99mTc-TRODAT-1人腦多巴胺轉運體顯像初步研究
中國神經精神疾病雜志 2000年第4期第26卷 論著與學術交流
作者:胡平?陳玲 張海琴 黎錦如 李為民 李春億 吳克寧
單位:中山醫科大學附屬第一醫院核醫學科510080
關鍵詞: 多巴胺轉運體;帕金森病;單光子發射型計算機斷層;放射性核素
Preliminary study of ?99mTc-TRODAT-1 DAT SPECT in human brain
Hu Ping Chen Ling Zhang Haiqin Li Jinru Li Weimin Li Chunyi Wu Kening
(Nuclear Medicine Department, The First Affiliated Hospital of Sun Yat-sen University of Medical Sciences. Guangzhou. 510080. Tel:)
【Abstract】Objective To investigate the feasibility of using ?99mTc-TRODAT-1 DAT SPECT in human brain DAT assessment, and to explore the clinical application values evaluation of ?99mTc-TRODAT-1 DAT SPECT in Parkinson?s disease(PD). Methods Using ?99mTc-TRODAT-1 as radiopharmaceuticals for DAT SPECT, we acquired SPECT images of normal control and of patients with PD.Results Normal human brain SPECT image were acquired 30 min after injection. The images was similar with regional cerebral flow (rCBF) image; 3~5 hours after injection, the basal ganglia (BG) had substantial radioactivity uptake, but there were relatively less radioactivities in cortex and cerebellum. In PD SPECT image, the radioactivity uptake of BG had decreased in accordance with the disease severity. Conclusions 99mTc-TRODAT-1 may be a good radiopharmaceuticals for human brain DAT SPECT study, the preliminary results suggest that ?99mTc-TRODAT-1 DAT SPECT has clinical application values in the diagnosis and disease severity assessment for PD.
【Key words】 TRODAT-1 dopamine transporter Parkinson?s disease Single-disease emission compute tomography Radionuclide▲
近些年來,用正電子發射計算機斷層(PET)及單光子發射計算機斷層(SPECT)進行人腦中樞多巴胺轉運體(dopamine transporter, DAT)顯像,對與DAT改變相關聯的疾病如帕金森病(PD)進行研究,探討DAT核素顯像的臨床應用價值,是神經核醫學研究的熱門領域之一。目前,已有許多核素顯像藥物問世,如〔11C〕CFT、〔11C〕methylphenidate〔1〕、〔123I〕β-CTT,〔123I〕IPT〔2~6〕,這些顯像藥物都表現出對DAT有高的親和性及很好的顯像特性。但由于上述顯像藥物所用的放射性核素123I,11C均需要用加速器生產,而限制了在常規臨床檢查中的應用。Kong HF, Kong MP等于1996年成功合成了99Tcm-2β-〔N,N′-雙(2-巰乙基)乙撐二胺基〕甲基,3β-(4-氯苯基)托烷(99mTc-TRODAT-1),動物實驗研究表現出了高的DAT親和性,并獲得了較理想的人腦DAT SPECT圖像〔7~9〕,使利用DAT核素顯像用于常規臨床應用研究成為可能。方平等1999年在國內首先合成了99mTc-TRODAT-1,動物實驗研究獲得了與Kong一致的結果〔10〕。本文將報道我們利用99mTc-TRODAT-1進行人腦DAT SPECT顯像研究的初步結果。
1 資料和方法
