Neurological Surgery 脳神経外科37巻7号

2009年07月発行

研究

脳腫瘍におけるフルオロチミジンPET

著者： 河井信行¹ 香川昌弘¹ 三宅啓介¹ 西山佳宏² 山本由佳² 白石浩利² 市川智継³ 田宮隆¹

所属機関： ¹香川大学医学部脳神経外科 ²香川大学医学部放射線科 ³岡山大学大学院医歯薬総合研究科脳神経外科

ページ範囲：P.657 - P.664

Ⅰ．はじめに

　PET（positron emission tomography：陽電子放出断層シンチグラフィ）は，ポジトロン（陽電子）を放出する放射性核種を検出して断層撮影を行うもので，生体の生理・化学的情報を定量的に描出することが可能である．脳腫瘍，特に悪性脳腫瘍の診断における¹⁸F-FDG（2-deoxy-2-[¹⁸F]fluoro-D-glucose：以下FDG）と¹¹C-MET（L-[methyl-¹¹C]methionine：以下MET）は広く研究されており，その有用性はすでに確立している．

　一般に脳腫瘍では，悪性度が高い腫瘍ほど腫瘍細胞が密で糖代謝も活発なため，FDGは強い集積を示し，悪性度の評価や治療効果判定，予後の推測などに有用であるとされている．一方，脳腫瘍患者に対するMET-PETは，腫瘍のアミノ酸代謝（蛋白質合成能）の指標として広く用いられている．神経膠腫では，MET-PETによる代謝情報をもとに術前に腫瘍の悪性度や進展状態を正確に把握し，定位的生検術のtargetの設定や摘出すべき腫瘍範囲の設定を正確に行うことが可能である⁸⁾．またMETの集積は，腫瘍の増殖能や血管新生とも良く相関することが報告されている⁸⁾．術後にも，MET-PETは残存腫瘍の確認や治療効果の判定，予後予測などに応用されている．さらに神経膠腫と転移性脳腫瘍における腫瘍再発と放射線壊死の鑑別に，METの集積状態の違いが有用であることも示されている¹⁵⁾．このように現在，METは悪性脳腫瘍の核医学診断における最も信頼できるtracerの1つと考えられているが，最大の問題点は，METを標識する¹¹Cはその物理的半減期が20分と非常に短いため，サイクロトロンを有する施設でのみ使用可能であり，その利用が限られていることである．

　近年，分裂細胞は細胞周期のS期にさかんにDNAを合成することを利用し，細胞の増殖能をDNAレベルで評価可能なヌクレオシド誘導体標識薬剤が開発され臨床応用されている¹⁴⁾．その中でチミジン誘導体である¹⁸F-FLT（[¹⁸F]-fluoro-3’-deoxy-3’-L-fluorothymidine：以下FLT）は最も研究が進められており，脳腫瘍，特に神経膠腫での有用性が報告されている．チミジンはピリミジンデオキシヌクレオチシドに属し，細胞分裂の際DNAに取り込まれる．その誘導体であるFLTは，受動的拡散とヌクレオチシド移送体による能動的移送により細胞に取り込まれ，thymidine kinase 1（TK₁）によりリン酸化されFLT-monophosphateとなり，以後の代謝を受けず細胞内にとどまる（Fig. 1）．TK₁活性は細胞周期で厳密に調節されており，S期に強く発現する．また悪性細胞におけるTK₁活性は正常細胞の3～4倍高いことが知られており，そのため悪性脳腫瘍では，リン酸化活性の亢進とその後の細胞内への停留により強いFLT集積を示す．TK₁活性はDNA合成活性を反映するため，FLT-PETは腫瘍のDNA合成を評価し，その集積は腫瘍の細胞増殖能を反映すると考えられている^1,14)．

