一种用于日常临床实践中神经内分泌肿瘤的 68Ga-DOTATATE 制备及 PET/CT 成像的实用指南

摘要

分化良好的神经内分泌肿瘤会过度表达生长抑素受体，可利用放射性标记的生长抑素类似物⁶⁸Ga-DOTATATE进行诊断性显像。本方案详细描述了⁶⁸Ga-DOTATATE的放射性标记过程、质量控制、患者准备以及后续的PET/CT成像。同时考虑了⁶⁸Ga半衰期短所带来的辐射安全问题和时间限制。

摘要

神经内分泌肿瘤是一种罕见的癌症，起源于神经内分泌细胞，可出现在全身几乎任何部位。尽管这类肿瘤在临床表现上具有异质性，但其共同特征是生长抑素受体的过表达。⁶⁸Ga-DOTATATE 是一种用正电子发射核素镓-68（⁶⁸Ga）标记的生长抑素类似物。对于分化良好的神经内分泌肿瘤，⁶⁸Ga-DOTATATE 正电子发射断层扫描（PET）/计算机断层扫描（CT）成像可用于诊断、确定疾病负荷以及指导治疗方案的选择。

本方案详细介绍了⁶⁸Ga-DOTATATE的放射性标记、质量控制、患者准备以及后续的PET/CT成像过程。⁶⁸Ga-DOTATATE的放射性标记通过与锗-68（⁶⁸Ge）/⁶⁸Ga发生器相连的全自动标记模块完成。终产品的质量控制包括采用快速薄层色谱法和固相色谱法评估放射化学纯度，以及在患者注射前检测pH值。定期进行质量控制以测定⁶⁸Ge的穿透情况、无菌性以及4-(2-羟乙基)-1-哌嗪乙磺酸（HEPES）含量。患者准备包括向患者提供指导说明、在使用生长抑素类似物治疗期间应用⁶⁸Ga-DOTATATE的流程，以及放射性药物的静脉给药。对于PET/CT成像，文中描述了数据采集与图像重建的参数设置。针对每一步骤，均强调了辐射安全注意事项，以及由于⁶⁸Ga半衰期较短所带来的操作时间限制。

完全自动化的⁶⁸Ga-DOTATATE院内生产和质量控制可实现极高的成功率（95%），每批次可生产两至四例患者的用药剂量，具体产量取决于发生器的产出。总之，⁶⁸Ga-DOTATATE PET/CT成像是一种无创且快速的方法，可提供有关神经内分泌肿瘤（NETs）肿瘤负荷的信息，同时有助于诊断及治疗方案的选择。

引言

神经内分泌肿瘤（NETs）是一类起源于神经内分泌细胞的异质性肿瘤。它们可发生于全身几乎任何部位，但最常见于胃肠道、胰腺和肺部¹。尽管神经内分泌肿瘤属于罕见病，但其在美国的发病率已从1973年的每10万人1.09例上升至2012年的每10万人6.98例²。对于神经内分泌肿瘤的精确诊断与分期，⁶⁸Ga-DOTATATE PET/CT 是当前的标准诊疗手段。本方案详细描述了 ⁶⁸Ga-DOTATATE 的制备与质量控制过程，以及患者准备和 PET/CT 图像采集的操作步骤。

分化良好的神经内分泌肿瘤（NETs）的特征是生长抑素受体的过表达¹。能够与该受体结合的生长抑素类似物可标记放射性同位素，用于核医学成像。最初使用碘-123结合γ相机成像，随后很快被铟-111（¹¹¹In）所取代^3,4。¹¹¹In-奥曲肽闪烁显像曾作为核医学对NET成像的金标准达十余年⁵。与此同时，正电子发射断层扫描（PET）技术不断进步，其灵敏度和分辨率均高于γ相机成像。针对NET，已研发出与正电子发射核素⁶⁸Ga偶联的生长抑素类似物，例如⁶⁸Ga-DOTATATE⁶。

⁶⁸Ga-生长抑素受体（⁶⁸Ga-SRS）PET/CT 是目前核医学中用于分化良好的神经内分泌肿瘤（NETs）成像的首选方法。多项研究已证实，⁶⁸Ga-SRS PET/CT 相较于¹¹¹In-奥曲肽显像具有更优的性能^7,8。其报道的敏感性和特异性分别约为90%–95%和85%–100%^9,10。一项荟萃分析显示，即使在已进行¹¹¹In-奥曲肽闪烁显像的情况下，⁶⁸Ga-SRS PET/CT 仍可在44%的病例中导致治疗方案的改变¹¹。目前指南推荐在神经内分泌肿瘤成像中优先使用⁶⁸Ga-SRS PET/CT 而非¹¹¹In-奥曲肽闪烁显像，且该技术已获得美国食品药品监督管理局（FDA）和欧洲药品管理局（EMA）的批准¹²。此外，已有针对⁶⁸Ga-偶联肽类用于肿瘤成像的指南可供参考¹³。