1.1 99mTc-TRODAT-1的制備 藥盒由江蘇無錫原子醫學研究所衛生部國家重點實驗室提供,每瓶含TRODAT-1 15μg,取一瓶注入新鮮99mTc 3?700 MBq(體積1~2 mL),充分搖勻,煮沸30 min,置室溫下冷卻。用方平〔10〕方法進行標記率及放化純檢測,標記率、99mTc-TRODAT-1放化純均大于90%。
1.2 研究對象 PD患者?10例,由我院神經科按CAPIT(core assessment program for intracerebral transplantations)標準〔11〕作出診斷,年齡60~77歲,病情(改良Hoehn-Yahr分級)Ⅱ~Ⅲ級,病程2~10年,平均4.3年。正常志愿者8人,年齡28~73歲,其中男6人,女2人。
1.3 SPECT顯像方法 受試者空腹口服過氯酸鉀?400 mg,0.5~1.0小時后由肘靜脈注射99mTc-TRODAT-1 740 MBq,立即用TOSHIBA GCA-7 200 D/I SPECT,配低能高分辨扇形孔準直器(L.E.S.H.R.-(N.1)Fanbeam),進行SPECT數據采集和全身掃描,3~4小時后重復進行一次SPECT數據采集和全身掃描。采集能峰為140 Kev,窗寬20%,矩陣128×128,探頭旋轉360°,每6°采集1幀,共60幀,采集時間每幀20~30 s。圖像重建前濾波用Butterworth濾波器(Order=8,fc=0.1~0.17),重建濾波用Ramp濾波器;衰減校正采用Chang方法,衰減校正系數為0.15 cm-1;用OM線進行校正后分別重建橫、矢和冠狀三維層面。
2 結果
2.1 正常圖像 靜脈注射99mTc-TRODAT-1后立即進行SPECT數據采集、重建所得到的圖像與99mTc-ECD局部腦血流(rCBF)SPECT圖像基本一致,見圖1。提示該復合物迅速通過血腦屏障在腦內濃聚。3~4小時SPECT顯像,多巴胺轉運體含量豐富的基底節顯示出高度的放射性攝取,而腦內多巴胺轉運體含量低或不存在多巴胺轉運體的其它結構部分和小腦僅有少量或無明顯放射性濃聚;SPECT圖像顯示,雙側基底節放射性影像清晰,形態、大小對稱,放射性分布均勻;見圖2。這一結果提示,利用99mTc-TRODAT-1進行SPECT顯像能較好的顯示紋狀體多巴胺轉運體的數量及分布情況。放射性藥物注射后早期全身掃描可見肝、肺、肌肉等有較多的放射性攝取,后期腸道有大量的放射性濃聚,提示99mTc-TRODAT-1經肝臟攝取,分泌入膽道,經腸道排泄可能是其主要排泄途徑。
2.2 PD腦99mTc-TRODAT-1 DAT SPECT圖像 根據病人病情、病程不同,10例病人其基底節放射性攝取量皆有不同程度減少,病程短、病情輕(病程2~5年,病情Ⅱ級,6例),基底節放射性攝取降低為局灶性,表現為基底節變形、放射性分布不均勻;病程長、病情嚴重者(病程6~10年,病病Ⅲ級,4例),基底節放射性攝取呈彌漫性降低,甚至無明顯放射性攝取,提示DAT數量與功能受到嚴重損害;兩側基底節放射性攝取降低的程度與其病情的嚴重程度也明顯相關,病情較嚴重、病程較長的一側放射性攝取下降更明顯,見圖3、4。圖3所示病人,四肢靜止性震顫,其中左側肢體震顫3年,右側肢體震顫2年,行走活動無明顯受限,生活能自理,美多巴治療效果好;99mTc-TRODAT-1 DAT SPECT顯像可見:兩側基底節形態不規整,放射性分布不均勻,放射性攝取明顯減少,兩側比較,左側較右側異常更為顯著,提示雙側基底節DAT數量和功能受損,兩側損害的程度不一致,左側損害較右側為顯著。圖4所示病人,病程10年,運動受限,生活不能自理;99mTc-TRODAT-1 DAT SPECT顯像可見無明顯的基底節放射性影像,提示雙側基底節多巴胺轉運體數量、功能嚴重受損。上述結果提示,99mTc-TRODAT-1 DAT SPECT顯像可為帕金森病的診斷提供客觀依據,并能提供反映病情輕重的客觀指標,具有重要的臨床應用價值。
3 討論
DAT的SPECT功能顯像在臨床上多用于研究和監測多巴胺神經系統變性、衰退紊亂相關的神經精神疾病,包括運動障礙性疾病及精神分裂癥等。眾所周知,PD的病因是黑質受損、進行性破壞,導致黑質-紋狀體系統的不可逆衰退。而黑質是多巴胺能神經元最密集的區域,因此,處于多巴胺能神經末梢的DAT能直接反映黑質-紋狀體的病變范圍。在DAT的SPECT顯像研究中,因黑質的DA能神經主要投射到紋狀體,其末梢上的DAT富集于紋狀體,所以一般以基底節紋狀體作為靶區,觀察其放射性數量和分布,而其它部分腦區如枕葉、小腦等處DAT含量少或無,通常作為參照區。人們在實驗中發現,實驗組(病人)的紋狀體放射性攝取率明顯低于對照組(正常人)。與此同時,PD組中,PD中晚期組又明顯低于PD早期組〔12~14〕。我們的初步結果也發現PD患者DAT SPECT圖像與正常志愿者有明顯的差別。由上看到,DAT的SPECT顯像能直接反映DAT功能、數量,而且其結果與病情嚴重程度呈平行關系,可作為評價病程的一個重要指標。
