Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Immunology and Infection
Click here for the English version

Immunology and Infection

Analyse av 18FDG PET/CT Imaging som et verktøy for studerer Mycobacterium tuberculosis infeksjon og behandling i ikke-menneskelige primater

Published: September 5, 2017 doi: 10.3791/56375
Automatic Translation
*1, *1, 1, 1, 1, 1, 2, 1
1Department of Microbiology and Molecular Genetics, University of Pittsburgh School of Medicine, 2Department of Pediatrics, Children's Hospital of Pittsburgh, University of Pittsburgh Medical Center
* These authors contributed equally

Summary

Her presenterer vi en protokoll for å beskrive analyse av 18F-FDG PET/CT imaging i ikke-menneskelige primater som har blitt infisert med M. tuberkulose å studere sykdommen prosessen, behandling og sykdom reaktivering.

Abstract

Mycobacterium tuberculosis fortsatt nummer én smittsomme agent i verden i dag. Med fremveksten av antibiotika resistente stammer, er nye klinisk relevante metoder nødvendig som evalueres sykdommen prosessen og skjermen potensielle antibiotika og vaksine behandlinger. Fantes et positron utslipp tomografi/Computed tomografi (PET/CT) har blitt etablert som et verdifullt verktøy for å studere en rekke plager som kreft, Alzheimers sykdom og betennelse/infeksjon. Skissert her er en rekke strategier som har vært ansatt å evaluere PET/CT-bildene i cynomolgus aper som er infisert intrabronchially med lave doser av M. tuberkulose. Gjennom evaluering av lesjon størrelse på CT og opptak av 18F-fluorodeoxyglucose (FDG) i lesjoner og lymfeknuter PET bilder, metodene beskrevet viser at PET/CT bildebehandling kan forutsi fremtidige utviklingen av aktive versus latent sykdom og tilbøyelighet for reaktivering fra en latent tilstand av infeksjon. I tillegg ved å analysere det generelle nivået av lungebetennelse, bestemmer metodene antibiotika effekten av legemidler mot M. tuberkulose i mest klinisk relevante eksisterende dyr modellen. Metodene bildet analyse er noen av de kraftigste verktøyene i arsenal mot denne sykdommen som ikke bare kan de vurdere en rekke karakteristikker av infeksjon og behandling, men de er også direkte oversettbare til en klinisk setting for bruk i human studier.

Introduction

Mycobacterium tuberculosis har plaget mennesker i årtusener, og forårsaker mer dødelighet enn noen andre enkelt smittsomme agent i verden i dag. I 2015, var det 10.5 millioner rapportert nye tilfeller av tuberkulose (TB) globalt1 med fleste tilfeller kommer fra India, Indonesia, Kina, Nigeria, Pakistan og Sør-Afrika. Anslår globale dødstallene fra TB på 1,4 millioner folk i løpet av samme tidsrom. Denne verdien er nesten 25% lavere enn dødeligheten 100 år siden. Selv om narkotika følsom TB behandles, diett er lang som krever flere medikamenter og etterlevelse er en bekymring. Fremveksten av multi-resistente (MDR) stammer utgjorde ~ 580000 nye TB tilfeller i 2015. Vellykket behandling frekvensen av pasienter med MDR stammer av M. tuberkulose er bare anslått for å være rundt 50%. Enda mer urovekkende er mye resistente (XDR) stammer av M. tuberkulose, som er resistente mot nesten alle tilgjengelige stoffet. Dermed er nye teknikker nødvendig innen TB forskning som forbedrer muligheten til å diagnostisere TB, øker immunologiske forståelsen av sykdommen prosessen og tillate screening av romanen behandlinger og forebyggende strategier, inkludert antibiotika regimer og vaksine effekt studier.