　われわれは，2006年6月より倫理委員会の承認の下，FLTの臨床応用を行っている．検査の目的と意義，合併症などを記載した書面によるインフォームドコンセントを行い，承諾が得られた症例に検査を施行している．本研究では，脳腫瘍，特に神経膠腫の悪性度や増殖能診断におけるFLT-PETの有用性を，自験例を提示しながら概説する．

参考文献

F]FLT-PET in oncology：current status and opportunities. Eur J Nucl Med Mol Imaging 31：1659-1672, 2004

F-FDG. J Nucl Med 46：945-952, 2005

3）Chen W, Delaloye S, Silverman DHS, Geist C, Czernin J, Sayre J, Satyamurthy N, Pope W, Lai A, Phelps ME, Cloughesy T：Predicting treatment response of malignant gliomas to bevacizumab and irinotecan by imaging proliferation with [18F] fluorothymidine positron emission tomography：a pilot study. J Clin Oncol 25：4714-4721, 2007

F]3’-deoxy-3’-fluorothymidine PET for the diagnosis and grading of brain tumors. Eur J Nucl Med Mol Imaging 32：653-659, 2005

5）Galldiks N, Kracht LW, Burghaus L, Thomas A, Jacobs AH, Heiss WD, Herholz K：Use of 11C-methionine PET to monitor the effects of temozolomide chemotherapy in malignant gliomas. Eur J Nucl Med Mol Imaging 33：516-524, 2006

F-fluorothymidine (FLT) PET in patients with newly diagnosed glioma. Eur J Nucl Med Mol Imaging 35：2009-2017, 2008

C-methylmethionine as markers of increased transport and proliferation in brain tumors. J Nucl Med 46：1948-1958, 2005

8）河井信行，香川昌弘，畠山哲宗，西山佳宏，山本由佳，三木彰浩，市川智継，田宮　隆：脳腫瘍におけるメチオニンPET．No Shinkei Geka 36：847-859, 2008

9）Krohn KA, Mankoff DA, Muzi M, Link JM, Spence AM：True tracers：comparing with FDG with glucose and FLT with thymidine. Nucl Med Biol 32：663-671, 2005

F-fluorothymidine in patients with gliomas. J Nucl Med 47：1612-1621, 2006

C] methionine-positron emission tomography as a biological monitoring tool in the treatment of glioma. J Neurosurg 103：498-507, 2005

12）Reavey-Cantwell JF, Haroun RI, Zahurak M, Clatterbuck RE, Parker RJ, Mehta R, Fruehauf JP, Brem H：The prognostic value of tumor markers in patients with glioblastoma multiforme：analysis of 32 patients and review of the literature. J Neurooncol 55：195-204, 2001

13）Saga T, Kawashima H, Araki N, Takahashi JA, Nakashima Y, Higashi T, Oya N, Nukai T, Hojo M, Hashimoto N, Manabe T, Hiraoka M, Togashi K：Evaluation of primary brain tumors with FLT-PET：usefulness and limitations. Clin Nucl Med 31：774-780, 2006

14）Shiels AF, Grierson JR, Dohmen BM, Machulla HJ, Stayanoff JC, Lawhorn-Crews JM, Obradovich JE, Muzik O, Mangner TJ：Imaging proliferation in vivo with [F-18]FLT and positron emission tomography. Nat Med 4：1334-1336, 1998

15）Terakawa Y, Tsuyaguchi N, Iwai Y, Yamanaka K, Higashiyama S, Takami T, Ohata K：Diagnostic accuracy of 11C-methionine PET for differentiation of recurrent brain tumors and radiation necrosis after radiotherapy. J Nucl Med 49：649-699, 2008

16）Yamamoto Y, Wong TZ, Turkington TG, Hawk TC, Reardon DA, Coleman RE：3’-deoxy-3’-[F-18]fluorothymidine positron emission tomography in patients with recurrent glioblastoma multiforme：comparison with Gd-DTPA enhanced magnetic resonance imaging. Mol Imaging Biol 8：340-347, 2006