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Neurological Surgery No Shinkei Geka Volume 37, Issue 7 （July 2009）

Neurological Surgery 脳神経外科 37巻7号（2009年7月発行）

Japanese English

研究

脳腫瘍におけるフルオロチミジンPET Use of ¹¹F-fluorothymidine Positron Emission Tomography in Brain Tumor 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 Nobuyuki KAWAI ¹ , Masahiro KAGAWA ¹ , Keisuke MIYAKE ¹ , Yoshihiro NISHIYAMA ² , Yuka YAMAMOTO ² , Hirotoshi SHIRAISHI ² , Tomotsugu ICHIKAWA ³ , Takashi TAMIYA ¹ 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 ¹Department of Neurological Surgery,Kagawa University School of Medicine ²Department of Radiology,Kagawa University School of Medicine ³Department of Neurological Surgery,Okayama University Graduate School of Medicine and Dentistry キーワード： brain tumor , cell proliferation , FLT ([¹⁸F]-fluoro-3’-deoxy-3’-L-fluoro-thymidine) , glioma , positron emission tomography Keyword: brain tumor , cell proliferation , FLT ([¹⁸F]-fluoro-3’-deoxy-3’-L-fluoro-thymidine) , glioma , positron emission tomography pp.657-664

発行日 2009年7月10日 Published Date 2009/7/10

DOI https://doi.org/10.11477/mf.1436100972

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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．

　Positron emission tomography (PET) with [¹⁸F]-fluoro-3’-deoxy-3’-L-fluoro- thymidine (FLT) provides information on cellular proliferation activity and has been used in malignant brain tumors. FLT-PET is sensitive in detecting malignant glioma due to the very low background uptake in the normal brain tissue. However, the ability to detect low grade glioma and tumor extension appears to be lower for FLT than for methionine (MET). Recent studies have found a correlation between WHO tumor grade and FLT uptake in gliomas. Our recent experience demonstrated a significant difference in the maximum standardized uptake value (SUVmax) of FLT between grade Ⅱ (0.27±0.06, n＝6) and grade Ⅳ (2.18±0.93, n＝10) glioma (P＜0.0001), and grade Ⅲ (0.70±0.45, n＝7) and grade Ⅳ glioma (P＜0.001). FLT uptake correlated significantly better with the Ki-67 index (r＝0.86, P＜0.0001) than did MET uptake in gliomas. Studies have also reported the use of FLT-PET to investigate the effectiveness of therapy and prognosis of glioma. Increased FLT accumulation is also observed in other brain tumors including malignant lymphoma and metastatic brain tumor. Further studies are necessary to validate the usefulness of FLT-PET in brain tumor diagnosis and treatment.