Định lượng không xâm lấn của viêm phổi cấp độ macrophage bằng [11C](R)-PK11195 sử dụng mô hình động học ba ngăn trong hội chứng suy hô hấp cấp tính thí nghiệm

European Journal of Nuclear Medicine - Tập 49 - Trang 2122-2136 - 2022
Laurent Bitker1,2,3, François Dhelft1, Sophie Lancelot3,4,5, Didier Le Bars3,4,5, Nicolas Costes3,4, Nazim Benzerdjeb6, Maciej Orkisz2, Jean-Christophe Richard1,2,3
1Service de Médecine Intensive Réanimation, Hôpital de la Croix Rousse, Hospices Civils de Lyon, Lyon, France.
2Univ Lyon, INSA‐Lyon, Université Claude Bernard Lyon 1, UJM-Saint Etienne, CNRS, Inserm, CREATIS UMR 5220, Villeurbanne, France
3Université Lyon 1 Claude Bernard, Lyon, France
4CERMEP – Imagerie du Vivant, Lyon, France
5Hospices Civils de Lyon, Lyon, France
6Centre d’Anatomie Et Cytologie Pathologique, Centre Hospitalier Lyon Sud, Hospices Civils de Lyon, Lyon, France

Tóm tắt

Hình ảnh của viêm phổi cấp tính rất quan trọng để đánh giá các chiến lược thông khí đổi mới. Chúng tôi nhằm phát triển và xác thực một mô hình động học ba ngăn (3TCM) của việc hấp thu [11C](R)-PK11195 ở phổi trong hội chứng suy hô hấp cấp tính (ARDS) thí nghiệm, nhằm giúp định lượng viêm macrophage, đồng thời tính đến tác động của việc hấp thu không chọn lọc và không thể đảo ngược của nó trong các mô phổi. Chúng tôi đã phân tích dữ liệu của 38 nghiên cứu chụp cắt lớp phát xạ positron (PET) được thực hiện trên 21 con heo với hoặc không có ARDS thí nghiệm, nhận được gây mê toàn thân và thông khí cơ học. Hàm đầu vào của mô hình là một hàm đầu vào từ hình ảnh, đã được sửa lỗi chuyển hóa và đo ở động mạch phổi chính. Phân tích khu vực phổi bao gồm việc áp dụng cả 3TCM và mô hình hai ngăn (2TCM); trong mỗi khu vực, mô hình tốt nhất được chọn sử dụng một thuật toán chọn lọc với tiêu chí độ vừa khớp. Các tiềm năng gắn kết mô hình tốt nhất (BPND) khu vực được so sánh với sự hiện diện của đại thực bào phổi, được đánh giá bán định lượng trong bệnh lý. 3TCM được lựa chọn ở 142 vùng phổi (62%, khoảng tin cậy 95%: 56 đến 69%). BPND được xác định bởi 2TCM cao hơn đáng kể so với giá trị tính bằng 3TCM (trung vị tổng thể với khoảng tứ phân: 0.81 [0.44–1.33] so với 0.60 [0.34–0.94], p<0.02). Điểm số đại thực bào khu vực có mối tương quan đáng kể với BPND của mô hình tốt nhất (p=0.03). BPND khu vực tăng đáng kể trong khoang phổi bị tăng thông khí so với khoang phổi thông khí bình thường (trung vị với khoảng tứ phân: 0.8 [0.6–1.7] so với 0.6 [0.3–0.8], p=0.03). Để đánh giá cường độ và phân bố không gian của viêm phổi cấp tính do đại thực bào trong bối cảnh ARDS thí nghiệm với thông khí cơ học, việc định lượng PET của việc hấp thu [11C](R)-PK11195 phổi đã được cải thiện đáng kể ở hầu hết các vùng phổi bằng cách sử dụng 3TCM. Phương pháp mới này cung cấp cơ hội để đánh giá không xâm lấn các chiến lược thông khí đổi mới nhằm kiểm soát viêm phổi cấp tính.

