Возможности методов ядерной медицины в диагностике воспаления

Современная ядерная медицина представляет собой активно развивающийся раздел медицинской радиологии, который включает в себя различные неинвазивные методы медицинской визуализации с возможностью обследования всего тела.

Воспаление — частое осложнение в хирургической и травматологической практиках, представляющее собой комплексный, местный и общий патологический процесс, протекающий в организме в ответ на повреждение. Возникнув под влиянием повреждающего фактора, воспаление характеризуется развитием динамичного комплекса изменений. Однако поиск очагов воспаления традиционными методами диагностики в ряде случаев затруднителен даже при развернутой клинической картине. В этом случае оптимальным вариантом для поиска области поражения может выступить ядерная медицина, способная визуализировать патологические процессы, в том числе с патологическим усилением метаболизма.

Широкое разнообразие радиофармацевтических лекарственных препаратов (РФЛП) позволяет в короткие сроки и с высокой точностью определять локализацию воспалительного очага и делает методы ядерной визуализации приоритетными для ранней диагностики патофизиологических реакций.

В настоящей работе представлен обзор отечественной и зарубежной литературы по использованию специфических и неспецифических РФЛП в диагностике воспаления. Также представлены примеры собственных исследований.

1. Stephenson TJ. Inflammation. General and systematic pathology. Ed. J.C.E. Elsevier. London: Underwood. 2004;202-20.

2. Elgazzar AH, Dannoon S, Sarikaya I, Farghali M, Junaid TA. Scintigraphic Patterns of Indium-111 Oxine-Labeled White Blood Cell Imaging of Gram-Negative versus Gram-Positive Vertebral Osteomyelitis. Med Princ Pract. 2017;26(5):415-20. DOI: 10.1159/000480083.

3. Куражов АП, Завадовская ВД, Килина ОЮ и др. Использование 199Tl-хлорида и 99mTc-МИБИ для индикации и дифференциальной диагностики опухолевых и воспалительных процессов опорно-двигательного аппарата. Бюллетень сибирской медицины. 2012;11(3):120-31. DOI: 10.20538/1682-0363-2012-3-120-131.

4. Куражов АП, Завадовская ВД, Чойнзонов ЕЛ и др. Возможности использования неспецифичных туморотропных индикаторов 99m TcМИБИ, 67Ga-цитрата и 199Tl-хлорида для дифференциальной диагностики злокачественных опухолей. Сибирский онкологический журнал. 2012;53(5):5-11.

5. Крылов АС, Ширяев СВ, Поляков ВГ и др. Сравнительная оценка возможности сцинтиграфии с 67Ga-цитратом и 99mTc-технетрилом при злокачественных мезенхимальных опухолях мягких тканей у детей. Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2010;55(3):63-8.

6. Крылов АС, Поляков ВГ, Ширяев СВ. Оценка эффективности лечения сарком мягких тканей у детей при помощи сцинтиграфии с 99m Tcтехнетрилом и 67Ga-цитратом. Онкопедиатрия. 2014;(2):42-8.

7. Bombardieri E, Aktolun C, Baum RP, et al. 67Ga scintigraphy: procedure guidelines for tumour imaging. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2003;30(12):125-31.

8. Harris WR, Pecoraro VL. Estimation of the ferrous — transferrin binding constants based on thermodynamic studies of nickel (II) — transferrin. J Inorg Biochem. 1986;27:41-52.

9. Vorster M, Buscombe J, Saad Z, Sathekge M. Past and Future of Ga-citrate for Infection and Inflammation Imaging. Curr Pharm Des. 2018;24(7):787-94.

10. Рыжков АД, Крылов АС, Каспшик СМ и др. Дифференциальная диагностика единичного очагового поражения скелета методом ОФЭКТ/ КТ. Онкологический журнал: лучевая диагностика, лучевая терапия. 2021;4(3):9-17.

11. Рыжков АД, Крылов АС, Блудов АБ, Ширяев СВ. Остеосцинтиграфия и ОФЭКТ/КТ в диагностике различных вариантов метастатического поражения костей. Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2018;63(2):41-6.

12. Кодина ГЕ. Остеотропные радиофармацевтические препараты в технологиях российской ядерной медицины. Известия Академии наук. Серия химическая. 2016;2.

