PETと癌診療
ーその臨床的有用性ー
群馬大学医学部画像核医学分野 日本学術振興会外国人特別研究員
はじめに
最近がんの診断においてPET検査が注目 されています。この検査は従来の「腫瘍のか たちを見る」、つまり形態を見る画像診断とは 原理的に異なり、「腫瘍の機能をみる」、つま り機能画像診断として非常に有用性が高いも のです。しかしながら「すべてのがんが早期 発見できる」「100％確実に診断可能」といっ た、夢のような診断法ではありません。ここで は簡単にPETの原理や有用性、そして将来 などを説明します。PETの基礎
PETの臨床 PETの将来
Positron Emission Tomography (PET)
PETとは、Positron Emission Tomographyの略で、ポジト ロン（陽電子）を 放出するアイソトープで標識された薬剤を 注射し、その体内分布を特殊なカメラで映像化する新しい診 断法です。ポジトロンCTとも呼ばれます。
ＰＥＴ薬剤
PETで使用される薬剤（FDGと呼びます）は ブドウ糖をアイソトープで標識したものです。細 胞はブドウ糖をエネルギー源として使っていま すが、がん細胞は正常の細胞よりも活動性が 高いため、栄養であるブドウ糖をたくさん取り 込む性質があります。Glucose and
18F-FDG
葡萄糖 1818FF--FDGFDG O CH3OH OH 18F OH OH O CH3OH OH OH OH OH *FDGは正確には18F-FDG（２-デオキシ-２-フルオロ-D-グルコース）と呼び、 グルコースの水酸基のひとつを18-Fに置換した構造です。FDG自動合成装置
PETの安全性は？
PETで使用される薬剤はブドウ糖の一種 であり、副作用の報告はありません。 また、体内に投与されるアイソトープは量 も少なく、半減期も非常に短い（半減期110 分）ため、被曝量は人体にほとんど影響の ないごく微量です。Positron emitters for clinical PET scanning Isotope Half-life 110 min 20 min 2 min 10 min Fluorine: 18F Carbon: 11C Oxygen: 15O Nitrogen: 13N
Biochemical and physiological processes visualized by PET
Mechanism PET tracers
•Glucose utilization
•Phospholipid metabolism •Amino acid transport
and metabolism •Proliferation •Apoptosis •Blood flow •Hypoxia •Bone Metabolism FDG Choline Methionine FAMT Thymidine, FLT Annexin V H2O FMISO Sodium fluoride
Mechanism of PET tracers
Glucose utilization
Phospholipid metabolism
Amino acid transport and metabolism Proliferation
Apoptosis Blood flow Hypoxia
Glucose utilization
FDG
Cellular uptake of FDG through glucose transporters and phosphorylation by hexokinase
Widespread established clinical usages
including staging, assessment of response, and detection of recurrence
Phospholipid metabolism
11C-Choline, 18F-CholineCellular uptake of labeled choline through specific receptors and phosphorylation by choline kinase. Endogenous choline is
subsequently involved in synthesis of membrane phospholipids.
Evaluation of prostate tumors and breast cancer
Brain Tumor
A 58-year-old male with glioblastoma in the right frontal lobe. (A) MRI image showed a ring-enhanced tumor in the right frontal lobe. (B) 11
C-Choline PET demonstrated high 11C-Choline uptake (SUV = 4.4). (C)
Phospholipid metabolism
11C-acetateMechanism of uptake incompletedly
understood. Thought to be involved in
synthesis of phosphatidylcholine and other lipids
Evaluation of prostate tumors and breast cancer
Advanced prostate cancer
18F-FDG 11C-acetate
Multiple osseous metastases (arrows) were better visualized with 11 C-acetate PET than with 18F-FDG PET.
