Войти
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК 2-дезокси-2- [F] флуороглюкоза | |
| Идентификаторы | |
| Номер CAS |
|
| 3D-модель (JSmol ) | |
| Аббревиатуры | [F] FDG |
| Ссылка Beilstein | 2047723 |
| ChEBI | |
| ChEMBL |
|
| ChemSpider | |
| KEGG | |
| PubChem CID | |
| UNII | |
| Панель управления CompTox (EPA ) | |
InChI
| |
УЛЫБАЕТСЯ
| |
| Свойства | |
| Химическая формула | C6H11FO5 |
| Молярная масса | 181,1495 г · моль |
| Температура плавления | от 170 до 176 ° C (от 338 до 349 ° F; От 443 до 449 K) |
| Фармакология | |
| Код ATC | V09IX04 (ВОЗ ) |
| Беременность. категория |
|
| Пути. введения | Внутривенное |
| Фармакокинетика : | |
| Метаболизм | 6-Фосфорилирование. |
| Период полувыведения | 110 мин (при 70%). 16 мин (при 20%) |
| Выведение | 20% Радиоактивность выводится почками за два часа |
| Если не указано иное, данные приводятся для материалов в их стандартном состоянии ( при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
 N (что такое ?) | |
| Ссылки в ink | |
Фтордезоксиглюкоза (F) (INN ) или фтордезоксиглюкоза F 18 (USAN и USP ), также обычно называемая фтордезоксиглюкоза и сокращенно [F] ФДГ, Ф-ФДГ или ФДГ - это радиофармпрепарат, используемый в методике медицинской визуализации позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ). Химически это 2-дезокси-2- [F] фтор- D -глюкоза, глюкоза аналог, с позитрон -излучающим радионуклидом фтором-18, замещенным нормальной гидроксильной группой в положении C-2 в молекула глюкозы.
Поглощение F-FDG тканями является маркером поглощения тканями глюкозы, что, в свою очередь, тесно коррелирует с определенными типами тканевого метаболизма. После того, как F-FDG вводится пациенту, сканер PET может формировать двухмерные или трехмерные изображения распределения F-FDG в организме.
С момента своего создания в 1976 году F-FDG оказала глубокое влияние на исследования в неврологии. Последующее открытие в 1980 г., что F-FDG накапливается в опухолях, лежит в основе эволюции ПЭТ как основного клинического инструмента в диагностике рака. F-FDG в настоящее время является стандартным радиоактивным индикатором, используемым для нейровизуализации ПЭТ и ведения больных раком.
изображения могут быть оценены врачом ядерной медицины или радиологом, чтобы поставить диагноз различных заболеваний.
В 1968 году д-р Йозеф Пакак, Зденек Точик и Милослав Черны на кафедре органической химии Карлова университета, Чехословакия были первыми, кто описал синтез ФДГ. Позже, в 1970-х, Тацуо Идо и Аль Вольф из Брукхейвенской национальной лаборатории были первыми, кто описал синтез ФДГ, меченного F. Соединение впервые было введено двум нормальным добровольцам Абассом. Алави в августе 1976 года в Пенсильванском университете. Изображения мозга, полученные с помощью обычного (не ПЭТ) ядерного сканера, продемонстрировали концентрацию F-FDG в этом органе (см. Ссылку на историю ниже).
Начиная с августа 1990 года и продолжаясь в течение 1991 года, нехватка кислорода-18, сырья для ДДГ, вызвала необходимость нормировать поставки изотопов. Установка по производству кислорода-18 в Израиле была закрыта из-за войны в Персидском заливе, а правительство США закрыло установку по производству изотопов углерода, кислорода и азота в Национальной лаборатории Лос-Аламоса, оставив как
[F] FDG был сначала синтезирован электрофильным фторированием с [F] F 2. Впоследствии с тем же радиоизотопом был разработан «нуклеофильный синтез».
Как и в случае всех радиоактивных F-меченных радиолигандов, F должен быть первоначально получен в виде фторидного аниона в циклотроне. Синтез полного [F] FDG радиоактивного индикатора начинается с синтеза непривязанного фторида радиоактивного индикатора, поскольку циклотронная бомбардировка разрушает органические молекулы типа, обычно используемого для лигандов, и, в частности, разрушит глюкозу.