M. tuberkulose er en aerobic acid-fast bacillus som fysisk er preget av sine svært komplekse ytre cellen vegg og langsom vekst kinetics. Infeksjon oppstår vanligvis ved innånding av personlige bakterier i aerosolized dråper som er utvist fra en symptomatisk, infisert person mens hoste, nysing eller sang. Til utsatte personer som utvikler infeksjon, utvikle bare 5-10% av folk aktive klinisk TB. De resterende 90% har et varierende spekter av asymptomatisk infeksjoner som varierer fra subklinisk infeksjon til ingen sykdom, som klassifiseres klinisk latente TB infeksjon (LTBI)2,3. Av befolkningen som har denne asymptomatisk infeksjon, vil ca 10% utvikle aktive TB ved reaktivering av inneholdt infeksjon i livet. Risikoen for reaktivering dramatisk øker hvis en person med asymptomatisk infeksjon kontrakter HIV eller gjennomgår behandling med en suppressive stoff, som TNF hemmere4,5,6. Aktiv TB sykdom presenterer også som et spekter, med de fleste mennesker har lunge TB, som påvirker lunger og bryst lymfeknuter. M. tuberkulose kan imidlertid infisere noen orgel, slik at infeksjonen kan også presentere i extrapulmonary områder av engasjement.

Patologisk kjennetegner M. tuberkulose infeksjon er en ordnet sfærisk struktur av verten cellene, kalt granulom. Makrofager, T celler og B-celler er store deler av granulom, med variabelt antall nøytrofile7. Midten av granulom er ofte nekrose. Dermed fungerer granulomer som en immun microenvironment å drepe eller inneholde bakterier, hindre spredning til andre deler av lungene. Imidlertid kan M. tuberkulose undergrave drap av granulom, og vedvarer i disse strukturene i flere tiår. Konsekvent og regelmessig overvåking for utviklingen av aktiv TB sykdom etter ny infeksjon eller reaktivering av LTBI er upraktisk, vitenskapelig utfordrende og tidkrevende. Teknikker som studerer prosessene langs, mennesker og menneske-lignende dyr modeller, er svært nyttig å det vitenskapelige samfunnet i å fremme forståelsen av mange komplekse M. tuberkulose infeksjon og sykdom.

PET/CT er en svært nyttig tenkelig teknikk som har vært ansatt å studere en lang rekke sykdomstilstander hos mennesker og dyr modeller8. PET er en funksjonell teknikk som bruker fantes et positron-emitting radioaktive stoffer som reporter. Disse radioisotopes er vanligvis functionalized til en metabolsk sammensatte, som glukose, eller målretting gruppe som skal bindes til en reseptor rundt. Siden stråling som slippes ut fra PET isotoper er kraftig nok til å trenge gjennom vev, kan svært lave konsentrasjoner brukes som tillater studien nedenfor metningsnivåer i reseptor målretting forbindelser og en lav nok konsentrasjon å ikke ha noen innvirkning på metabolske behandler når du bruker agenter for eksempel 2-deoxy - 2-(18F) Fluoro-D-glukose (FDG). CT er en tredimensjonal x-ray tenkelig teknikk som bruker varierende grad av x-ray demping for å identifisere fysiske egenskapene til organer i kroppen9. Når sammenkoblet med er PET, CT brukt som kart for å finne bestemte steder og strukturer som viser opptak av en PET radiotracer. PET/CT er et kraftig verktøy for i vivo avbildning av både mennesker og dyr modeller infisert med M. tuberkulose infeksjon som har ført til mange viktige innsikter i patogenesen, respons på behandling, sykdom spektrum, etc6 ,10,11,12. Dette verket beskriver bestemte PET/CT analytiske metoder for å studere TB ikke-menneskelige primas modeller langs med parameterne som granulom størrelse, FDG opptak i individuelle lesjoner, hele lunge og lymfeknute FDG avidity og oppdagelsen av extrapulmonary sykdom6,10,11,12.