本方案详细介绍了⁶⁸Ga-DOTATATE的放射性标记（符合《欧洲药典》的质量控制要求¹⁴）、患者准备以及后续的PET/CT成像。同时考虑了由于⁶⁸Ga半衰期较短所带来的辐射安全性和时间限制问题。

方案

1. 放射性辐射与放射性药物安全通则

1. 确保放射性物质仅由经过培训的人员操作和处理。应对医院工作人员、患者及所有在场人员的辐射剂量始终保持在合理可行的最低水平（ALARA原则）。
2. 关于放射性药物的制备，应遵守国家法律法规和指导原则，例如《药品生产质量管理规范》（GMP）。
   警告：以下方案仅适用于成人⁶⁸Ga-DOTATATE PET/CT成像，不适用于儿童或孕妇。

2. ⁶⁸Ga-DOTATATE 标记前所需的准备工作

1. 根据制造商的说明，在开始标记 ⁶⁸Ga-DOTATATE 前 4 至 24 小时，用盐酸（HCl）淋洗 ⁶⁸Ge/⁶⁸Ga 发生器。

3. ⁶⁸Ga-DOTATATE 的标记

注意：制备和标记 ⁶⁸Ga-DOTATATE 需要 90 分钟，应在患者给药前 2 小时开始，以便进行质量控制。标记模块应置于铅屏蔽装置中，并在标记过程中关闭屏蔽装置，以确保操作人员的辐射防护。如果使用已注册的试剂盒，则必须遵循其产品特性摘要（SMPC），或在本地与本方案进行交叉验证。

1. 根据制造商的说明，将⁶⁸Ga标记试剂盒放置在标记模块上。将三个多通管路连接至相应的模块单元。将⁶⁸Ga标记试剂盒中提供的溶液连接至多通管路。
2. 在无菌环境中（例如下流式工作台或层流柜）准备最终收集瓶。
3. 将一个非通气式0.22 µm滤器置于通气式0.22 µm滤器下方，并将非通气式滤器连接至无菌针头（20 G）。将带有两个滤器的针头插入一个30 mL无菌瓶中。按照步骤3.2，将一个带针头（22 G）的通气式0.2 µm弯头滤器也插入同一无菌瓶中，以实现通气。
4. 将带有非通气式滤器的无菌瓶连接至标记模块的输出端，并将该瓶置于足以屏蔽正电子发射体的铅屏蔽容器中。
5. 将⁶⁸Ga/⁶⁸Ge发生器的输出端连接至标记模块的输入端。
6. 将50 µg HA-DOTATATE（DOTA-3-碘代-Tyr3-奥曲肽）或20 µg DOTATATE（DOTA-0-Tyr3-奥曲肽）肽溶解于试剂盒中提供的1.5 mL 1.5 M HEPES缓冲液中，并将其加入反应瓶中。
7. 关闭标记模块周围的铅屏蔽，通过连接至标记模块的平板电脑启动⁶⁸Ga-DOTATATE的制备。
8. 等待⁶⁸Ga-DOTATATE合成完成（约36分钟）。
9. 标记完成后，从玻璃瓶中移除带滤器的针头，并关闭瓶周围的铅屏蔽。
10. 按以下步骤检测非通气式0.22 µm滤器的完整性：
    1. 用注射器（10 mL）吸入空气，并将注射器置于滤器上方。将连接至滤器的针头插入盛有水的试管中。
    2. 推动空气通过滤器和针头，观察气泡开始形成的时间。空气应被压缩至<原始体积的20%。
11. 将收集瓶置于活度计中，测量所制备的⁶⁸Ga-DOTATATE的放射性活度，并记录活度参考时间（ART）。
12. 在无菌环境（如层流柜）中，从瓶中取出0.5 mL ⁶⁸Ga-DOTATATE用于质量控制，并准备用于患者给药的注射器。
    注：将含⁶⁸Ga-DOTATATE的溶液置于铅屏蔽中。在本方案中，由于放射性活度较低且暴露时间短，稀释后的溶液无需屏蔽。然而，在进行⁶⁸Ga-DOTATATE质量控制前，应进行辐射风险评估。