Циклотронное производство F может быть достигнуто путем бомбардировки неона-20 дейтронами, но обычно это делается путем бомбардировки протонами воды, обогащенной O, вызывая ( p, n) реакция (иногда называемая «реакцией выбивания» - распространенный тип ядерной реакции с высокой вероятностью, когда входящий протон «выбивает» нейтрон) в O. Это дает «реакцию без носителей. «растворил ионы [F] фторида ([F] F) в воде. Период полураспада F составляет 109,8 минут, поэтому после этого момента необходим быстрый и автоматизированный химический процесс.
Безводные фторидные соли, с которыми легче обращаться, чем с газообразным фтором, могут быть получены в циклотроне. Для достижения этого химического состава [F] F отделяют от водного растворителя, улавливая его на ионообменной колонке , и элюируют раствором 2 в ацетонитриле, 2,2-криптанд и карбонат калия. Выпаривание элюата дает [(crypt-222) K] [F] F (2 ).
Фторид-анион является нуклеофильным, но его безводные условия необходимы, чтобы избежать конкурирующих реакций с участием гидроксида, который также является хорошим нуклеофилом. Использование криптанда для связывания ионов калия позволяет избежать образования ионных пар между свободными ионами калия и фторида, делая фторид-анион более реактивным.
Промежуточное соединение 2 обрабатывают защищенным маннозой трифлатом (1); фторид-анион замещает уходящую группу трифлата в реакции SN2, давая защищенную фторированную дезоксиглюкозу (3 ). Основной гидролиз удаляет ацетилзащитные группы, давая желаемый продукт (4 ) после удаления криптанда посредством ионного обмена:
[F] FDG, как аналог глюкозы, поглощается клетками с высоким содержанием глюкозы, такими как мозг, коричневые адипоциты, почки и раковые клетки, где фосфорилирование предотвращает глюкоза снова высвобождается из клетки после того, как она была поглощена. 2-гидроксильная группа (–OH) в нормальной глюкозе необходима для дальнейшего гликолиза (метаболизма глюкозы путем ее расщепления), но [F] FDG не имеет этого 2-гидроксила. Таким образом, как и его сестринская молекула 2-дезокси- D -глюкоза, ФДГ не может далее метаболизироваться в клетках. [F] FDG-6-фосфат, образующийся при попадании [F] FDG в клетку, поэтому не может выйти из клетки до радиоактивного распада. В результате распределение [F] FDG хорошо отражает распределение поглощения глюкозы и фосфорилирования клетками в организме.
Однако после радиоактивного распада [F] ФДГ его 2-фтор превращается в O, и после захвата протона H из гидрокония ion в его водной среде молекула становится глюкозо-6-фосфатом, меченным безвредным нерадиоактивным «тяжелым кислородом» в гидроксиле в положении C-2. Новое присутствие 2-гидроксила позволяет ему нормально метаболизироваться так же, как обычная глюкоза, с образованием нерадиоактивных конечных продуктов.
Хотя теоретически весь [F] ФДГ метаболизируется, как указано выше, с периодом полувыведения радиоактивности 110 минут (такой же, как у фтора-18), клинические исследования показали, что радиоактивность [F] ФДГ делится на две основные фракции. Около 75% активности фтора-18 остается в тканях и выводится с периодом полураспада 110 минут, предположительно путем распада на O-18 с образованием [O] O-глюкозо-6-фосфата, который не является радиоактивный (эта молекула может вскоре метаболизироваться до двуокиси углерода и воды, после ядерной трансмутации фтора в кислород перестает препятствовать метаболизму). Другая фракция [F] FDG, составляющая около 20% от общей активности фтора-18 инъекции, выводится почками через два часа после введения дозы [F] FDG с быстрым периодом полувыведения. около 16 минут (эта часть делает почечную собирающую систему и мочевой пузырь заметными при обычном ПЭТ-сканировании). Этот короткий биологический период полураспада указывает на то, что эта 20% -ная часть общей активности индикатора фтора-18 удаляется фармакокинетически (через почечную систему) намного быстрее, чем сам изотоп может распадаться. Скорость также предполагает, что часть этого F больше не присоединяется к глюкозе, поскольку низкие концентрации глюкозы в крови удерживаются нормальной почкой и не попадают в мочу. Из-за этого быстро выводимого мочой F моча пациента, подвергающегося ПЭТ-сканированию, может быть особенно радиоактивной в течение нескольких часов после введения изотопа.
