Fludeoksyglukoza – informacje w pigułce (podsumowanie farmaceuty)
Fludeoksyglukoza – pochodna glukozy stosowana wyłącznie do diagnostyki. Używana w badaniu PET, czyli pozytywnej emisyjnej tomografii komputerowej, najczęściej w zakresie onkologii, kardiologii i neurologii. Mechanizm działania fludeoksyglukozy polega na wstrzyknięciu substancji do organizmu, co powoduje napływ glukozy do określonych narządów lub tkanek. Dzięki tej substancji możliwe jest rozpoznanie m.in. zmian ogniskowych, różnego rodzaju nowotworów (np. płuc raka trzustki, chłoniaka złośliwego), ocena żywotności mięśnia sercowego, umiejscowienie przewlekłego procesu zapalnego oraz dokładne zlokalizowanie choroby i określenie jej zaawansowania.
Fludeoksyglukoza dostępna jest w postaci roztworu do wstrzykiwań. Dokładną dawkę ustala się indywidualnie w zależności od masy ciała pacjenta i rodzaju używanego aparatu. Fludeoksyglukozę podaje się zarówno dzieciom jak i dorosłym.
Możliwe działania niepożądane: podanie leku powoduje otrzymanie dawki promieniowania jonizującego, które może być związane z minimalnym ryzykiem powstania nowotworu lub wad wrodzonych.
Opracowanie: Aleksandra Rutkowska – technik farmaceutyczny – nr dyplomu T/50033363/10
Fludeoksyglukoza – rewolucja w diagnostyce medycznej
Fludeoksyglukoza (FDG) to organiczny związek chemiczny będący analogiem glukozy, który na stałe zmienił oblicze współczesnej diagnostyki medycznej. Ta innowacyjna substancja, w której grupa hydroksylowa w pozycji 2 została zastąpiona atomem fluoru-18, stanowi dziś podstawę pozytonowej tomografii emisyjnej (PET) – jednej z najważniejszych metod obrazowania w medycynie. Wykorzystanie fludeoksyglukozy w diagnostyce opiera się na fundamentalnym procesie biologicznym – podwyższonym metabolizmie glukozy w komórkach nowotworowych, znanym jako zjawisko Warburga. Dzięki temu mechanizmowi możliwe jest wczesne wykrywanie zmian chorobowych, często na długo przed ich uwidocznieniem w badaniach anatomicznych. Fludeoksyglukoza (18F) to nie tylko narzędzie diagnostyczne – to okno pozwalające zajrzeć do wnętrza komórek i zrozumieć procesy metaboliczne zachodzące w organizmie.
Mechanizm działania na poziomie molekularnym
Fludeoksyglukoza działa w organizmie według skomplikowanego mechanizmu molekularnego, który wykorzystuje naturalną potrzebę komórek na glukozę jako źródło energii. Fludeoksyglukoza jest analogiem glukozy i podobnie jak naturalny węglowodan może przedostawać się do wnętrza komórki poprzez transportery glukozy GLUT1 lub GLUT3, a następnie ulec fosforylacji katalizowaną przez heksokinazę.
Po wniknięciu do komórki fludeoksyglukoza przechodzi proces fosforylacji, tworząc 18F-fludeoksyglukozo-6-fosforan. Z powodu zastąpienia jednej grupy hydroksylowej atomem fluoru fosforan fludeoksyglukozy nie jest metabolizowany, a obecność grupy fosforanowej uniemożliwia mu przejście przez błonę komórkową. Ten mechanizm, określany mianem „pułapki metabolicznej”, sprawia, że substancja zostaje zatrzymana w komórkach o wysokim metabolizmie.
Fludeoksyglukoza (18F) jest transportowana do komórek i fosforylowana do [18F] FDG–6–fosforanu przez enzym heksokinazę. Po fosforylacji nie może opuścić komórki, dopóki nie zostanie zdefosforylowany przez glukozo–6–fosfatazę. Ta właściwość jest kluczowa dla diagnostyki, ponieważ pozwala na selektywne gromadzenie się substancji w tkankach o zwiększonym zapotrzebowaniu na glukozę.
Transport i dystrybucja
Po podaniu dożylnym fludeoksyglukoza dystrybuuje się w organizmie zgodnie z przepływem krwi, docierając do wszystkich narządów i tkanek. Główną drogą eliminacji fludeoksyglukozy (18F) są nerki. W badaniach farmakokinetycznych obliczono, że 20% aktywności zostaje wydalone wraz z moczem po upływie 2 godzin od podania substancji czynnej.