Dette manuskriptet beskriver metoder Imaging analyse i ikke-menneskelige primater (NHPs), spesielt cynomolgus aper, som brukes til å evaluere langs sykdomsprogresjon og behandling etter infeksjon med M. tuberkulose . NHPs er en verdifull dyremodell fordi når inokulert med en lav dose av M. tuberkulose Erdman belastning, dyr viser en rekke sykdom resultater med ~ 50% utvikler aktivt TB og gjenværende dyrene har asymptomatisk infeksjon (dvs. kontrollere infeksjon, LTBI), gir den nærmeste modellen til kliniske sykdommen spekteret sett i mennesker,3,,13,,14,,15,,16. Reaktivering av LTBI i aper utløses av samme agenter som forårsaker aktivering hos mennesker, som eksempler på humant immunsviktvirus (HIV, bruker simian immunsviktvirus (SIV) som macaque versjonen av HIV), CD4 uttømming eller svulst nekrose faktor (TNF) nøytralisering13,16. I tillegg presenterer aper patologi som er svært lik som sett i mennesker, inkludert de organiserte granulomer som danner i lungene eller andre organer17. Derfor har denne modellen gitt viktig innsikt i grunnleggende vert-patogen samhandlinger i M. tuberkulose infeksjon, i tillegg til verdifull kunnskap om narkotika regimer og vaksiner for tuberkulose14,18 , 19 , 20 , 21.

PET/CT imaging gir deg muligheten til å følge utseende, distribusjon og progresjon av personlige granulomer. Dette arbeidet har primært brukes FDG som en sonde, som, som en glukose analog, inkorporerer i metabolically aktiv vertsceller, som makrofager, nøytrofile og lymfocytter8, alle er i granulomer. Dermed er FDG en proxy for verten betennelse. Analyse prosedyrene detaljert her bruker OsiriX, brukte DICOM seer tilgjengelig for kjøp og bruk. Bildet analyse metodene beskrevet spore form, størrelse og metabolsk aktivitet (via FDG opptak) av personlige granulomer over tid og bruker bildebehandling som kart for å identifisere bestemte lesjoner på dyr obduksjon. I tillegg er en separat metoden utviklet som quantifies summering av FDG opptak i lungene over en bestemt terskel (SUV ≥ 2.3) og bruker denne verdien til å evaluere forskjeller mellom kontrollen og eksperimentelle grupper på tvers av studier fra vaksine forsøk å co infeksjon modeller. Disse dataene støtte som dette samlet mål av FDG opptak i lungene er korrelert med bakteriell byrden, gir informasjon om sykdommen. Lignende analyser kan utføres på FDG opptaket av thorax lymfeknuter å studere progresjon av sykdommen også. Følgende protokollen beskriver eksperimentelle fra dyr infeksjon gjennom bildeanalyser.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

alle metodene som er nevnt i dette arbeidet er godkjent av University of Pittsburgh institusjonelle Animal Care og bruk komiteen. Alle prosedyrer fulgte institusjonelle biosikkerhet og stråling sikkerhetskrav. CT-skanning krever donning bly forkle og hals dekselet. Biosikkerhet nivå 3 (BSL3) klær og prosedyrer for å arbeide med ikke-menneskelige primater må følges etter institusjonelle retningslinjer. Alle skanning ble utført i et BSL3 anlegg.

1. dyr infeksjon prosedyren

  1. Sedate dyr med ketamin (10 mg/kg, intramuskulær) eller telazol (5-8 mg/kg, intramuskulær) hvis dyr har bivirkninger av ketamin.
  2. Bruker et laryngoskop, visualisere epiglottis og stemmebåndene. Bedøve stemmebåndene ved sprøyting med cetacaine spray for ~ 1 s (ikke mer enn 2 s).
  3. Bruker laryngoskop, lede en bronchoscope (2,5 mm ytre diameter) inn i luftrøret via direkte visualisering i høyre caudal lunge lobe.
  4. Forberede en sprøyte som består av ca 5-20 (avhengig av studiet) kolonien danner enheter av M. tuberkulose i 2 mL sterilt saltvann og administrere løsningen gjennom bronchoscope kanalen. Forberede en egen sprøyte bestående av 2 mL sterilt saltvann og administrere saltvann gjennom bronchoscope kanalen etterfulgt av 5 mL luft å sikre fullstendig deponering av bakterier 22.
  5. Ut bronchoscope og observere ape til fullt våken og varsle.