4. 患者给药前 ⁶⁸Ga-DOTATATE 的质量控制

注意：⁶⁸Ga-DOTATATE 的质量控制需时 30 分钟，应在给药前 30 分钟开始。文中所述的储备溶液稀释比例可使测量设备的死时间<5%。不同设备之间该值可能存在差异，因此在进行 ⁶⁸Ga-DOTATATE 质量控制前应预先测试确认。欧洲药典对镓喷曲肽注射液的质量控制规定了以下放行标准：外观 = 澄清无色；pH = 4.0–8.0；无菌性；内毒素<每给药体积 175 IU；乙醇<10%（v/v）；放射性核纯度>总放射性活度的 99.9%；放射化学纯度>总放射性活度的 91%；无其他杂质；HEPES<每给药体积 200 µg¹⁴。所有检测项目均已在制备方法验证过程中进行评估。对于常规质量控制，仅执行并描述其中部分选定的检测项目（基于趋势监测）。本方案中的固相萃取方法已与欧洲药典所述的高效液相色谱法进行交叉验证，结果一致。该验证工作依据药品生产质量管理规范（GMP）开展。

1. 提前配制以下溶液。
   1. 将3.9 g乙酸铵溶解于50 mL水中，配制1 M乙酸铵溶液。该溶液可在室温下保存最多2周。
   2. 将0.1 g乙二胺四乙酸（EDTA）溶解于50 mL水中，配制5 mM EDTA溶液。该溶液可在室温下保存长达1年。
   3. 配制甲醇与1 M醋酸铵体积比为50:50的混合溶液。该溶液可在室温下保存最多24小时。
2. 目视检查最终产物 ⁶⁸确保Ga-DOTATATE产品为无色液体，且无任何颗粒。
3. 测量 pH 值 ⁶⁸使用pH指示试纸检测Ga-DOTATATE溶液的pH值，pH值应在6.5至7.5之间。
4. 测量 ⁶⁸通过瞬时薄层色谱法（ITLC）检测镓胶体。
   1. 加入500 µL水和20 µL的 ⁶⁸Ga-DOTATATE 用于制备储备液并均质化（⁶⁸Ga胶体（GC）通过轻轻振荡小瓶。
   2. 裁剪一条至少7 cm长、1 cm宽的ITLC-硅胶（SG）玻璃纤维纸条。
      注意：仅使用无破损的干净ITLC-SG纸。如果纸张破损，溶剂中迁移的组分可能受阻，导致结果不准确。
   3. 在ITLC-SG纸条底部上方1.5 cm处加入5 µL的GC样品，然后将其放入含有2 mL甲醇:1 M醋酸铵（50:50）混合液的试管中。确保 ⁶⁸Ga-DOTATATE 不与液体接触。关闭管盖以防止蒸发。
   4. 等待数分钟，直至溶剂前沿上升至点样位置上方至少5 cm处 ⁶⁸使用Ga-DOTATATE。将纸张剪成两半，分别将下半部分和上半部分放入不同的试管中（BH1和UH1）。
   5. 将UH1和BH1管放入井型计数器中，在400–600 keV能量窗口内计数30秒，测定每支试管的计数，以确定胶体百分比（见步骤4.4.7–4.4.9中的计算方法）。
   6. 重复步骤 4.4.2–4.4.5 以获取 BH2 和 UH2。
   7. 对空井计数器进行本底测量，测定30秒内400–600 keV能量窗口中的计数。
   8. 校正UH1、UH2、BH1和BH2的计数，以扣除衰变和背景（在步骤4.4.7中确定），得到UH1cor、UH2cor、BH1cor和BH2cor。Δt为样品测量与ART之间的时间差（在步骤3.11中确定），单位为分钟。
      