Właściwości farmakologiczne
Fludeoksyglukoza (18F) charakteryzuje się unikalnymi właściwościami farmakologicznymi, które czynią ją idealnym radiofarmaceutykiem diagnostycznym. Okres połowicznego rozpadu 18F wynosi 110 minut, co oznacza, że po tym czasie radioaktywność substancji zmniejsza się o połowę. Ten stosunkowo krótki okres półtrwania zapewnia bezpieczeństwo pacjenta przy jednoczesnym zapewnieniu wystarczającego czasu na przeprowadzenie badania.
Substancja jest podawana w postaci bezpośredniego wstrzyknięcia dożylnego, zazwyczaj 45–60 minut przed badaniem PET, badanie trwa od 30–60 minut. Ten interwał czasowy jest niezbędny do optymalnego rozprowadzenia substancji w organizmie i jej akumulacji w tkankach docelowych.
Metabolizm i wydalanie
Po wprowadzeniu do organizmu fludeoksyglukoza ulega charakterystycznym przemianom metabolicznym. Związek ten przypuszczalnie jest następnie metabolizowany do 2–deoksy–2–[18F]–fluoro–6–fosfo–dmannozy. Fosforylowane związki są defosforylowane i prawdopodobnie opuszczają komórki na drodze biernej dyfuzji.
W zdrowych komórkach może ulec defosforylacji i wydostać się na zewnątrz komórki, natomiast w komórkach rakowowych ilość defosfatazy jest niewystarczająca, co powoduje akumulowanie się w ich wnętrzu fludeoksyglukozy. Ta różnica w aktywności enzymatycznej między komórkami zdrowymi a nowotworowymi stanowi podstawę diagnostyczną zastosowania FDG.
Wskazania medyczne i zastosowania kliniczne
Onkologia
Wskazania do badania PET w onkologii obejmują przede wszystkim: chłoniaki, raka płuca i nowotwory głowy i szyi. Zastosowanie fludeoksyglukozy w onkologii opiera się na tzw. zjawisku Warburga: w komórkach nowotworowych następuje przeprogramowanie procesów metabolicznych, w wyniku czego obserwuje się wzrost glikolizy beztlenowej i zahamowanie fosforylacji oksydacyjnej.
Szczegółowe wskazania onkologiczne obejmują:
- Nowotwory płuc: Ocena stopnia zaawansowania i wykrywanie przerzutów
- Chłoniaki: Diagnostyka pierwotna i monitoring leczenia
- Nowotwory głowy i szyi: Ocena miejscowego zaawansowania choroby
- Rak jelita grubego: Szczególnie w przypadku nawrotów
- Czerniak złośliwy: U pacjentów z naciekaniem > 1,5 mm wg Breslowa
- Rak piersi: Ocena odpowiedzi na chemioterapię
Ocena stopnia zaawansowania procesu nowotworowego, co pozwala na zastosowanie optymalnej terapii. Stwierdzenie nieznanych wcześniej ognisk przerzutowych może dyskwalifikować z leczenia chirurgicznego.
Kardiologia
W kardiologii fludeoksyglukoza znajduje zastosowanie głównie w ocenie żywotności mięśnia sercowego. 18F-fludeoksyglukoza jest stosowana również do oceny dysfunkcji lewej komory serca. Badanie pozwala na rozróżnienie między tkanką martwą a żywą, ale nieaktywną metabolicznie, co ma kluczowe znaczenie w podejmowaniu decyzji o rewaskularyzacji.
Specjalne procedury w kardiologii obejmują zastosowanie klamry metabolicznej, gdzie w przypadku badań tego mięśnia poleca się podanie nasycającej dawki 50 g glukozy około 1 godziny przed podaniem preparatu Fludeoksyglukoza Euro-PET.
Neurologia
W neurologii fludeoksyglukoza umożliwia obrazowanie aktywności metabolicznej mózgu. Metabolizm glukozy w mózgu zależy od aktywności tego ostatniego. Dlatego badania neurologiczne należy wykonywać po okresie relaksu w zaciemnionym, wyciszonym pokoju.
Zastosowania neurologiczne obejmują:
- Lokalizację ognisk padaczkowych
- Diagnostykę zespołów otępiennych
- Ocenę zmian niedokrwiennych w mózgu
- Badanie guzów mózgu
Inne zastosowania
Pozarejestracyjnie wykorzystywana jest do analizy zmian miażdżycowych, a także do badania stanów zapalnych podczas infekcji, w schorzeniach reumatologicznych, zapaleniu kości i szpiku, zapaleniu jelita krętego i zapaleniu naczyń.
Dawkowanie i sposób podawania
Dawkowanie dla dorosłych
Dawki zwykle stosowane (dobowe) u osób dorosłych: od 100 MBq do 400 MBq. Zalecana dawka radioaktywności dla osoby dorosłej o masie ciała 70 kg wynosi od 100 do 400 MBq. Dawka ta powinna być dostosowana do masy ciała pacjenta, rodzaju stosowanej kamery i trybu akwizycji.
