18FDG PET/CT 영상 공부 결핵균 감염 및 비 인간 영장류에서 치료 도구로 서의 분석
Summary
여기, 우리가 질병 과정, 약물 치료, 및 질병의 재 활성화에 M. 결핵 감염 된 비 인간 영장류에서 18F FDG PET/CT 영상의 분석을 설명 하는 프로토콜 제시.
Abstract
결핵균 은 오늘날 세계에서 번호 하나 전염성이 에이전트를 남아 있습니다. 항생제 내성 변종의 출현으로 새로운 임상 관련 메서드는 질병 과정 및 잠재적인 항생제 및 백신 치료에 대 한 화면을 평가 하는 필요 합니다. 양전자 방출 단층 촬영/계산 단층 촬영 (PET/CT)는 다양 한 암, Alzheimer의 질병, 염증/감염 등 질병을 공부 하기 위한 유용한 도구로 설립 되었습니다. 여기에 설명 된 전략을 intrabronchially M. 결핵의 낮은 복용량으로 감염 되는 cynomolgus 원숭이에 PET/CT 이미지를 평가 하기 위해 고용 수가 있습니다. CT에서 병 변 크기의 평가 및 18F-fluorodeoxyglucose (FDG) 병 변 및 애완 동물 이미지에 림프절에서의 통풍 관을 통해 이러한 설명된 방법을 보여 PET/CT 영상 잠재성 질병 대 활성의 미래 발전을 예측할 수 있는 고 감염의 잠재적인 상태에서 재 활성화의 성향 또한, 폐 염증의 전반적인 수준을 분석 하 여 이러한 방법을 가장 임상 관련 기존 동물 모델에 M. 결핵 에 대 한 약의 항생제 효능을 결정 합니다. 이러한 이미지 분석 메서드는이 질병에 대 한 아 스 날에서 가장 강력한 도구 중의 일부 뿐만 아니라 그들은 감염 및 약물 치료의 특성의 수를 평가할 수 있습니다 하지만 그들은 또한 인간에서 사용 하기 위해 임상 설정으로 직접 번역 연구입니다.
Introduction
결핵균 수천년 동안 인간을 괴롭힌 고 오늘 세계에서 다른 단일 전염성이 에이전트 보다 더 많은 사망 원인. 2015 년에 10.5 백만 보고 새로운 경우 했다 결핵 (TB)의 세계적으로 대부분의 경우 인도, 인도네시아, 중국, 나이지리아, 파키스탄, 그리고 남아 프리 카 공화국에서 집중적으로1 . 견적은 그 같은 기간 동안 1.4 백만 사람들에 TB에서 글로벌 사망자를 놓습니다. 이 값은 거의 25% 사망률 보다 낮은 100 년 전. 약물 과민 한 TB 치료 이지만, 처방 긴 여러 약물 요구 이며 준수가 관심사. 다중 약물 내성 (MDR) 긴장의 출현 ~ 580,000 새로운 결핵 케이스의 2015 년에 차지 했다. M. 결핵 의 MDR 변종과 함께 환자의 성공적인 치료 율은 약 50%로만 추정 된다. 더욱 놀라운 거의 모든 사용할 수 있는 약물에 저항력이 있다 M. 결핵, 광범위 하 게 저항 (XDR) 긴장의 출현 이다. 따라서, 새로운 결핵을 진단 하는 능력을 강화 하는 결핵 연구 분야, 질병 과정의 면역학 이해를 증가 하 고 새로운 치료와 항생제를 포함 한 예방 전략의 심사에 대 한 허용 필요 식이요법 하 고 백신 효능 연구입니다.
M. 결핵 은 실제로 매우 복잡 한 외부 세포 벽 및 느린 성장 속도 의해 특징 이다는 에어로빅 acid-fast 간 균 이다. 감염 증상, 감염 된 개인에서 기침, 재채기, 또는 노래 하는 동안 퇴 학 aerosolized 작은 물방울에 포함 된 개별 박테리아의 흡입을 통해 발생 합니다. 감염을 개발 하는 노출 된 개인의 사람들의 유일한 5-10% 활성 임상 결핵을 개발 합니다. 나머지 90%는 모두의 잠재성 결핵 감염 (LTBI)2,3으로 임상 분류는 전혀 없는 병 subclinical 감염에서 범위 무 증상 감염의 다양 한 스펙트럼이 있다. 이 무 증상 감염이 인구 약 10%는 그들의 일생에서 포함 된 감염의 재 활성화에 의해 활성 결핵을 개발할 것입니다. 다시 활성화의 위험 극적으로 증가 하는 경우 무 증상 감염 계약 에이즈를 가진 사람 또는 TNF 억제제4,,56등 면역 억제 약물으로 치료를 겪 습. 또한 활성 결핵 질병 폐 결핵, 폐, 흉부 림프절에 영향을 미치는 데 대부분의 사람들과 스펙트럼으로 제공 합니다. 그러나, M. 결핵 감염 또한 참여의 extrapulmonary 사이트에 표시할 수 있도록 어떤 기관, 감염 수 있습니다.