Вся радиоактивность [F] FDG, как 20%, что быстро выводится из организма в первые несколько часов с мочой, которая образуется после исследования, а 80%, остающееся в организме пациента, распадается с периодом полураспада 110 минут (чуть менее двух часов). Таким образом, в течение 24 часов (13 периодов полураспада после инъекции) радиоактивность в пациенте и в любой исходной моче, которая могла быть загрязнена постельным бельем или предметами после исследования ПЭТ, снизится до 2 = 1/8192 от начальной радиоактивности. дозы. На практике пациентам, которым вводили [F] ФДГ, рекомендуется избегать непосредственного контакта с особо чувствительными к радиации людьми, такими как младенцы, дети и беременные женщины, в течение как минимум 12 часов (7 периодов полураспада или распада до ⁄ 128 начальная доза радиоактивного излучения).
Меченое соединение F-FDG имеет относительно короткий срок хранения, в котором преобладает физический распад F с периодом полураспада 109,8 минут или чуть меньше двух часов. Тем не менее, этот период полураспада достаточно велик, чтобы можно было доставить соединение на удаленные объекты сканирования ПЭТ, в отличие от других медицинских радиоизотопов, таких как C. Из-за правил перевозки радиоактивных соединений доставка обычно осуществляется специально лицензированным автомобильным транспортом, но транспортными средствами может также включать специальные услуги по обслуживанию небольших коммерческих реактивных самолетов Транспортировка по воздуху позволяет расширить зону распространения вокруг места производства F-FDG, чтобы доставить состав в центры сканирования ПЭТ даже за сотни миль.
В последнее время циклотроны на объекте со встроенной защитой и портативные химические станции для производства F-FDG сопровождают ПЭТ-сканеры в удаленные больницы. Эта технология имеет определенные перспективы в будущем, поскольку она частично заменит транспортировку F-FDG от места производства к месту использования.
Alliance Medical и Siemens Healthcare - единственные производители в Великобритании. Доза ФДГ в Англии стоит около 130 фунтов стерлингов. В Северной Ирландии, где есть единственный поставщик, дозы стоят до 450 фунтов стерлингов. и обе компании принадлежат (IBAM была приобретена с 1 августа 2015 г.), PETNET Solutions Siemens (дочерняя компания Siemens Healthcare ) и Cardinal Health являются производителями в the US
ПЭТ-сканирование всего тела с использованием F-FDG для выявления метастазов колоректальной опухоли в печень При ПЭТ-визуализации F-FDG можно использовать для оценки метаболизма глюкозы в сердце, легкие и мозг. Он также используется для визуализации опухолей в онкологии, где выполняется статическое ПЭТ-сканирование F-FDG и анализируется поглощение F-FDG опухолью с точки зрения стандартизованного значения поглощения (SUV). F-FDG поглощается клетками, фосфорилируется гексокиназой (чья митохондриальная форма значительно повышается в быстрорастущих злокачественных опухолях) и удерживается тканями с высокой метаболической активностью, такими как большинство виды злокачественных опухолей. В результате FDG-PET может использоваться для диагностики, определения стадии и мониторинга лечения рака, особенно при болезни Ходжкина, неходжкинской лимфоме, колоректальном раке, рак груди, меланома и рак легкого. Он также был одобрен для использования при диагностике болезни Альцгеймера.
В приложениях для сканирования тела при поиске опухоли или метастатического заболевания, доза F-FDG в растворе (обычно от 5 до 10 милликюри или от 200 до 400 МБк ) обычно быстро вводят в капельницу с физиологическим раствором, впадающую в вену, пациенту, который голодал не менее шести часов и у которого уровень сахара в крови достаточно низкий. (Это проблема для некоторых диабетиков; обычно центры ПЭТ-сканирования не вводят изотоп пациентам с уровнем глюкозы в крови более 180 мг / дл = 10 ммоль / л, и такие пациенты должны быть перенесены). Затем пациенту необходимо подождать около часа, чтобы сахар распределился и попал в органы, которые используют глюкозу - время, в течение которого физическая активность должна быть сведена к минимуму, чтобы свести к минимуму поглощение радиоактивного сахара мышцами (это вызывает нежелательные артефакты на сканировании, мешающие чтению, особенно когда интересующие органы находятся внутри тела, а не внутри черепа). Затем пациента помещают в ПЭТ-сканер для серии из одного или нескольких сканирований, которые могут занять от 20 минут до часа (часто за один раз можно получить изображение только около четверти длины тела).