Dawkowanie pediatryczne
Istnieje jedynie niewiele danych klinicznych dotyczących bezpieczeństwa i skuteczności diagnostycznej produktu u pacjentów w wieku poniżej 18 lat. Dlatego należy starannie rozważyć możliwość jego zastosowania u dzieci z chorobami onkologicznymi.
Dawka radioaktywności podawanej dzieciom i młodzieży stanowi proporcjonalny ułamek dawki radioaktywności zalecanej dla dorosłych, obliczana na podstawie masy ciała z zastosowaniem odpowiednich współczynników.
Przygotowanie pacjenta
Aspekt przygotowania |
Wymagania |
Czas postu |
Minimum 4 godziny |
Nawodnienie |
Obfite, unikać napojów z glukozą |
Aktywność fizyczna |
Unikać przed badaniem |
Poziom glukozy |
Kontrola, szczególnie u diabetyków |
Preparat Fludeoksyglukoza Euro-PET należy podawać odpowiednio nawodnionym pacjentom pozostającym na czczo od minimum 4 godzin, co pozwoli na uzyskanie maksymalnej radioaktywności docelowej.
Przeciwwskazania i środki ostrożności
Przeciwwskazania bezwzględne
- Przeciwwskazaniem jest nadwrażliwość na fludeoksyglukozę (18F)
- Ciąża (ze względu na promieniowanie jonizujące)
- Okres karmienia piersią bez przerwania karmienia
Środki ostrożności
Ze względu na jego radioaktywność, należy zachować ostrożność u pacjentów z chorobami nerek lub wątroby oraz u kobiet w ciąży i karmiących piersią.
Szczególne grupy pacjentów wymagających ostrożności:
- Pacjenci z cukrzycą (hiperglikemia może zmniejszyć czułość badania)
- Chorzy z zaburzeniami czynności nerek
- Pacjenci po chemioterapii lub radioterapii
- Osoby z chorobami zapalnymi lub infekcjami
Przed podaniem preparatu należy wykonać oznaczenie stężenia glukozy we krwi, ponieważ hiperglikemia może spowodować zmniejszenie czułości Fludeoksyglukoza Euro-PET, zwłaszcza gdy wskaźnik glikemii przekracza 8 mmol/l.
Działania niepożądane i bezpieczeństwo
Profil bezpieczeństwa
Najczęstsze działania niepożądane to ryzyko rozwoju nowotworów i wad wrodzonych oraz reakcje nadwrażliwości. Jednak należy podkreślić, że dawka promieniowania jest minimalna i porównywalna z rutynowymi badaniami rentgenowskimi.
Działania niepożądane
Lista potencjalnych działań niepożądanych:
- Bóle głowy
- Zawroty głowy
- Nudności i wymioty
- Reakcje alergiczne (rzadko)
- Ryzyko związane z promieniowaniem jonizującym
Jeśli po podaniu fludeoksyglukozy (18F) u pacjenta wystąpi wstrząs anafilaktyczny, należy jak najszybciej zaprzestać podawania substancji czynnej i wdrożyć odpowiednie leczenie.
Zalecenia bezpieczeństwa
Zaleca się, aby pacjent, któremu została wstrzyknięta fludeoksyglukoza (18F), nie kontaktował się przez minimum 12 godzin z dziećmi i kobietami w ciąży. To ważne zalecenie związane z minimalizowaniem narażenia najbardziej wrażliwych grup na promieniowanie.
Interakcje z innymi lekami
Leki wpływające na metabolizm glukozy
Fludeoksyglukoza może wchodzić w interakcje z lekami wpływającymi na stężenie glukozy we krwi:
- Kwas walproinowy wpływa na zmiany stężenia glukozy we krwi, może wpływać na czułość badania z użyciem fludeoksyglukozy (18F)
- Karbamazepina wpływa na zmiany stężenia glukozy we krwi, może wpływać na czułość badania
- Fenytoina wpływa na zmiany stężenia glukozy we krwi, może wpływać na czułość badania
Inne interakcje
- Kortykosteroidy: Mogą wpływać na wyniki obrazowania
- Insulina i glukoza: Bezpośrednie oddziaływanie na metabolizm glukozy
- Czynniki stymulujące tworzenie kolonii (CSF): Zwiększają wychwyt w szpiku kostnym
- Katecholaminy: Mogą modulować metabolizm komórkowy
Monitorowanie i kontrola jakości
Procedury kontroli jakości
Radioaktywność FDG należy zmierzyć przy użyciu kalibratora bezpośrednio przed wstrzyknięciem. Preparat należy podawać dożylnie, aby uniknąć napromieniowania organizmu w wyniku miejscowego wynaczynienia.