2. Imaging erverv, Histogram og gjenoppbygging prosedyren

  1. forberede dyr for bildebehandling.
    1. Sedate dyr med ketamin (10 mg/kg, intramuskulær) eller telazol (5-8 mg/kg, intramuskulær) hvis dyr har bivirkninger av ketamin.
      Merk: Dyr må være fastet over natten å redusere risikoen for brekninger under tenkelig prosedyren og sikre konsekvens i FDG PET skanninger.
    2. En intravenøs (IV) kateter inn en etappe saphenous åre og sikre med klut tape.
    3. Fortynne en ca 5 millicurie dose av FDG med sterilt saltvann til et totalvolum på 5 mL i en plastsprøyte.
    4. Rekordnivå pre injeksjon radioaktivitet i sprøyten ved hjelp av en dose kalibrator fortegnelse tid og Legg sprøyten i ledelsen sprøyte innehaver.
    5. Sakte injisere radioaktivt dosen gjennom IV kateter og følger med 5 mL av sterilt saltvann. Fortegnelse injeksjon tid. Injeksjon tid må koordineres å være ca 45 min - 1t før PET bildebehandling.
    6. Registrere etter injeksjon radioaktivitet nivået av bruker dose kalibrator og registrere tiden. Kast syringe inne en passende avfallsbeholderen.
    7. Bruker et laryngoskop, visualisere epiglottis og stemmebåndene og bedøve med cetacaine spray.
    8. Guide en endotracheal tube (3,5 - 4,5 avhengig av monkey størrelse) inn i luftrøret og blåse mansjetten på innsatte slutten av røret.
    9. Bruker en lang tynn stripe av sterilt gasbind, sikre intubasjon røret ved innpakning stripen rundt røret, piercing strip med hver hjørnetann av dyret, og deretter knytte en knute med restbeløpet til gasbind rundt broen av snuten og rundt tilbake o f hodet.
    10. Dekker øynene med artificial tårer å hindre uttørking under bildebehandling.
  2. Utføre CT og PET-skanner.
    1. Plass dyr på skanning seng.
    2. Koble intubasjon rør til en respirator med følgende innstillinger: pustefrekvens = 15, topp trykket = 15-17, oksygen % = 40, PEEP (positiv slutt ekspiratorisk trykk) = 3, Tidalvolum = 60, T jeg (Inspiratorisk tid) = 0,4, jeg: E (Inspiratorisk til ekspiratorisk tid) Ratio = 1:3. 4, T platå (Inspiratorisk pause før utløpsdato) = 0,5, Peak Flow = 9.0 (disse verdiene kan justeres basert på dyr spesifikke lunge samsvar eller eksperimentelle behov).
    3. Starte innånding anestesi (2% isoflurane) gjennom ventilen og fortsette til dyr viser ingen reaksjon på fysiske stimuli.
    4. Sted dyr i en utsatt posisjon med hode og Ben støttes.
    5. Plasser dyr i CT felt-of-view og gjennomføre forhåndsvise før skanning for å sikre at hele span av lungevolumet vil bli inkludert i en fullstendig skanning.
    6. Kjøpe en CT-skanning med følgende parametere (spiralformede skanning, aksial FOV = 250 mm, spenning = 140 kV, gjeldende = 2.0 mA, Slice tykkelse = 1,25 mm, skarphet = ekstra skarp) mens drive en ventilator pusten hold.
      Merk: Kontrast agent CT er valgfritt. Hvis utfører avsøking kontrast, en forsinkelse er nødvendig mellom injeksjon av kontrast agent og bildeopptak fordi av kontrast agent i hjertet forstyrrer riktig image gjenoppbyggingen av lunge plassen på PET scan og oppretter gjenstand i lungene på CT avsøke
    7. pass til lavere isoflurane konsentrasjon til 0,7 - 0,8% under skanning prosedyren.
    8. Sted dyr i PET felt-of-view.
      Merk: Systemet på plass for dette arbeidet er en innebygd system med et eget CT og PET-skanner. Koordinater for PET posisjonering beregnes manuelt basert på CT koordinater.
    9. Kjøpe 600 s PET bilder for hver seng posisjon.
      Merk: Fokus 220 systemet har en aksial FOV 7,6 cm. Dette arbeidet ble utført fire seng posisjoner som manuelt er sydd under etterbehandling.
    10. Slukke isoflurane, avvenne dyr av ventilen gradvis, fjerne luft fra ventilen tube mansjetten og fjerne røret når dyret har gjenvunnet hoste reflekser og puster normalt. Fjerne IV kateter og holde trykket på injeksjonsstedet til blodstrøm har stoppet.
  3. Rekonstruksjon og utføre PET bilde histogrammet.
    1. Utføre PET bildehistogram med følgende parametere: 3D histogram med ingen utjevning, spenn: 3, ring forskjellen: 47, global gjennomsnittlig deadtime korreksjon.
    2. Utføre PET bildet gjenoppbygging med følgende parametere = OSEM3D (bestilt delsett forventning maksimum-3 dimensjon) algoritmen med CT-baserte demping, rampen projeksjon filter og scatter korreksjon gir en 284-del opp bilde.
  4. Co register PET og CT.
  5. Eksportere Co-registered PET og CT DICOM-bilder til programvaren (f.eks OsiriX).