PETの基礎
PETの臨床
PETで何がわかるの？
PETは悪性腫瘍の性質（悪性度）診断や転移・ 再発巣の診断、あるいは治療効果判定に有用性が 高い検査です。 通常の画像診断（X線CTやMRI、超音波検査な ど）は腫瘍の「かたちや大きさ」を見る検査です。そ れに対してPETは腫瘍細胞の「活動性」、言葉をか えれば「悪性度」まで知ることができると考えられて います。例えばかたちは小さくてもPETで悪性度の 高いがんであることがわかれば、手術の範囲を広く したり、あるいは抗がん剤を併用するなど適切な治 療方針に変更することが可能になります。PETで何がわかるの？
また、がんは離れた臓器に転移したり、いっ たん治療してもまた再発してくる場合がありま す。転移や再発がどの臓器に出現するかを予 測することは困難であり、従来は可能性の高い 臓器に対してだけCTや超音波検査などが行わ れていました。その点、PETは一回で全身を検 査できる優れた特徴を持っているため、予期せ ぬところに生じた転移や再発を早期に発見でき る検査として期待されています。PETで何がわかるの？
さらに、がん細胞は死滅するよりも先に活 動性が低下するので、PETを使って放射線治 療や化学療法の効果判定を従来よりも早い時 期に診断することが可能です。これにより次の 段階の治療方針を早く決めることができる場合 もあります。FDG-PETの臨床的有用性
● 早期癌の発見 ● 良・悪性の鑑別診断 ● 病期診断、原発巣の検索 ● 治療後の効果判定 ● 経過観察、再発の診断● FDG集積の強い腫瘍
頭頚部腫瘍、肺、乳、食道、大腸、膵、 婦人科腫瘍、悪性黒色腫、悪性リンパ腫
● FDG集積の弱い腫瘍
FDG-PETによるがん検診の利点
● 早期発見ができること ● 特定の臓器ではなく、全身の臓器が対象 となること ● 苦痛がなく、2時間程度ですぐ結果が わかること ● わかった時点で病期診断までできて しまうこと肺がんのFDG-PET診断
● 感 度：90％（81∼100％） ● 特異度：80％（78∼94％） ● 正診率：90％（80∼94％） ● 偽陽性：活動性炎症（肺炎、結核、膿瘍、 サルコイドーシスなど） ● 偽陰性：肺胞上皮癌（BAC)、高分化型腺癌、 10mm以下の小さい肺がん FDG集積がなければ、CTによる経過観察 FDG集積があれば、積極的アプローチPETによる癌検診、癌診断
ーその臨床的有用性ー
● FDG-PETとは ● PETによる癌検診 ● 肺がん ● 大腸がん ● 悪性リンパ腫 ● その他の悪性腫瘍 ● これからのFDG-PET検査PETによる癌検診、癌診断
ーその臨床的有用性ー
● FDG-PETとは ● PETによる癌検診 ● 肺がん ● 大腸がん ● 悪性リンパ腫 ● その他の悪性腫瘍 ● これからのFDG-PET検査悪性リンパ腫
●
全身のリンパ節から発生する悪性腫瘍
●
患者数が増加
●
化学療法、放射線治療が著効
悪性リンパ腫の治療
化学療法 ・ CHOP療法 エンドキサン、アドリアシン、オンコピン プレドニン 抗体療法 ・ リツキサン 抗CD20モノクローナル抗体 RI内用療法 ・ ゼバリン イットリウム(Y)ｰ90標識抗CD20モノクローナル抗体悪性リンパ腫のFDG-PET
● 集積度は組織型により差 （MALTリンパ腫、T細胞リンパ腫、 Castlemen’s diseaseは低集積） ● 病期診断は、CT、MRI、ガリウム、骨シンチ グラフィよりも良い。 ● 治療評価、再発診断、予後評価にも優れる。 ● しかし、FDG高集積リンパ節の鑑別診断は 難しい。FDG-PETによるがん検診の欠点
● 5mm以下の小さい癌や、食道・胃の粘膜癌 が検出できない。 ● FDGの排泄経路となる尿路系腫瘍が弱い。 ● 肺胞上皮癌（BAC)や分化型肝臓癌などが 検出できない。臨床におけるPETのまとめ（１）
多くの種類の悪性腫瘍に有効 局所の評価や早期癌の発見というよりも、むしろ進行 癌の病期診断、再発診断に有効性が高い。 形態診断だけでは困難な良悪性の鑑別に有用 従来のガリウムシンチ、骨シンチよりも優れている 経済面・供給面での問題が解決すれば将来的には 置き換わる可能性あり 検診への応用？臨床におけるPETのまとめ（２）
炎症にも集積する（非特異的） 消化管や尿路系、肺門などの正常集積との鑑別が難 しいことがある CTなどの形態画像と比較して読影 空間分解能が悪いため、およそ直径５mm以下の腫瘍 は判定できない 脳腫瘍、肝細胞癌、胃癌、腎癌、膀胱癌、前立腺癌な どの検出率は悪いPETの基礎 PETの臨床
これからのPET
●
C T
+ P E T
形態画像
機能画像
（ブドウ糖）
新しいがんの画像診断へ
PET の将来
分子生物学の急速な進歩
微量の薬剤分布を画像化できるのはRIだけ （Ｘ線 CT：約100g，MRI：約10g，RI検査：数μg∼pg ）
⇨新しいPET薬剤の可能性 (Molecular Imaging)
「形態画像」における空間分解能の限界
（cf: Ｘ線CTの空間分解能は 0.1∼0.2mm）
⇨これからは「高コントラスト画像」 「機能画像」の時代