Timing badania
Skaningowe badania emisyjne rozpoczyna się zazwyczaj po upływie od 45 do 60 minut od wstrzyknięcia fluorodeoksyglukozy (18F). W przypadkach szczególnych możliwe jest wydłużenie tego okresu do 2-3 godzin, co wiąże się z redukcją radioaktywności tła.
Znaczenie w diagnostyce różnicowej
Diagnostyka onkologiczna
Zazwyczaj tego typu zmiany wychwycone przez PET są widoczne przed wystąpieniem objawów w innych badaniach obrazowych. Ta właściwość czyni fludeoksyglukozę niezastąpionym narzędziem we wczesnej diagnostyce nowotworowej.
Większość agresywnych guzów nowotworowych wykazuje wysoki metabolizm glukozy, stąd dzięki zwiększonemu wychwytowi FDG możliwe jest obrazowanie stanu zaawansowania choroby.
Ograniczenia diagnostyczne
W badaniach stwierdzono, że fludeoksyglukoza (18F) nie jest skuteczna w diagnostyce przerzutów do mózgu. Jest to istotne ograniczenie, które należy uwzględnić w planowaniu diagnostyki.
Choroby zakaźne i (lub) zapalne oraz procesy regeneracyjne po operacjach mogą doprowadzić do znacznego wychwytu FDG, a przez to do uzyskiwania wyników fałszywie dodatnich.
Czy fludeoksyglukoza jest bezpieczna?
Fludeoksyglukoza jest bezpiecznym radiofarmaceutykiem, gdy stosowana zgodnie z zaleceniami medycznymi. Dawka promieniowania jest minimalna i porównywalna z rutynowymi badaniami rentgenowskimi. Substancja ma krótki okres półtrwania (110 minut) i jest szybko wydalana z organizmu.
Jak długo trwa badanie z fludeoksyglukozą?
Całkowity czas związany z badaniem wynosi około 2-3 godziny, w tym 45-60 minut oczekiwania po wstrzyknięciu substancji oraz 30-60 minut samego badania PET. Pacjent musi pozostawać w spoczynku w okresie między wstrzyknięciem a badaniem.
Czy można prowadzić pojazdy po badaniu?
Tak, fludeoksyglukoza nie wpływa na zdolność prowadzenia pojazdów. Pacjent może normalnie funkcjonować po badaniu, zachowując jedynie podstawowe środki ostrożności związane z promieniowaniem.
Jakie przygotowanie jest wymagane przed badaniem?
Pacjent musi być na czczo przez minimum 4 godziny przed badaniem, być dobrze nawodniony (unikając napojów zawierających cukier) oraz unikać intensywnej aktywności fizycznej. U diabetyków konieczna jest kontrola poziomu glukozy we krwi.
Czy badanie można powtarzać?
Tak, badania PET z fludeoksyglukozą można powtarzać zgodnie ze wskazaniami medycznymi. Krótki okres półtrwania substancji pozwala na bezpieczne wykonywanie kolejnych badań w razie potrzeby.
Kiedy unikać badania z fludeoksyglukozą?
Badania należy unikać w przypadku ciąży, karmienia piersią (bez przerwania karmienia), nadwrażliwości na substancję, niewyrównanej cukrzycy oraz w okresie 2-4 miesięcy po radioterapii ze względu na możliwe wyniki fałszywie dodatnie.
Czy fludeoksyglukoza wykrywa wszystkie rodzaje nowotworów?
Nie wszystkie nowotwory wykazują zwiększony wychwyt fludeoksyglukozy. Szczególnie nowotwory o niskim metabolizmie glukozy mogą nie być dobrze widoczne w badaniu PET-FDG. W takich przypadkach stosuje się alternatywne radiofarmaceutyki.
Jak długo po badaniu należy unikać kontaktu z dziećmi?
Zaleca się unikanie bliskiego kontaktu z małymi dziećmi i kobietami w ciąży przez minimum 12 godzin po podaniu fludeoksyglukozy. To zalecenie wynika z ostrożności związanej z minimalizowaniem narażenia na promieniowanie.
Bibliografia
- Ashraf M, Goyal A. Fludeoxyglucose (18F). In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2025 Jan-. 2023 Aug 28. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK557653/
- Bleeker-Rovers CP, Vos FJ, Mudde AH, Dofferhoff ASM, de Geus-Oei LF, Rijnders AJ, Krabbe PFM, Corstens FHM, van der Meer JWM, Oyen WJG. A prospective multi-centre study of the value of FDG-PET as part of a structured diagnostic protocol in patients with fever of unknown origin. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2007;34(5):694-703. DOI: 10.1007/s00259-006-0295-z PMID: 17171357