3. Identifisere og analysere individuelle lesjoner

  1. Åpne PET og CT DICOM-bilder fra OsiriX databasen i aksial retning (CT bildet vil være smeltet sammen med PET bildet og det vil være en egen PET bildevinduet).
  2. Angi skanning (eller seriell skanner) til aksial retning.
  3. Klikk (sted) på CT avsøke og endre det " WL/WW " i toppmenyen å " CT – Pulmonary ".
  4. Bla gjennom skanningen å avgjøre hvor lunge lobes begynne og slutten. (Identifiser lunge sprekker.)
    1. Bla gjennom hele skanningen, fokus på små områder lunge plass ved gangen.
    2. Se at normal lunge vises mørke og anatomisk funksjoner vises lettere (avhengig av tetthet). Airways vises svart mens blodkar vises nesten hvit.
    3. Følge fartøy og luftveiene som de synes å flytte mens det rulles gjennom aksial skiver.
    4. Sprekker kan identifiseres i områder der det er ingen fartøy eller airways. (Dette er områder i lungene som vises bare mørk med ingen andre anatomiske strukturer)
  5. Bruk smeltet PET/CT for å identifisere lesjoner.
    1. Bla gjennom hele skanningen, fokus på små områder lunge plass samtidig.
      Merk: Fokus på en lunge lobe å identifisere og telle lesjoner.
    2. Identifiserer FDG-avid lesjoner i lungene. De vil se som varm sfærer - svært forskjellig fra lunge bakgrunn. Liten, kaldt lesjoner blir mye mindre åpenbare og vanskeligere å identifisere. De vises på søk som tett strukturer som ikke flyttes når du ruller (som fartøy gjør).
      Merk: Liten lesjoner og fartøy ser svært like. En enkel måte å skille mellom to er å holder markøren over strukturen i spørsmålet og bla opp og ned en eller to. Hvis strukturen forblir under markøren, er struktur en leksjonen. Hvis strukturen trekk fra markøren når du ruller opp eller ned en bit, er det sannsynligvis fartøy eller airway.
    3. For identifikasjon, bruker den " pil " verktøyet å peke på hver lesjon på Skann.
    4. For plassering formål, bruke den " punkt " verktøyet og klikker på leksjonen slik at Avkastningen (område av interesse) er direkte i midten av granulom. Informasjonen i denne Avkastningen inkluderer de kartesiske koordinatene (XYZ-koordinater) hvor lesjonen kan bli funnet.
  6. Bruk det " lengde " og " Oval " verktøy for å måle størrelsen (mm) og FDG avidity (SUV) av hver leksjonen.
    1. For å måle størrelsen på en lesjon, fjerne PET signalet slik at bare CT synlig.
    2. Velg den " lengde " verktøyet.
    3. Bla til sektoren som inneholder den største delen av lesjonen identifiseres (stykket der lesjonen synes å være største).
    4. Tegne en linje over den lengste lengden av lesjonen. Opplysningen i dette avkastning representerer hvor (i mm) diameter av lesjonen.
    5. Måle FDG avidity av en lesjon, først klikker på PET scan og slå opp den polyetylen. Gå til den " WL/WW & CLUT " Osirix-menyen øverst på skjermen og velg " angi WL/WW manuelt " på rullegardinmenyen WL/WW. I dialogboksen, skriver du inn 0 i den " fra " og 20 i " å " for å begrense vinduet fra 0 til 20 SUV.
    6. Velg den " Oval " verktøyet fra den " mus knappen " verktøyet rullegardinmeny.
    7. Bla over lesjonen å vurdere den varmeste delen av lesjonen. Tegne ellipser rundt lesjonen. Den " Oval " verktøyet Avkastningen informasjon inneholder beskrivende statistikk for alle SUVer i voxels i regionen. Registrere maksimum SUV i regionen.
    8. Som hver " Oval " avkastning bare representerer SUV verdiene for det spesifikke aksiale flyet av lesjonen og typisk lesjonene er sfærisk i form, tegne ovaler på flere skiver slik at den faktiske maksimale SUV av lesjonen fanges.
      Merk: Hvis PET/CT skanner er manuelt rekonstruert, PET og CT bildene kan ikke være perfekt matchet. Hvis dette er tilfelle, bør alle SUV analyser og ROIs utføres på PET Skann i stedet for smeltet PET/CT skanningen. Fordi mange lesjoner er mindre enn oppløsningen på PET detektor krystaller, inngås alle målt SUVer for individuelle lesjoner utvinning koeffisienten kalkulator regneark som utfører en delvis volum korreksjon for hver lesjon 23.