Từ khóa

#viêm phổi cấp tính #đại thực bào #ARDS #mô hình động học ba ngăn #[11C](R)-PK11195 #định lượng không xâm lấn #chụp cắt lớp phát xạ positron

Tài liệu tham khảo

Jones HA, Valind SO, Clark IC, Bolden GE, Krausz T, Schofield JB, et al. Kinetics of lung macrophages monitored in vivo following particulate challenge in rabbits. Toxicol Appl Pharmacol. 2002;183:46–54. Pugliese F, Gaemperli O, Kinderlerer AR, Lamare F, Shalhoub J, Davies AH, et al. Imaging of vascular inflammation with [11C]-PK11195 and positron emission tomography/computed tomography angiography. J Am Coll Cardiol. 2010;56:653–61. https://doi.org/10.1016/j.jacc.2010.02.063. Kropholler MA, Boellaard R, Elzinga EH, van der Laken CJ, Maruyama K, Kloet RW, et al. Quantification of (R)-[11C]PK11195 binding in rheumatoid arthritis. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2009;36:624–31. https://doi.org/10.1007/s00259-008-0987-7. van der Laken CJ, Elzinga EH, Kropholler MA, Molthoff CF, van der Heijden JW, Maruyama K, et al. Noninvasive imaging of macrophages in rheumatoid synovitis using 11C-(R)-PK11195 and positron emission tomography. Arthritis Rheum. 2008;58:3350–5. https://doi.org/10.1002/art.23955. Jucaite A, Cselenyi Z, Arvidsson A, Ahlberg G, Julin P, Varnas K, et al. Kinetic analysis and test-retest variability of the radioligand [11C](R)-PK11195 binding to TSPO in the human brain - a PET study in control subjects. EJNMMI Res. 2012;2:15. https://doi.org/10.1186/2191-219X-2-15. Lamare F, Hinz R, Gaemperli O, Pugliese F, Mason JC, Spinks T, et al. Detection and quantification of large-vessel inflammation with 11C-(R)-PK11195 PET/CT. J Nucl Med. 2011;52:33–9. https://doi.org/10.2967/jnumed.110.079038. Kropholler MA, Boellaard R, Schuitemaker A, van Berckel BN, Luurtsema G, Windhorst AD, et al. Development of a tracer kinetic plasma input model for (R)-[11C]PK11195 brain studies. J Cereb Blood Flow Metab. 2005;25:842–51. https://doi.org/10.1038/sj.jcbfm.9600092. Bitker L, Costes N, Le Bars D, Lavenne F, Orkisz M, Hernandez Hoyos M, et al. Noninvasive quantification of macrophagic lung recruitment during experimental ventilation-induced lung injury. J Appl Physiol. 1985;2019(127):546–58. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00825.2018. Hatty CR, Le Brun AP, Lake V, Clifton LA, Liu GJ, James M, et al. Investigating the interactions of the 18kDa translocator protein and its ligand PK11195 in planar lipid bilayers. Biochim Biophys Acta. 2014;1838:1019–30. https://doi.org/10.1016/j.bbamem.2013.12.013. Innis RB, Cunningham VJ, Delforge J, Fujita M, Gjedde A, Gunn RN, et al. Consensus nomenclature for in vivo imaging of reversibly binding radioligands. J Cereb Blood Flow Metab. 2007;27:1533–9. https://doi.org/10.1038/sj.jcbfm.9600493. Golla SSV, Adriaanse SM, Yaqub M, Windhorst AD, Lammertsma AA, van Berckel BNM, et al. Model selection criteria for dynamic brain PET studies. EJNMMI Phys. 2017;4:30. https://doi.org/10.1186/s40658-017-0197-0. Matute-Bello G, Downey G, Moore BB, Groshong SD, Matthay MA, Slutsky AS, et al. An official American Thoracic Society workshop report: features and measurements of experimental acute lung injury in animals. Am J Respir Cell Mol Biol. 2011;44:725–38. https://doi.org/10.1165/rcmb.2009-0210ST. Hashimoto K, Inoue O, Suzuki K, Yamasaki T, Kojima M. Synthesis and evaluation of 11C-PK 11195 for in vivo study of peripheral-type benzodiazepine receptors using positron emission tomography. Ann Nucl Med. 1989;3:63–71. Gattinoni L, Caironi P, Cressoni M, Chiumello D, Ranieri VM, Quintel M, et al. Lung recruitment in patients with the acute respiratory distress syndrome. N Engl J Med. 2006;354:1775–86. https://doi.org/10.1056/NEJMoa052052. Gattinoni L, Pesenti A, Bombino M, Baglioni S, Rivolta M, Rossi F, et al. Relationships between lung computed tomographic density, gas exchange, and PEEP in acute respiratory failure. Anesthesiology. 