68Ga-PSMA-11은 전립선특이막항원(PSMA)에 결합하는 Glu-urea-Lys 기반 리간드에 68Ga 방사성동위원소를 표지한 PET 제제로, 재발성 전립선암 및 전이의 진단과 치료를 위한 영상화에 널리 사용한다. 그러나 의료기관에서 68Ga-PSMA-11을 제조하고 품질검사 시험 결과가 나올 때까지의 시간은 평균 60분 이상 소요되어, 하루에 사용할 수 있는 68Ge/68Ga 제너레이터 용량이 제한된다. 또한 제너레이터의 1,110 MBq (30 mCi)의 명목상 활성을 제공하지만 시간이 지남에 따라 감소하고, 표지 수율이 불규칙적으로 저하된다. 이로 인해 의료기관에서는 추가 조제를 통해 동일한 용출을 유지해야 하며, 이 과정에서 작업자의 피폭 위험이 증가하고, 환자의 대기 시간이 길어지며, 제조 스케줄 조정이 불가피한 임상적 문제가 발생한다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위해 68Ga-PSMA-11의 조제 시간을 단축하고 자동합성장치를 최적화하는 것을 목표로 하였다. 자동합성장치를 이용한 합성 절차에서 68Ga과 PSMA-11 전구체의 반응 시간을 단축하고 불순물 제거 세척 단계의 횟수를 조절하여 동일한 품질을 유지하면서도 더 신속하고 경제적인 방법을 시험했다. 그 결과, 최종 합성 시간을 30분에서 20분으로 단축하였고, HEPES 함량, 잔류용매 EtOH 함량, 방사화학적 순도 등의 품질 기준을 만족시켰다. 이는 추가 조제로 인한 작업자의 피폭 문제와 환자의 대기 시간을 줄이고, 제조 스케줄 조정에도 문제가 없는 최적의 절차로 임상에서 적용할 수 있음을 시사한다.
전립선암 환자의 전이성 질환 진단을 위해 사용되는 양전자 방출 단층촬영용 [68Ga]PSMA-11 주사액은 자동화 생산 방법을 통해 높은 재현성과 우수한 방사화학적 수율 및 순도를 얻을 수 있으며 제조 시 작업자의 방사선 피폭을 최소화할 수 있다. 이를 위해 적용한 비 카세트 방식과 카세트 방식의 자동 합성 방법을 소개하고 비교하고자 한다. [68Ga]PSMA-11 주사액의 자동화 생산을 위해 68Ge/68Ga generator 50 mCi(iThemba LABS, Johannesburg, South Africa), 주사기 펌프 NE-1000(New Era Pump System, New York, USA)을 사용하였으며, 자동 합성 장치는 비 카세트 방식의 TRACERlab FXN pro(GE Healthcare, Liege, Belgium)와 카세트 방식의 BIKBox(BIK THERAPEUTICS Inc., Seongnam-si, Republic of Korea)를 사용하였다. 0.6 N 염산 용액 6 mL의 주사기가 장착된 실린지 펌프를 68Ge/68Ga generator의 inlet-line과 연결하고 outlet-line은 자동 합성 장치와 연결한 후 자동 합성장치와 동시에 작동하였으며, 2 mL/min의 속도로 68Ga을 용출하였다. 초기 약 1.7 mL은 waste vial로 용출 시켰고, 그 후 2.5 mL은 반응용기로 용출하여, 방사능 농도가 높은 2.5 mL의 용액만 표지 과정에 이용하였다. 반응 용액의 pH를 HEPES buffer 용액으로 조절한 후 전구체와 95 ℃에서 15분간 반응하였으며, C18 light 카트리지를 이용, 분리·정제 하였다. 50% 에탄올/생리식염수 희석액으로 최종 화합물을 용출하고 생리식염수를 추가한 후 멸균 필터 함으로써 제조를 완료하였다. 각각의 자동 합성 장치에서 제조된 [68Ga] PSMA-11 주사액의 품질관리를 시행하고 장단점을 비교하였다. 총 합성 시간은 각각 25±3분(비 카세트 방식), 23±3분(카세트 방식)이 소요되었으며, 방사화학적 수율은 멸균 필터 후 비 카세트 방식이 65.5±5.7%(n=45, non-decay corrected), 카세트 방식이 61.6±4.8%(n=98, non-decay corrected)였다. 비 카세트 방식은 장비 세척과 시약 준비 시간으로 인해 합성 전 준비 시간이 약 120분 소요되었고, 카세트 방식은 세척과 시약 준비 과정이 없어 합성 전 준비 시간은 약 20분 소요되었다. 비 카세트 방식 자동 합성 방법은 방사화학적 수율과 비용적 측면에서 카세트 방식 대비 높은 장점을 가지나, 제조 준비 단계에서의 편의성과 장비 유지 보수 측면에서는 카세트 방식이 장점을 가진다.