   9. 计算数量 ⁶⁸Ga胶体，其公式如下所示；请注意，该值应小于3%。UH1cor、UH2cor、BH1cor、BH2cor为步骤4.4.8中获得的校正值。
      
5. 确定 ⁶⁸通过柱层析分离 Ga 离子。
   1. 通过稀释20 µL制备储备液 ⁶⁸1 mL 5 mM EDTA 中的 Ga-DOTATATE。
   2. 通过缓慢冲洗1 mL 100%乙醇，随后冲洗1 mL无菌水，对C-18柱进行预处理。
   3. 通过将10 µL储备液稀释于1 mL无菌水中制备样品（S），置于井型计数器中，并在400–600 keV能量窗口内测定30秒的计数。
   4. 用注射器以缓慢流速（5–10 mL/min）将样品通过C-18柱，并收集流出液（C）。用1 mL水冲洗样品管，将洗涤液一并过柱，收集于同一收集管中。
   5. 将收集管（C）、空样品管（E）和注射器（Sy）放入井型计数器中，在400–600 keV能量窗下计数30秒，测定各自的计数。利用此数据估算离子百分比（见步骤4.5.7和4.5.8中的计算）。
   6. 重复步骤 4.5.2–4.5.5。
   7. 校正步骤4.4.7中测定的衰变和本底计数，对C、S、E和Sy进行修正，得到C’、S’、E’和Sy’，并使用以下公式计算在活度参考时间（ART）时的计数数量，其中Δt为样品测量时间与ART之间的时间差（单位为分钟）。
      
   8. 计算 ⁶⁸使用以下公式计算镓离子百分比；注意该值应小于2%。
      
6. 通过计算放射性药物的总含量来确定其放化纯度 ⁶⁸Ga-DOTATATE，其分子式如下，纯度应至少为91%。
   

5. 患者给药后⁶⁸Ga-DOTATATE的定期质量控制

注意：此步骤应执行 >制备后48小时 ⁶⁸Ga-DOTATATE 以允许衰变 ⁶⁸Ga

1. 提前配制以下溶液。
   1. 将 20 mg HEPES 溶解于 50 mL 无菌水中，配制 HEPES 参考溶液。该溶液可在室温下保存长达 6 个月。
      注意：此浓度基于每给药体积中 HEPES 的最大推荐剂量为 200 µg。
   2. 配制 25:75 v/v 水:乙腈溶液。
2. 测定终产品中 HEPES 的浓度（每周一次）。
   1. 以每步 1 µL 的方式，将 3 µL 的 ⁶⁸Ga-DOTATATE 溶液分步点样至长度至少为 8 cm 的 ITLC-SG F₂₅₄ 薄层色谱纸上。每次点样后使用吹风机将纸面吹干。
   2. 用 HEPES 参考溶液重复步骤 5.2.1。
   3. 将色谱纸条置于 25:75 水:乙腈的溶剂中。确保点样的溶液不与液体直接接触。
   4. 等待数分钟，直至溶剂前沿迁移至纸条长度的至少 2/3 处。
   5. 将纸条在含有碘晶体的密闭容器中显色至少 4 分钟。
   6. 目视评估结果；应出现黄色斑点。⁶⁸Ga-DOTATATE 样品的斑点颜色应比参考溶液的斑点颜色更浅。
3. 测定终产品中 ⁶⁸Ge 的穿透情况（每月一次）。
   1. 取 200 µL 的 ⁶⁸Ga-DOTATATE 溶液（G）作为样品，放入井型探头计数器中，在 400–600 keV 能窗下测量 30 秒内的计数。
   2. 重复步骤 5.3.1。
   3. 对 G 的计数进行衰变校正，得到 G’，以计算在 ART 时刻的计数。使用以下公式，其中 Δt 为样品测量时间与 ART 之间的时间差（单位为分钟）。
      
   4. 使用以下公式计算 ⁶⁸Ge 的穿透率（MBq/MBq），其值应小于 0.001%。
      
4. 测定终产品的无菌性（每月一次）。
   1. 将剩余的 ⁶⁸Ga-DOTATATE 溶液加入胰蛋白胨大豆肉汤（TSB）培养基中，在 30–35 °C 下孵育 14 天。
   2. 孵育结束后，检查 TSB 培养基是否为澄清液体。

6. 患者准备及⁶⁸Ga-DOTATATE给药

注意：本方案中注射的放射性活度结合第7节所述的PET/CT系统及成像方案，可获得高质量图像。对于其他成像系统和成像方案，应优化注射的放射性活度。

1. 提前通过邮件向每位患者发送预约信息和患者文件夹，内容包括⁶⁸Ga-DOTATATE PET/CT的相关说明。在检查前1天，通过电话确认每次预约。
2. 进行⁶⁸Ga-DOTATATE PET/CT成像前，饮食和饮水不受限制。建议患者在检查前2小时内额外饮用1升水。同时建议患者不要携带儿童或孕妇前往核医学科。
3. 在⁶⁸Ga-DOTATATE PET/CT检查当天，要求患者于检查前60分钟到达核医学科报到，并进行简要的病史采集。
4. 询问患者最近一次使用生长抑素类似物的日期。这并非⁶⁸Ga-DOTATATE PET/CT的禁忌证，但应予以记录。
5. 在患者手臂上放置静脉留置针，并用生理盐水冲洗以确认留置针位置正确。
6. 在PET/CT成像前45分钟，注射100 MBq的⁶⁸Ga-DOTATATE。