DAT的SPECT顯像在運動障礙性疾病的鑒別診斷中亦有十分重要的作用。例如,臨床上很難區分多巴胺反應性肌張力障礙(DRD)和青少年期帕金森病(JPD)。因為兩者均由多巴胺水平低下而出現相似的臨床癥狀,且均是青少年期發病。所不同的是兩者病因不同,L-dopa治療效果不同,預后亦不同。DRD的黑質-紋狀體系統是完好的,沒有神經元的進行性衰退及不可逆的變性,亦不存在DAT缺失。然而,JPD屬于PD范疇,是黑質內多巴胺能神經的不可逆變性、破壞致DA低下、DAT進行性缺失。1997年,Jeon BS等人,成功應用〔123I〕β-CIT的SPECT顯像,證明了DRD病人黑質-紋狀體系統中,DAT的功能及數量是正常的。他們發現,PD和JPD病人組紋狀體放射性計數及紋狀體/枕葉計數比值明顯低于正常人組和DRD組,DRD組數據結果與正常人組的幾乎相等。由此證明,SPECT能清楚地、靈敏地區分DRD與JPD、PD〔14〕。
以上研究結果提示DAT的SPECT顯像對研究PD具有廣闊的應用前景。但上述研究所用的顯像用放射性藥物均用放射性核素123I標記,而123I需要用加速器生產,且標記過程復雜,推廣使用困難,因此,研究開發一種理想的DAT SPECT顯像用放射性藥物(特異性高、易推廣使用)十分關鍵。放射性核素99mTc是一種理想的放射性核素,因此研究開發99mTc標記的DAT SPECT顯像藥物十分必要。99mTc-TRODAT-1是一種新的放射性藥物,Kong HF,方平等的動物實驗與正常人研究顯示了較理想的結果〔7~10〕。本文的初步研究結果提示99mTc-TRODAT-1是一種較為理想的DAT SPECT顯像用放射性藥物。
Fig.1 SPECT images with 99mTc-TRODAT-1 normal human brain acquired at 30 min.post-injection The radiocactivity distribution of 99mTc-TRODAT-1 in human brain was similar with SPECT images of regional cerebral blood flow
1 99mTc-TRODAT-1靜脈注射后30分鐘正常人腦SPECT橫斷面圖像放射性分布與局部腦血流分布一致(圖右邊色階不同顏色代表不同
放射性強度,色階從下往上放射性由弱到強,以下相同)。
Fig.2 SPECT images with 99mTc-TRODAT-1 innormal human brain acquired at 3h. post-injection The radioactivity uptake were abundant adn well-distributed in basal ganglia (BGs) There were no differences between both side of BGs .There wer less or no radioactivity uptake in teh other areas of cerebrum adn cerebellum
2 99mTc-TRODAT-1靜脈注射后 3 小時正常人腦 SPECT橫斷面圖像
基底節有大量的放射性攝取(箭頭示BG),雙側基底節對稱,放射性分布均勻;而大腦皮層、小腦等其它結構少或無明顯放射性攝取。
Fig.3 SPECT images with 99mTc-TRODAT-1 in Parkinson's disease brain acquired at 3h post-injection The radioactivity uptake were decreased adn distributed differentily in both side of BGs Teh decrease of radioactivity were more marked in teh right BGs than the left one Teh shapes of both BGs were changed adn not bilateralism
3 99mTc-TRODAT-1靜脈注射后3小時帕金病人腦SPECT橫斷面圖像
雙側基底節放射性攝取減少,右側更明顯,雙側基底節形態不規整 不對稱、放射性分布不均勻。
Fig.4 SPECT images with 99mTc-TRODAT-1in Parkinson's disease brain acpuired at 3h .post -injection There were no radioactivity uptake in BGs which were not displayed clearly
4 99mTc-TRODAT-1靜脈注射后3小時帕金?病人腦 SPECT橫斷面圖像
基底節無放射性攝取,無明確的基底節影像。
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