M. 결핵 감염의 pathologic 특징은 육아 라는 호스트 세포의 조직된 구형 구조 이다. 대 식 세포, T 세포와 B 세포는 호 중구7의 변수 숫자와 육아의 주요 구성 요소. 육아의 중심은 종종 회 저 성. 따라서, 육아 죽 이십시오, 폐의 다른 부분에 확산 방지를 포함 하는 면역 microenvironment로 동작 합니다. 그러나, M. 결핵 , 육아에 의해 살인을 파괴 하 고 수십 년 동안 이러한 구조 내에서 유지 수 있습니다. 새로운 감염 후 활성 결핵 질병의 개발 또는 LTBI의 재 활성화에 대 한 일관 하 고 정기적으로 모니터링 하는 것은 허무, 과학적 도전 하 고 시간이 소요. 공부 이러한 프로세스 경도, 인간 및 인간 같은 동물 모델, M. 결핵 감염 및 질병의 많은 복잡 한 이해를 발전에 과학적인 사회에 매우 유용한 기술.
PET/CT 인간과 동물 모델8주에서 질병의 광대 한 범위를 공부를 고용 하는 매우 유용한 이미징 기술입니다. 애완 동물 기자로 서 양전자 방출 방사성 화합물을 사용 하는 기능 기술입니다. 이러한 radioisotopes는 일반적으로 기능성 포도 당, 같은 대사 화합물 또는 관심의 수용 체에 바인딩할 설계 대상 그룹. 애완 동물 동위 원소에서 방출 되는 방사 조직에 침투 하기에 충분히 강력 이기 때문에, 매우 낮은 농도 사용할 수 있게 수용 체를 대상으로 화합물에 충분히 낮은 농도에서 채도 수준 연구 신진 대사에 영향을 주지는 처리 하는 2 같은 에이전트를 사용 하 여–2-(18F) 의하여 불 화-D-포도 당 (FDG). CT9신체 내 장기의 물리적 특성을 식별 하기 위해 x 선 감쇠의 다양 한 수준의 사용 하는 3 차원 x 선 영상 기술입니다. 와 결합 하는 때 애완 동물, 코네티컷 특정 위치 및 애완 동물 radiotracer의 표시 구조를 결정 하는 지도로 사용 됩니다. PET/CT는 vivo에서 인간 및 감염 병, 약물 치료, 질병 스펙트럼에 많은 중요 한 통찰력을 주도하 고 있다 M. 결핵 감염 된 동물 모델의 이미지에 대 한 강력한 도구 등6 ,10,,1112. 이 작품에서는 경도 육아 크기, 개별 병 변, 전체 폐와 림프절 FDG 갈망, 그리고 extrapulmonary의 탐지에 FDG 글귀 같은 매개 변수를 사용 하 여 비 인간 영장류 모델에 TB 공부 하 특정 PET/CT 분석 방법을 설명 합니다. 질병6,10,,1112.
이 원고 이미징 비 인간 대주교 (NHPs), 특히 cynomolgus 원숭이, 경도 M. 결핵 감염에 따라 약물 치료 및 질병의 진행을 평가 하는 데 사용 되는 분석의 방법론을 설명 합니다. . NHPs는 귀중 한 동물 모델 M. 결핵 Erdman 스트레인의 낮은 복용량으로 주사 될 때 동물 ~ 50% 활성 결핵 및 무 증상 감염 발생 나머지 동물 개발 다양 한 결과 표시 하기 때문에 (, 즉 , LTBI의 감염 제어), 인간3,13,14,,1516본 임상 질병 스펙트럼에 가까운 모델을 제공 하. LTBI의 재 활성화는 원숭이에서 인간을 하 등 인간 면역 결핍 바이러스 (HIV, 에이즈의 원숭이 버전으로 유인원 면역 결핍 바이러스 (SIV)를 사용 하 여), CD4 고갈 또는 종양에서 다시 활성화 시키는 동일한 대리인에 의해 트리거됩니다. 괴 사 (TNF) 중화13,16요소. 또한, 원숭이 매우 유사한 인간, 폐 또는 다른 기관17형성 조직된 육아를 포함 하 여 본 병 리와 함께 제시. 따라서,이 모델에 M. 결핵 감염으로 약물 regimens과 결핵14,18 에 대 한 백신에 대 한 귀중 한 지식을 기본 호스트 병원 체 상호 작용에 중요 한 통찰력을 제공 하고있다 , 19 , 20 , 21.