4. Totalt lunge FDG Avidity måling prosedyre for å bestemme Total lungebetennelse

  1. Åpne PET og CT DICOM-bilder fra OsiriX databasen i aksial retning (CT bildet vil være smeltet sammen med PET bildet og det vil være en egen PET bildevinduet).
  2. Utfører en segmentering av lungevolumet på CT-bilde.
    1. Klikk på CT-skanning for å sikre at det er det aktive vinduet.
    2. Gå til Avkastningen dropdown-menyen og velg " vokse regionen (2D/3D) segmentering … ".
    3. For å fange tettheten av normal lunge, sette det lavere terskel for å-1024 og øvre terskelen til-200. Dette er indikativ av Hounsfield enheter, men boksen segmentering ikke nevner dem som.
    4. Når de nedre og øvre grensene er angitt, klikk hvor som helst i lungene. Hele lungene bør uthevet i grønt.
    5. Deretter klikker du på " beregne " i dialogboksen segmentering parametere. Dette vil utvide regionen vokse fra én sektor hele lunge volumet.
  3. Flytte den " vokse regionen " av lungene fra CT-skanning på PET skanningen.
    1. Klikk på det lille ikonet til venstre for navnet på CT og dra ikonet på PET skanningen.
    2. Velg " kopiere ROIs ". Det skal nå være en overlapping av lungene på PET avsøke.
  4. Slette avkastning fra CT scan (valgfritt).
    Merk: Det hjelper for å kunne se hele lungene uten ROIs på CT avsøke å sørge for at alle patologi i lungene er fanget. Dette Slett ROIs. Kontroller at vinduet CT er aktiv (Klikk på CT avsøke) Velg rullegardinmenyen avkastning og velg " sletter alle ROIs i denne serien. "
  5. fylles med høy tetthet områder i lungene som vises som hull på PET avsøke.
    Merk: Ved flere anledninger det er hull i Avkastningen på PET avsøke der lungevev var tettere enn-200 HU på CT avsøke (denne steg kan hoppet hvis ikke forekomme).
    1. Merk ROI rullegardinmenyen og velg " pensel ROIs " → " avsluttende. " når dialogboksen vises, skyv pilen til 3 slik at toppen av dialogboksen leser " Structuring Elementet Radius: 3 " og " bruk på alle ROIs med samme navn. "
      Merk: når det er store deler av sykdom (som konsolideringer som er tettere enn rundt lungevev), ofte lukker penselen ROIs vil ikke være tilstrekkelig til å fylle i hele lungene. Hvis dette er tilfelle, hullene må fylles ut manuelt.
    2. Gå til den " musen til knappen " området på toppmenyen og klikk på den lille pilen til høyre.
    3. Velg den " pensel " verktøyet.
    4. Når dette verktøyet er valgt, manuelt trekke i Avkastningen å fylle ut hullene.