13. Завадовская ВД, Килина ОЮ, Дамбаев ГЦ. Радионуклидные методы исследования в диагностике хронического остеомиелита. Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2007;52(3):54-60.

14. Rennen HJ, Boerman OC, Wymenga AB, et al. 99mTc-labeled interleukin 8 for the scintigraphic detection of infection and inflammation: first clinical evaluation. J Nucl Med. 2007;48(3):337-43.

15. Каспшик СМ, Долгушин МБ, Артамонова ЕВ, и др. Клиническое применение сцинтиграфии и ОФЭКТ/КТ с препаратом 99m Тс-тектротид у пациентов с нейроэндокринными опухолями. Медицинский алфавит. 2020;(20):42-5.

16. Olias G, Viollet C, Kusserow H, Epelbaum J, Meyerhof W. Regulation and function of somatostatin receptors. J Neurochem. 2004 Jun;89(5):1057-91. DOI: 10.1111/j.1471-4159.2004.02402.x. PMID:15147500.

17. Chernov VI, Triss SV, Skuridin VS, Lishmanov YB. Thallium-199: a new radiopharmaceutical for myocardial perfusion imaging. Int J Card Imaging. 1996 Jun;12(2):119-26.

18. Kamaleshwaran KK, Rajkumar N, Mohanan V, Kalarikal R, Shinto AS. 99mTc-ubiquicidin scintigraphy in diagnosis of knee prosthesis infection and comparison with 18F-fluorodeoxyglucose positron emission tomography/computed tomography. Indian J Nucl Med. 2015;30(3):259-62. DOI: 10.4103/0972-3919.158540.

19. Weinstein EA, Ordonez AA, DeMarco VP. Imaging Enterobacteriaceae infection in vivo with 18F-fluorodeoxysorbitol positron emission tomography. Sci Trans Med. 2014;6(259):259ra146. DOI: 10.1126/scitranslmed.3009815.

20. Al-Shiekh W, Sfakinaskis GN, Mnaymen W. Subacute and chronic bone infections: diagnosis with 111In, 67Ga and 99m Tc MDP and radiography. Radiology. 1985;155:501-6.

21. Palestro C, Clark A, Grady E, Heiba S, Israel O, Klitzke A, et al. Appropriate Use Criteria for the Use of Nuclear Medicine in Musculoskeletal Infection Imaging. J Nucl Med. 2021;62(12):1815-31. DOI: 10.2967/jnumed.121.262579.

22. Huang JY, Yen RF, Huang CK, Liu CJ, Cheng MF, Chien KL, Wu YW. Long-term prognostic value of computed tomography-based attenuation correction on thallium-201 myocardial perfusion imaging: A cohort study. PLoS One. 2021;16(10): e0258983. DOI: 10.1371/journal.pone.0258983.

23. Hamada M, Shigematsu Y, Nakata S, Kuwahara T, Ikeda S, Ohshima K, Ogimoto A. Predicting the clinical course in hypertrophic cardiomyopathy using thallium-201 myocardial scintigraphy. ESC Heart Fail. 2021;8(2):1378-87. DOI: 10.1002/ehf2.13218.

24. Kim C, Lee SJ, Kim JY, Hwang KT, Choi YY. Comparative Analysis of 99mTc-MDP Three-Phase Bone Scan with SPECT/CT and 99mTc-HMPAO-Labeled WBC SPECT/CT in the Differential Diagnosis of Clinically Suspicious Post-traumatic Osteomyelitis. Nucl Med Mol Imaging. 2017;51(1):40-8. DOI: 10.1007/s13139-016-0441-x.

25. Davina K. Hughes Nuclear Medicine and Infection Detection: The Relative Effectiveness of Imaging with 111In-Oxine-, 99mTc-HMPAO-, and 99mTc-Stannous Fluoride Colloid-Labeled Leukocytes and with 67Ga-Citrate. J. Nucl. Med. Technol. 2003;31:196-201.

26. Holcman K, Rubiś P, Stępień A, Graczyk K, Podolec P, Kostkiewicz M. The Diagnostic Value of 99mTc-HMPAO-Labelled White Blood Cell Scintigraphy and 18F-FDG PET/CT in Cardiac Device-Related Infective Endocarditis-A Systematic Review. J Pers Med. 2021;11(10):1016. DOI: 10.3390/jpm11101016.