PET/CT 영상 모양, 분포, 및 개별 육아의 진행에 따라 기능을 제공 합니다.. 이 작품은 주로 포도 당 아날로그로 metabolically 활성 호스트 세포, 대 식 세포, 호 중구, 림프 톨8, 등이 모두 육아에로 통합 하는 프로브로 FDG를 사용. 따라서, FDG 호스트 염증에 대 한 프록시입니다. 상세한 분석 절차는 여기 OsiriX, 구입 및 사용 하는 데 사용할 수 있는 널리 DICOM 뷰어를 사용 합니다. 설명 하는 이미지 분석 방법을 시간이 지남에 모양, 크기, 및 개별 육아의 신진 대사 활동 (통해 FDG 통풍 관)을 추적 하 고 지도 동물 검 시에 특정 병 변 식별에 대 한 이미징 사용. 또한, 별도 방법 개발 되었습니다 특정 임계값 (SUV ≥ 2.3) 이상 폐에 FDG 통풍 관의 변론을 수량화 하 고 백신에서 배열 하는 연구를 통해 제어 및 실험 그룹 사이의 차이를이 값을 사용 하 여 공동 감염 모델에 실험입니다. 이러한 데이터는 폐에 FDG 이해의이 전반적인 측정 세균성 부담, 질병 상태에 대 한 정보 제공과 상관 하는 지원 합니다. 공부 뿐만 아니라 질병의 진행을 흉부 림프절의 FDG 통풍 관에 유사한 분석을 수행할 수 있습니다. 다음 프로토콜에서 이미지 분석을 통해 동물 감염 실험 과정을 설명합니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
PET/CT에서 수집 된 데이터는 이러한 기술 없이 관찰할 것 M. 결핵 감염의 여러 측면에 대 한 대리 측정으로 사용할 수 있습니다. PET/CT는 원숭이 연구에서 자주 사용 되는 x 선 기술 보다 훨씬 더. PET/CT, 공간 구조 및 기능 정보를 제공합니다. 위에서 설명한 분석 있다 질병의 진행을 모니터링, 약물 치료의 효과 평가 하 고 다시 활성화6,,10<sup …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
저자는 이러한 이미징 절차 수립에 대 한 감염 절차와 L. Eoin 카 니와 브라이언 Lopresti 개요에 대 한 마크 로저스를 인정 하고자 합니다. 이 작품에 대 한 자금 제공 되었습니다는 빌과 멜 린다 게이츠 재단 (J.L.F., P.L.L.)에 의해 건강의 국가 학회, 알레르기의 국가 학회 및 감염 질환 R01 AI111871 (P.L.L.), 국가 심 혼 폐 및 혈액 연구소 R01 HL106804 (J . 왼발), R01 HL110811.
Materials
| Ketamine | Henry Schein | 23061 | Henry Schein |
| Telazol | Zoetis | 4866 | Henry Schein |
| Cetacaine | Patterson Vet Generics | 07-892-6862 | Patterson |
| Sterile saline | Hospira | 07-800-9721 | Patterson |
| 7H11 agar | BD | 283810 | BD Biosciences |
| IV catheter | Surflash | 07-806-7659 | Patterson |
| 18F-FDG | Zevacor | N/A | |
| Endotracheal tube | Jorgensen Labs Inc | 07-887-0284 | Patterson |
| Artificial tears | Patterson Vet Generics | 07-888-1663 | Patterson |
| Isoflurane | Zoetis | 07-806-3204 | Patterson |
| Neurologica Ceretom CT | Samsung Neurologica | N/A | |
| Siemens Focus 220 microPET | Siemens Molecular Imaging Systems | N/A | |
| Inveon Research Software | Siemens Molecular Imaging Systems | N/A | |
| OsiriX | Pixmeo | N/A |
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