  6. Isolere lunge avkastning på PET scan.
    1. Nå at det er en representasjon av hele lungene på Kjæledyret skanne, slette alle bildepunkter utenfor lungene.
    2. Merk ROI rullegardinmenyen og velg " satt bildepunktverdier til … ".
    3. Merker du av for Utenfor avkastning og setter alle bildepunkter utenfor Avkastningen til 0.
  7. Isolere " varme " patologi.
    1. Bruker en grenseverdi som er ønsket som " hot. " SUVer større enn 2,3 anses å være " varme " basert på litteratur for tuberkulose lesjoner 24.
    2. Velg rullegardinmenyen Avkastningen og " satt bildepunktverdier til … ".
    3. Klikk boksen Inne avkastning. Klikk på " og " slik at alle verdier mellom 0 og 2.3 er satt til 0.
  8. Kontroller bare sykdom patologi er redegjort for i Avkastningen.
    1. Merk at det er områder (for eksempel leveren) som er varmere enn 2.3. Kontroller at bare ønsket områdene er fanget ved å slette ROIs og opprette en ny vokse regionen. Andre felles vev som forstyrrer denne gangen inkluderer hjerte, mediastinal lymfeknuter, vertebrae og hinner.
    2. Merk ROI rullegardinmenyen og velg " sletter alle ROIs i denne serien. " deretter gå til avkastning og velg " vokse regionen (2D/3D) segmentering … ".
    3. Endre terskelen til lavere terskel 2.3 og den øvre grensen 100.
    4. Bla gjennom hele PET vinduet, klikke på sykdom patologi og klikke " Compute. " Gjenta for alle varme sykdom. Lagre hele lunge avkastning ved hjelp av den " lagre ROIs " alternativet på Avkastningen menyen.
  9. Eksportere rå verdier i et regneark.
    1. Gå til 2D-visningen i dropdown menyen og velg " Gjenopprett serie. "
    2. neste, gå til Plugins dropdown menyen stang
    3. Velg " avkastning verktøy " → " eksport ROIs. " navn og lagre filen eksporterte rådata. Velg " CSV " nederst i denne dialogboksen.
  10. Beregne totale FDG Avidity fra rådataene. Hver rad i regnearket representerer et enkelt stykke fra søket. Kolonnen av interesse er " RoiTotal. "
    1. for å beregne den " totale FDG avidity, " legge til alle de " RoiTotal " sektorene sammen. Beregne summen av kolonne F (RoiTotal). Denne summen er totalt FDG avidity måling.
    2. Hvis OsiriX har ikke eksportere Avkastningen plug-in, gå til Plugins på rullegardinmenyen. Velg " Plugins Manager … " Klikk på den " nedlasting … " øverst i dialogboksen. Velg " ExportROIs " fra den " tilgjengelige plugins " dropdown meny. Velg " nedlasting & installere. "