1988;69:824–32. Huang S-C, Wu L-C, Lin W-C, Lin K-P, Liu R-S. Adaptive weighted nonlinear least squares method for fluorodeoxyglucose positron emission tomography quantification. J med biol eng. 2018;38:63–75. https://doi.org/10.1007/s40846-017-0313-6. van den Hoff J, Oehme L, Schramm G, Maus J, Lougovski A, Petr J, et al. The PET-derived tumor-to-blood standard uptake ratio (SUR) is superior to tumor SUV as a surrogate parameter of the metabolic rate of FDG. EJNMMI Res. 2013;3:77. https://doi.org/10.1186/2191-219x-3-77. Lambrou T, Groves AM, Erlandsson K, Screaton N, Endozo R, Win T, et al. The importance of correction for tissue fraction effects in lung PET: preliminary findings. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2011;38:2238–46. https://doi.org/10.1007/s00259-011-1906-x. Schroeder T, Vidal Melo MF, Musch G, Harris RS, Venegas JG, Winkler T. Image-derived input function for assessment of 18F-FDG uptake by the inflamed lung. J Nucl Med. 2007;48:1889–96. https://doi.org/10.2967/jnumed.107.041079. Broccard AF, Shapiro RS, Schmitz LL, Ravenscraft SA, Marini JJ. Influence of prone position on the extent and distribution of lung injury in a high tidal volume oleic acid model of acute respiratory distress syndrome. Crit Care Med. 1997;25:16–27. R Development Core Team. R: a language and environment for statistical computing. Vienna, Austria: R Foundation for Statistical Computing; 2008. Chen DL, Cheriyan J, Chilvers ER, Choudhury G, Coello C, Connell M, et al. Quantification of lung PET images: challenges and opportunities. J Nucl Med. 2017;58:201–7. https://doi.org/10.2967/jnumed.116.184796. Hatori A, Yui J, Yamasaki T, Xie L, Kumata K, Fujinaga M, et al. PET imaging of lung inflammation with [18F]FEDAC, a radioligand for translocator protein (18 kDa). PLoS ONE. 2012;7:e45065. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0045065. Chen DL, Agapov E, Wu K, Engle JT, Solingapuram Sai KK, Arentson E, et al. Selective imaging of lung macrophages using [(11)C]PBR28-based positron emission tomography. Mol Imaging Biol. 2021. https://doi.org/10.1007/s11307-021-01617-w. Jones H. Kinetics of lung macrophages monitored in vivo following particulate challenge in rabbits. Toxicol Appl Pharmacol. 2002;183:46–54. https://doi.org/10.1006/taap.2002.9462. Batarseh A, Papadopoulos V. Regulation of translocator protein 18 kDa (TSPO) expression in health and disease states. Mol Cell Endocrinol. 2010;327:1–12. https://doi.org/10.1016/j.mce.2010.06.013. Clough AV, Haworth ST, Hanger CC, Wang J, Roerig DL, Linehan JH, et al. Transit time dispersion in the pulmonary arterial tree. J Appl Physiol. 1985;1998(85):565–74. https://doi.org/10.1152/jappl.1998.85.2.565. Chauveau F, Becker G, Boutin H. Have (R)-[(11)C]PK11195 challengers fulfilled the promise? A scoping review of clinical TSPO PET studies. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2021. https://doi.org/10.1007/s00259-021-05425-w.
Thông tin
Thông tin xuất bản

European Journal of Nuclear Medicine

Tập 49

2122-2136

Thông tin tác giả