27. Roca M, de Vries EF, Jamar F, Israel O, Signore A. Guidelines for the labelling of leucocytes with 111In-oxine. Inflammation/Infection Taskgroup of the European Association of Nuclear Medicine. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2010;37(4):835-41. DOI: 10.1007/s00259-010-1393-5.

28. Лишманов ЮБ, Чернов ВИ, Кривоногов НГ, Ефимова ИЮ, Веснина ЖВ, Завадовский КВ. Радионуклидные методы исследования в диагностике сердечно-сосудистых заболеваний. Сибирский медицинский журнал. 2010;25(4-1):8-13.

29. Man F, Khan AA, Carrascal-Miniño A, Blower PJ, TM de Rosales R. A kit formulation for the preparation of [ 89 Zr]Zr(oxinate)4 for PET cell tracking: White blood cell labelling and comparison with [ 111In]In(oxinate)3 . Nucl Med Biol. 2020;90-91:31-40. DOI: 10.1016/j.nucmedbio.2020.09.002.

30. Mairal L, de Lima PA, Martin-Comin J, Baliellas C, Xiol X, Roca M, Ricart Y, Ramos M. Simultaneous administration of 111In-human immunoglobulin and 99mTc-HMPAO labelled leucocytes in inflammatory bowel disease. Eur J Nucl Med. 1995;22(7):664-70. DOI: 10.1007/BF01254568.

31. Lauri C, Glaudemans AWJM, Campagna G. Comparison of White Blood Cell Scintigraphy, FDG PET/CT and MRI in Suspected Diabetic Foot Infection: Results of a Large Retrospective Multicenter Study. J Clin Med. 2020;9(6):1645. DOI: 10.3390/jcm9061645

32. Tregay N, Begg M, Cahn A, Farahi N, Povey K, Madhavan S, et al. Use of autologous 99m Technetium-labelled neutrophils to quantify lung neutrophil clearance in COPD. Thorax. 2019;74(7):659-66. DOI: 10.1136/thoraxjnl-2018-212509.

33. Hay RV, Skinner RS, Newman OC, Kunkel SL, Lyle LR, Shapiro B, Gross MD. Scintigraphy of acute inflammatory lesions in rats with radiolabelled recombinant human interleukin-8. Nucl Med Commun. 1997;18(4):367-78. DOI: 10.1097/00006231-199704000-00178.

34. Van der Laken J, Boerman OC, Oyen WJG. Recombination human interleukin-I: potential agent to image infectious foci. Eur. J. Nucl. Med. 1994;21:790.

35. Britton KE, Wareham DW, Das SS. Imaging bacterial infection with ( 99m )Tc-ciprofloxacin (Infecton). J Clin Pathol. 2002;55(11):817-23. DOI: 10.1136/jcp.55.11.817

36. Sambri A, Spinnato P, Tedeschi S, Zamparini E, Fiore M, Zucchini R, et al. Bone and Joint Infections: The Role of Imaging in Tailoring Diagnosis to Improve Patients’ Care. J Pers Med. 2021;11(12):1317. DOI: 10.3390/jpm11121317.

37. Ashcheulova DO, Efimova LV, Lushchyk AY, Yantsevich AV, Baikov AN, Pershina AG. Production of the recombinant antimicrobial peptide UBI18-35 in Escherichia coli. Protein Expr Purif. 2018;143:38-44. DOI: 10.1016/j.pep.2017.10.011.

38. Kang SR, Min JJ. Recent Progress in the Molecular Imaging of Tumor-Treating Bacteria. Nucl Med Mol Imaging. 2021;55(1):7-14. DOI: 10.1007/s13139-021-00689-4.

39. Bahtouee M, Saberifard J, Javadi H, Nabipour I, Malakizadeh H, Monavvarsadegh G, et al. 99m TcIgG-Lung Scintigraphy in the Assessment of Pulmonary Involvement in Interstitial Lung Disease and Its Comparison With Pulmonary Function Tests and High-Resolution Computed Tomography: A Preliminary Study. Iran J Radiol. 2015;12(4): e14619. DOI: 10.5812/iranjradiol.14619v2.

