핵의학

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  • [Cancers (Basel).] Glucose Loading Enhances the Value of 18 F-FDG PET/CT for the Characterization and Delineation of Cerebral Gliomas

    [Cancers (Basel).] Glucose Loading Enhances the Value of 18 F-FDG PET/CT for the Characterization and Delineation of Cerebral Gliomas 뇌종양 환자에서 포도당부하 FDG PET의 유용성

    연세의대 / 김동우, 고해영, 윤미진*

  • 출처
    Cancers (Basel).
  • 등재일
    2020 Jul 20
  • 저널이슈번호
    12(7):E1977. doi: 10.3390/cancers12071977.
  • 내용

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    이달의 연구자 바로가기

     

    Abstract
    This study aimed to assess how to enhance the value of 18F-Fluorodeoxyglucose (FDG) PET/CTs for glioma grading and better delineation of the tumor boundary by glucose loading. In mouse models of brain tumor using U87MG cells, 18F-FDG-PET images were obtained after fasting and after glucose loading. There was a significant difference in the tumor-to-normal cortex-uptake ratio (TNR) between the fasting and glucose-loading scans. 14C-2-Deoxy-D-glucose (14C-DG) uptake was measured in vitro using U87MG, U373MG and primary neurons cultured with different concentrations of glucose. The tumor-to-neuron ratio of 14C-DG uptake increased with up to 10 mM of glucose. Finally, 10 low-grade and 17 high-grade glioma patients underwent fasting and glucose loading 18F-FDG PET/CT and the TNR was compared between scans. The effect of glucose loading was significant in high-grade but not in low-grade gliomas. The receiver operating characteristic curve analyses with a cut-off TNR of 0.81 showed a higher area under the curve after glucose loading than fasting for differentiating low-grade versus high-grade gliomas. In addition, the glucose loading PET/CT was more useful than the fasting PET/CT for the discrimination of oligodendrogliomas from IDH-wildtype glioblastomas. Glucose loading resulted in a greater reduction in 18F-FDG uptake in the normal cortex than in tumors, which increases the usefulness of 18F-FDG PET/CT for grading.

     

    그림1) U87MG 마우스 뇌종양 모델에서 금식 상태와 포도당 주사 후, (a) 18F-FDG/PET 비교영상. (b) 종양과 정상 피질 에서의 SUV (standardized uptake value). (c) 종양 대 정상 피질의 섭취비율.

     

     

    그림2) 악성 뇌종양 환자에서 금식 상태와 포도당 주사 후, 18F-FDG/PET 영상 (upper panel)과 FLAIR T1 enhanced MRI 영상 (bottom panel).

     

     

    Affiliations

    Dongwoo Kim  1 , Hae Young Ko  1 , Sangwon Lee  1 , Yong-Ho Lee  2 , Sujin Ryu  3 , Seon Yoo Kim  1 , Jee-In Chung  1 , Misu Lee  4 , Ju Hyung Moon  5 , Jong Hee Chang  5 , Mijin Yun  1
    1 Department of Nuclear Medicine, Severance Hospital, Yonsei University College of Medicine, Seoul 03722, Korea.
    2 Department of Internal Medicine, Severance Hospital, Yonsei University College of Medicine, Seoul 03722, Korea.
    3 Brain Tumor Center, Severance Hospital, Yonsei University Health System, Seoul 03722, Korea.
    4 Division of Life Sciences, College of Life Science and Bioengineering, Incheon National University, Incheon 22012, Korea.
    5 Department of Neurosurgery, Brain Tumor Center, Severance Hospital, Yonsei University College of Medicine, Seoul 03722, Korea.

  • 키워드
    18F-FDG PET/CT; glioma; glucose loading; grading.
  • 연구소개
    1. 18F-FDG/PET 은 종양의 진단, 병기판정, 재발판정, 치료 평가 등에 유용하게 사용되는 영상법이나, 뇌종양의 경우 대뇌피질의 높은 포도당 섭취율 때문에 18F-FDG/PET 영상을 적용하는 데는 한계가 있었습니다. 이러한 문제를 해결하고자 본 연구는 검사 전 금식이라는 프로토콜을 수정하여 포도당 수액 주사를 통해 혈당을 증가시킨 후 18F-FDG/PET 영상의 종양 대 정상 피질 섭취 비율(tumor to normal cortex uptake ratio)의 값이 증가함을 증명하였고 이에 따라 뇌종양에서의 18F-FDG/PET 영상의 유용성을 증가시켰습니다. 먼저 마우스 뇌종양 모델에서 금식 상태와 포도당을 주사했을 때 18F-FDG/PET 영상을 비교하여 이와 같은 현상을 확인하였고, 세포 수준에서도 포도당 농도에 따른 뇌종양 세포와 신경세포의 14C-DG(14C-2-Deoxy-D-glucose)의 세포 내 섭취를 비교하여 미디어 내 포도당 농도 증가에 따라 뇌종양 세포 대 신경세포의 섭취비율이 증가하였습니다. 또한, 악성 뇌종양 환자에서 포도당 주사 후 18F-FDG/PET 영상에서 종양 대 정상 피질 섭취 비율이 25% 증가하였는데 이러한 효과는 고등급 종양에서 보였습니다. 본 연구는 아미노산 PET/CT가 용이하지 않은 병원에서 적극적으로 시행해 볼 수 있는, 뇌종양에서의 FDG PET/CT의 임상 유용성을 증가시킬 수 있는 방법입니다.
  • 편집위원

    뇌종양에서 FDG PET의 평가에 glucose loading의 유용성을 평가해본 전임상 연구임. 해당 연구의 결과로 보아 glucose loading 이 뇌종양의 FDG PET 평가에 도움이 될 것으로 보임. 뇌종양 관련 신경외과 및 종양학 의사, 핵의학 의사에게 관심을 끌 논문으로 생각됨.

    2020-08-26 13:30:38

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