Sajid Mushtaq;Tugsuu Uyanga;Park Ji Ae;Jung Young Kim
대한방사성의약품학회지
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제9권1호
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pp.23-33
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2023
Prostate cancer ranks as the world's second most frequently diagnosed cancer among men, and is responsible for the fifth highest number of cancer-related deaths in this population. The development of effective diagnostic and therapeutic approaches for prostate cancer remains a major challenge in the field of oncology. Over the past few years, the prostate-specific membrane antigen (PSMA) has raised as a hopeful tracer for the diagnosis and treatment of prostate cancer.Various radioisotopes, such as 131I, 99mTc, 68Ga, and 177Lu, have been used to label PSMA analogues, with varying degrees of success. Among these, 68Ga-PSMA-11 and 177Lu-PSMA-617 have emerged as the most promising radioligands for clinical use. Recently, researchers have been exploring the use of other radioisotopes, such as 211At, 89Zr, 64/67Cu, and 203/212Pb, for the labeling of PSMA-targeted radioligands. These radioisotopes have unique properties that may offer advantages over existing radioligands, such as longer half-lives, higher specific activities, and different emission profiles. Efforts are currently underway to develop these radiopharmaceuticals and make them more widely available for clinical use. These exciting developments highlight the potential of PSMA-targeted radioligands for the diagnosis and treatment of prostate cancer, and provided significant implications for the management of this disease in the future. The current study aims to provide a comprehensive summary of the latest research and clinical applications of radiolabeled PSMA inhibitors for diagnoses and therapy of prostate cancer, emphasizing the exciting developments in the field and their potential impact on clinical practice.
Purpose: Gallium-68 (68Ga) is increasingly used in nuclear medicine imaging for various conditions such as lymphoma and neuroendocrine tumors by labeling tracers like Prostate Specific Membrane Antigen (PSMA) and DOTA-TOC. However, compared to Fluorine-18 (18F) used in conventional nuclear medicine imaging, 68Ga has lower spatial resolution and relatively higher Signal to Background Ratio (SBR). Therefore, this study aimed to investigate the optimized parameters and reconstruction methods for PET/CT imaging using the 68Ga radiotracer through model-based image evaluation. Materials and Methods: Based on clinical images of 68Ga-PSMA PET/CT, a NEMA/IEC 2008 PET phantom model was prepared with a Hot vs Background (H/B) ratio of 10:1. Images were acquired for 9 minutes in list mode using DMIDR (GE, Milwaukee WI, USA). Subsequently, reconstructions were performed for 1 to 8 minutes using OS-EM (Ordered Subset Expectation Maximization) + TOF (Time of Flight) + Sharp IR (VPFX-S), and BSREM (Block Sequential Regularized Expectation Maximization) + TOF + Sharp IR (QCFX-S-400), followed by comparative evaluation. Based on the previous experimental results, images were reconstructed for BSREM + TOF + Sharp IR / 2 minutes (QCFX-S-2min) with varying β-strength values from 100 to 700. The image quality was evaluated using AMIDE (freeware, Ver.1.0.1) and Advanced Workstation (GE, USA). Results: Images reconstructed with QCFX-S-400 showed relatively higher values for SNR (Signal to Noise Ratio), CNR (Contrast to Noise Ratio), count, RC (Recovery Coefficient), and SUV (Standardized Uptake Value) compared to VPFX-S. SNR, CNR, and SUV exhibited the highest values at 2 minutes/bed acquisition time. RC showed the highest values for a 10 mm sphere at 2 minutes/bed acquisition time. For small spheres of 10 mm and 13 mm, an inverse relationship between β-strength increase and count was observed. SNR and CNR peaked at β-strength 400 and then decreased, while SUV and RC exhibited a normal distribution based on sphere size for β-strength values of 400 and above. Conclusion: Based on the experiments, PET/CT imaging using the 68Ga radiotracer yielded the most favorable quantitative and qualitative results with a 2 minutes/bed acquisition time and BSREM reconstruction, particularly when applying β-strength 400. The application of BSREM can enhance accurate quantification and image quality in 68Ga PET/CT imaging, and an optimization process tailored to each institution's imaging objectives appears necessary.