40. Salmanoglu E, Kim S, Thakur ML. Currently Available Radiopharmaceuticals for Imaging Infection and the Holy Grail. Semin Nucl Med. 2018;48(2):86-99. DOI: 10.1053/j.semnuclmed.2017.10.003

41. Milito C, Cinetto F, Megna V, Spadaro G, Quinti I, Liberatore M. The Usefulness of Scintigraphic Studies in the Assessment of Asymptomatic Bowel Disease in Patients with Primary Antibody Diseases. J Clin Med. 2020;9(4):949. DOI: 10.3390/jcm9040949.

42. Shanthly N, Aruva MR, Zhang K, Mathew B, Thakur ML. 99mTc-fanolesomab: affinity, pharmacokinetics and preliminary evaluation. Q J Nucl Med Mol Imaging. 2006;50(2):104-12. PMID:16770300.

43. Love C, Tronco GG, Palestro CJ. Imaging of infection and inflammation with 99mTc-Fanolesomab. Q J Nucl Med Mol Imaging. 2006;50(2):113-20.

44. Анохин ЮН. Использование нанотехнологий и наноматериалов для визуализации и терапии злокачественных опухолей. Фундаментальные проблемы науки. 2010;(3):221-4.

45. Guberina N, Gäckler A, Grueneisen J, Wetter A, Witzke O, Herrmann K, et al. Assessment of Suspected Malignancy or Infection in Immunocompromised Patients After Solid Organ Transplantation by [ 18F]FDG PET/CT and [ 18F]FDG PET/MRI. Nucl Med Mol Imaging. 2020;54(4):183-91. DOI: 10.1007/s13139-020-00648-5.

46. Ahmad Sarji S. Physiological uptake in FDG PET simulating disease. Biomed Imaging Interv J. 2006;2(4):e59.

47. Ergül N, Halac M, Cermik TF. The Diagnostic Role of FDG PET/CT in Patients with Fever of Unknown Origin. Mol Imaging Radionucl Ther. 2011;20(1):19-25. DOI: 10.4274/MIRT.20.04

48. Giesel FL, Hadaschik B, Cardinale J, Radtke J, Vinsensia M, Lehnert W, et al. F-18 labelled PSMA1007: biodistribution, radiation dosimetry and histopathological validation of tumor lesions in prostate cancer patients. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2017;44(4):678-88. DOI: 10.1007/s00259-016-3573-4.

49. Awenat S, Piccardo A, Carvoeiras P, Signore G, Giovanella L, Prior JO, Treglia G. Diagnostic Role of 18F-PSMA-1007 PET/CT in Prostate Cancer Staging: A Systematic Review. Diagnostics (Basel). 2021;11(3):552. DOI: 10.3390/diagnostics11030552.

50. Ларенков АА, Кодина ГЕ, Брускин АБ. Радионуклиды галлия в ядерной медицине: радиофармацевтические препараты на основе изотопа 68Ga. Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2011;56(5):56-73.

51. Wild D, Bomanji JB, Benkert P, Maecke H, Ell PJ, Reubi JC, Caplin ME. Comparison of 68Ga-DOTANOC and 68Ga-DOTATATE PET/CT within patients with gastroenteropancreatic neuroendocrine tumors. J Nucl Med. 2013;54(3):364-72.

52. Bozkurt MF, Virgolini I, Balogova S, Beheshti M, Rubello D, Decristoforo C, et al. Guideline for PET/ CT imaging of neuroendocrine neoplasms with 68Ga-DOTA-conjugated somatostatin receptor targeting peptides and 18F-DOPA. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2017;44(9):1588-601. DOI: 10.1007/s00259-017-3728-y.

53. Lindner T, Loktev A, Giesel F, Kratochwil C, Altmann A, Haberkorn U. Targeting of activated fibroblasts for imaging and therapy. EJNMMI Radiopharm Chem. 2019;4(1):16. DOI: 10.1186/s41181-019-0069-0.

54. Windisch P, Zwahlen DR, Koerber SA, Giesel FL, Debus J, Haberkorn U, Adeberg S. Clinical Results of Fibroblast Activation Protein (FAP) Specific PET and Implications for Radiotherapy Planning: Systematic Review. Cancers (Basel). 2020 Sep 15;12(9):2629.