-44. DOI: 10.1007/s00259-019-04485-3.Kratochwil C, Fendle WP, Eiber M, et al. EANM procedure guidelines for radionuclide therapy with 177Lu-labelled PSMA-ligands (177Lu-PSMA-RLT). Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2019;46:2536-44. DOI: 10.1007/s00259-019-04485-3.Okamoto Sh, Thieme A, Allmann J, et al. Radiation Dosimetry for 177Lu-PSMA I&T in Metastatic Castration- Resistant Prostate Cancer: Absorbed Dose in Normal Organs and Tumor Lesions. J Nucl Med. 2017;58:445-50. DOI: 10.2967/jnumed.116.178483.Okamoto Sh, Thieme A, Allmann J, et al. Radiation Dosimetry for 177Lu-PSMA I&T in Metastatic Castration- Resistant Prostate Cancer: Absorbed Dose in Normal Organs and Tumor Lesions. J Nucl Med. 2017;58:445-50. DOI: 10.2967/jnumed.116.178483.Kratochwil C, Schmidt K, Afshar-Oromieh A, et al. Targeted alpha therapy of mCRPC: Dosimetry estimate of 213Bismuth-PSMA-617. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2018;45:31-37. DOI: 10.1007/s00259-017-3817-y.Kratochwil C, Schmidt K, Afshar-Oromieh A, et al. Targeted alpha therapy of mCRPC: Dosimetry estimate of 213Bismuth-PSMA-617. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2018;45:31-37. DOI: 10.1007/s00259-017-3817-y.Kratochwil C, Bruchertseifer F, Rathke H, et al. Targeted a-Therapy of Metastatic Castration-Resistant Prostate Cancer with 225Ac-PSMA-617: Dosimetry Estimate and Empiric Dose Finding. J Nucl Med. 2017;58:1624-31. DOI: 10.2967/jnumed.117.191395.Kratochwil C, Bruchertseifer F, Rathke H, et al. Targeted a-Therapy of Metastatic Castration-Resistant Prostate Cancer with 225Ac-PSMA-617: Dosimetry Estimate and Empiric Dose Finding. J Nucl Med. 2017;58:1624-31. DOI: 10.2967/jnumed.117.191395.Chakravarty R, Siamof CM, Dash A, Cai W, et al. Targeted α-therapy of prostate cancer using radiolabeled PSMA inhibitors: a game changer in nuclear medicine. Am J Nucl Med Mol. Imaging. 2018;8(4):247-67.Chakravarty R, Siamof CM, Dash A, Cai W, et al. Targeted α-therapy of prostate cancer using radiolabeled PSMA inhibitors: a game changer in nuclear medicine. Am J Nucl Med Mol. Imaging. 2018;8(4):247-67.МР 2.6.1.0098–15. Оценка радиационного риска у пациентов при проведении рентгенорадиологических исследований. [МР 2.6.1.0098–15. Assessment of radiation risk in patients during x-ray radiological studies (In Russ.)].МР 2.6.1.0098–15. Оценка радиационного риска у пациентов при проведении рентгенорадиологических исследований. [МР 2.6.1.0098–15. Assessment of radiation risk in patients during x-ray radiological studies (In Russ.)].Балонов МИ, Голиков ВЮ, Звонова ИА. Радиологические критерии выписки пациента из клиники после радионуклидной терапии или брахитерапии с имплантацией закрытых источников. Радиационная гигиена. 2009;2(4):5-9. [Balonov MI, Golikov VY, Zvonova IA. Radiological criteria for patient release from clinic after radionuclide therapy of brachytherapy with sealed source implantation. Radiation Hygiene. 2009;2(4):5-9. (In Russ.)].Балонов МИ, Голиков ВЮ, Звонова ИА. Радиологические критерии выписки пациента из клиники после радионуклидной терапии или брахитерапии с имплантацией закрытых источников. Радиационная гигиена. 2009;2(4):5-9. [Balonov MI, Golikov VY, Zvonova IA. Radiological criteria for patient release from clinic after radionuclide therapy of brachytherapy with sealed source implantation. Radiation Hygiene. 2009;2(4):5-9. (In Russ.)].Demir M, Abuqbeitah M, Uslu-Beşli L, et al. Evaluation of radiation safety in 177Lu-PSMA therapy and development of outpatient treatment protocol. J Radiol. Prot. 00. 2016:1–10.Demir M, Abuqbeitah M, Uslu-Beşli L, et al. Evaluation of radiation safety in 177Lu-PSMA therapy and development of outpatient treatment protocol. J Radiol. Prot. 00. 2016:1–10.Положение об организации оказания специализированной, в том числе высокотехнологичной, медицинской помощи. Приказ Минздрава России от 02.12.2014 №796н. [Regulations on the organization of specialized, including high -tech, medical care. Order of the Ministry of Health of the Russian Federation from 02.12.2014 No. 796n (In Russ.)].Положение об организации оказания специализированной, в том числе высокотехнологичной, медицинской помощи. Приказ Минздрава России от 02.12.2014 №796н. [Regulations on the organization of specialized, including high -tech, medical care. Order of the Ministry of Health of the Russian Federation from 02.12.2014 No. 796n (In Russ.)].Заключение Российской научной комиссии по радиологической защите по результатам засе- дания 13.05.2019. Радиация и риск. 2019;28(2):5- 7. [RSCRP conclusion on the results of meeting on 13.05.2019. Radiation and Risk. 2019;28(2):5-7. (In Russ.)].Заключение Российской научной комиссии по радиологической защите по результатам засе- дания 13.05.2019. Радиация и риск. 2019;28(2):5- 7. [RSCRP conclusion on the results of meeting on 13.05.2019. Radiation and Risk. 2019;28(2):5-7. (In Russ.)].

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