Objective: 68Ga-NGUL is a novel prostate-specific membrane antigen (PSMA)-targeting tracer based on Glu-Urea-Lys derivatives conjugated to a 1,4,7-triazacyclononane-N,N',N''-triacetic acid (NOTA) chelator via a thiourea-type short linker. This phase I clinical trial of 68Ga-NGUL was conducted to evaluate the safety and radiation dosimetry of 68Ga-NGUL in healthy volunteers and the lesion detection rate of 68Ga-NGUL in patients with prostate cancer. Materials and Methods: We designed a prospective, open-label, single-arm clinical trial with two cohorts comprising six healthy adult men and six patients with metastatic prostate cancer. Safety and blood test-based toxicities were monitored throughout the study. PET/CT scans were acquired at multiple time points after administering 68Ga-NGUL (2 MBq/kg; 96-165 MBq). In healthy adults, absorbed organ doses and effective doses were calculated using the OLINDA/EXM software. In patients with prostate cancer, the rates of detecting suspicious lesions by 68Ga-NGUL PET/CT and conventional imaging (CT and bone scintigraphy) during the screening period, within one month after recruitment, were compared. Results: All 12 participants (six healthy adults aged 31-32 years and six prostate cancer patients aged 57-81 years) completed the clinical trial. No drug-related adverse events were observed. In the healthy adult group, 68Ga-NGUL was rapidly distributed, with the highest uptake in the kidneys. The median effective dose coefficient was calculated as 0.025 mSv/MBq, and cumulative activity in the bladder had the highest contribution. In patients with metastatic prostate cancer, 229 suspicious lesions were detected using either 68Ga-NGUL PET/CT or conventional imaging. Among them, 68Ga-NGUL PET/CT detected 199 (86.9%) lesions and CT or bone scintigraphy detected 114 (49.8%) lesions. Conclusion: 68Ga-NGUL can be safely applied clinically and has shown a higher detection rate for the localization of metastatic lesions in prostate cancer than conventional imaging. Therefore, 68Ga-NGUL is a valuable option for prostate cancer imaging.
Luyi Cheng;TianshuoYang;Jun Zhang;Feng Gao;Lingyun Yang;Weijing Tao
Korean Journal of Radiology
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제24권6호
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pp.574-589
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2023
Radiopharmaceuticals targeting prostate-specific membrane antigens (PSMA) are essential for the diagnosis, evaluation, and treatment of prostate cancer (PCa), particularly metastatic castration-resistant PCa, for which conventional treatment is ineffective. These molecular probes include [68Ga]PSMA, [18F]PSMA, [Al18F]PSMA, [99mTc]PSMA, and [89Zr]PSMA, which are widely used for diagnosis, and [177Lu]PSMA and [225Ac]PSMA, which are used for treatment. There are also new types of radiopharmaceuticals. Due to the differentiation and heterogeneity of tumor cells, a subtype of PCa with an extremely poor prognosis, referred to as neuroendocrine prostate cancer (NEPC), has emerged, and its diagnosis and treatment present great challenges. To improve the detection rate of NEPC and prolong patient survival, many researchers have investigated the use of relevant radiopharmaceuticals as targeted molecular probes for the detection and treatment of NEPC lesions, including DOTA-TOC and DOTA-TATE for somatostatin receptors, 4A06 for CUB domain-containing protein 1, and FDG. This review focused on the specific molecular targets and various radionuclides that have been developed for PCa in recent years, including those mentioned above and several others, and aimed to provide valuable up-to-date information and research ideas for future studies.
Ahn, Heesu;Kim, Mi Hyun;Han, Sang Jin;Woo, Sang Keun;Kim, Jung Young;Lee, Kyu Chul;Lim, Il Han;Lee, Yong Jin
대한방사성의약품학회지
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제4권2호
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pp.65-72
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2018
Prostate specific membrane antigen (PSMA) is a cell surface membrane protein, which is overexpressed in most prostate cancer. Recently, PET imaging with $[^{68}Ga]$PSMA-HBED-CC has been widely used for the diagnosis of recurrent prostate cancer and the studies on the diagnostic potential of $^{64}Cu$-labeled PSMA ligands reported actively. In this study, we monitored with biological evaluation in vivo and PET imaging of $^{64}Cu$-labeled PSMA ligand ($[^{64}Cu]$PSMA-617). The radiolabelling efficiency and stability of $[^{64}Cu]$PSMA-617 were confirmed by radio-thin layer chromatography. The radiolabeling efficiency of $[^{64}Cu]$PSMA-617 showed over 95%, and stabilities of intact remained over 98% in both human and mouse serum for 48 h. In normal male mice, in vivo uptake of $[^{64}Cu]$PSMA-617 in several organs was measured at 2, 4, 6, 24, 48 h after injection. Rapid blood clearance was observed for $[^{64}Cu]$PSMA-617. The high uptake was observed in the lung, liver, intestines and kidneys at 2 h postinjection, but was low in the other organs (1-2 %ID/g) at 4 h. The dynamic PET/CT images of 22RV1 tumor-bearing nude mice were acquired during 60 min and additionally acquired 24 h and 48 h after injection. In dynamic PET images, $[^{64}Cu]$PSMA-617 uptake ratio in tumors versus muscle was increased as time elaplsed until 60 minutes and remained in tumors at 48 h. In these results, the PET/CT imaging using $[^{64}Cu]$PSMA-617 in prostate cancer is expected to be useful for the diagnosis and treatment of prostate cancer patients.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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