7. PET/CT 成像

1. 将患者双臂置于头顶上方，平躺在PET/CT扫描仪上。指导患者在整个检查过程中保持静止不动。
2. 采集定位像，并根据临床指征选择从垂体至大腿中段的扫描范围，除非另有特殊说明。
3. 进行低剂量CT扫描，参数设置为40 mAs、140 keV，层厚5 mm，用于衰减校正和解剖结构对照。
4. 进行PET扫描，每个床位采集时间为150秒，从患者头部开始扫描。
5. 采用滤波反投影法重建CT图像，层厚为5 mm。
6. 采用BLOB-OS-TF方法重建PET图像，迭代次数为3次，子集数为33，体素大小为4 mm × 4 mm × 4 mm。
7. 将所有图像发送至本地影像归档与通信系统（PACS）。

结果

2014年12月至2018年10月期间，利用自动化标记系统共生产了357批⁶⁸Ga-DOTATATE。其中17批未通过质量检测，340批获准放行，总体成功率为95.2%。在未通过的批次中，11批由技术故障导致，6批因生产的⁶⁸Ga-DOTATATE未达到质量标准。图1展示了生产批次的流程图及患者用药剂量的数量。生产的⁶⁸Ga-DOTATATE平均活度为610 ± 180 MBq（以均值±标准差表示）。⁶⁸Ga离子平均占产物的0.6% ± 0.57%，⁶⁸Ga胶体平均占1.37% ± 0.69%。放射性药物的平均纯度为98.02% ± 1.05%。

图2 显示了一例无疾病征象的⁶⁸Ga-DOTATATE P...

讨论

本方案描述了⁶⁸Ga-DOTATATE的制备及其后续的PET/CT成像过程。为了高效利用每批制备的⁶⁸Ga-DOTATATE，必须制定严格计时的优化工作流程。由于⁶⁸Ga的半衰期为68分钟，仅15分钟的轻微延迟就会导致放射性活度损失15%。因此，生产单位、给药操作人员与PET/CT技术人员之间必须保持积极沟通。此外，应明确告知患者准时赴约至关重要。同时，每批产品可提供的患者剂量数量取决于⁶⁸Ge/⁶⁸Ga发生器的规格和使用时间，因此会随时间推移而减少。可通过成本效益分析来确定发生器的更换时机。

尽管⁶⁸Ga-DOTATATE在检测神经内分泌肿瘤方面的敏感性和特异性较高，但仍需考虑若干局限性。首先，当神经内分泌肿瘤发生去分化并变得更加侵袭性（G3级神经内分泌肿瘤或神经内分泌癌）时，通常会丧失生长抑素受体的表达。因此，这类肿瘤病灶无法通过⁶⁸Ga-DOTATATE PET/CT检测到。在此类情况下，应采用可显示葡萄糖代谢的^1...

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
乙腈	Biosolve	012007	> 99.9 %
乙酸铵	Merck	101116	≥ 98 %
注射用水	Braun
自动标记系统	Scintomics		GRP 3V
C-18 小柱	Waters	WAT023501	Sep-Pak C18 Plus Light
剂量校准仪	Veenstra Instruments		VIK-202-5051
EDTA	Merck	324503
乙醇	Sigma Aldrich	32221-M	≥ 99.8 %
Ga-68 标记试剂盒	ABX	SC-01
Ge-68/Ga-68 发生器	Eckert & Ziegler		1850 MBq
HA-DOTATATE	Scintomics	GRPC/R-000095
0.1M HCl 洗脱液	ABX	HCl-03
HEPES	Sigma Aldrich	H3375	≥ 99.5 %
碘	Sigma Aldrich	207772	≥ 99.8 %，固体
ITLC-SG F254 薄层板	Merck	105735	TLC 硅胶 60 F254
ITLC-SG 纸	Agilent	SGI0001	玻璃纤维
甲醇	Sigma Aldrich	32213-M	≥ 99.8 %，符合欧洲药典标准
非通气滤器	Merck	SLMPL25SS	Millex-MP 滤器 0.22 µm
PET/CT	Philips		Gemini TOF
pH 指示试纸	Merck	109584	MColorpHast（pH 2.0–9.0）
胰蛋白胨大豆肉汤培养基	Biotrading	K111F010QK
通气滤器	Merck	SLGV0250S	Cathivex GV 0.22 µm
井型计数器	Canberra（现为 Mirion）		Osprey Digital Tube Base MCA 探测器 76 BP76/3M-X