5. Analytiske prosedyren for å bestemme FDG opptak i " Hot " lymfeknuter

  1. Åpne PET og CT DICOM-bilder fra OsiriX database i aksial retning (CT bildet vil være smeltet sammen med PET bildet og det vil være en egen PET bildevinduet).
  2. At mens de utfører manuell avkastningsanalyse på PET bilder at intensitet bildevinduet være konsekvent.
    1. Klikk på PET bildevinduet å sikre den er det aktive vinduet.
    2. I OsiriX-menyen, klikk på " WL/WW " rullegardinmenyen, og klikk deretter " angi WL/WW manuelt ".
    3. Når velger vises i det aktive PET-vinduet, fyll ut minimum intensitetsverdien i den " fra "-feltet og den maksimale intensiteten verdien i den " å " felt (f.eks vindu PET bildet fra 0 til 20 SUV, skriver du inn 0 i den " fra "-feltet og 20 i den " til " feltet).
    4. Også hvis det er ønskelig å alltid laste bilder med samme intensitet verdier, i toppmenyen markere Osirix - > PET - > deretter under " Vindusnivå & bredde " klikker du på Bruk fast nivåer boble og sett inn ønskede verdier i de " fra " og " å " felt.
  3. Når ønsket lymfeknute bestemmes, manuelt trekke en avkastning rundt kantene av lymfeknute.
    1. Markere PET/CT fusion bildet for å sikre at den er det aktive vinduet.
    2. Som det er nyttig å bruke en flerfarget fargetabell for look-up for denne analysen, for å endre denne innstillingen: Klikk på den " CLUT " dropdown-boksen i hovedverktøylinjen for OsiriX, og velg ønsket oppslag tabellinnstilling (UCLA foretrukket).
    3. å trekke en manuell avkastning rundt lymfeknute, Klikk rullegardinmenyen på høyre side av den " museknappfunksjon " i hovedverktøylinjen og velg " lukket Polygon ". Klikk på kanten av lymfeknute basert på hva PET vindaugesystemet opp bord for å etablere det første poenget med Avkastningen.
    4. Klikk på et annet punkt på ytre kant av lymfeknute og Fortsett sporing til lymfeknute står nesten.
    5. For å etablere det siste punktet av Avkastningen, dobbeltklikk for å lukke i Avkastningen.
    6. Gjenta denne prosessen på flere skiver slik bestemmelse av maksimal SUV i lymfeknute.
    7. Spiller inn ønsket SUV-dataene i et separat regneark.

6. Fastsettelse av FDG muskel bakgrunn opptak for normalisering av verdier

Merk: for å opprettholde konsistens over flere tenkelig tidspunkt i forhold til FDG opptak og variasjonen av metabolsk aktivitet i dyret ved forskjellige ganger, bør alle PET analyse normalisert til muskel og presenteres som sådan. Alle kvantitativt PET dataene presenteres i dette arbeidet er representert som en SUVCMR (opptak verdien sylinder muskel standardproposjoner).

  1. Åpne PET og CT DICOM-bilder fra OsiriX database i aksial retning (CT bildet vil være smeltet sammen med PET bildet og det vil være en egen PET bildevinduet).
  2. Klikk på bildet for Co-registered PET og CT å sikre at den er det aktive vinduet.
  3. Bla gjennom bildet til sektoren som inneholder møtestedet av viktigste bronchial tuber (carina).
  4. Trekke ROIs på ryggen muskler å få bakgrunn SUV verdier.
    1. Velg verktøyet Avkastningen rullegardinlisten til høyre for den " musen knapp valgmuligheten " i OsiriX hovedmenyen.
    2. Merke " Oval " som verktøyet Avkastningen.
    3. Trekke ROIs med omtrent samme størrelse på muskler ligger bakre og lateral til ryggraden.
    4. Klikk på ikonet til venstre for Co-registered PET/CT og dra ikonet til vinduet PET.
    5. Velg " kopiere ROIs ". ROIs skal nå ses i vinduet PET scan.
    6. Hovedmenyen, Velg den " modus " sjekkheftet og kontroller " MIP – Max intensitet projeksjon " er valgt i rullegardinmenyen umiddelbart til høyre.
    7. At det " tykk plate " glideskala er satt til 10. Dette angir at 10 stykker kombineres på PET bildet som en maksimale intensitet projeksjon gjør en " sylinder " volum av interesse (opprinnelse av sylinder muskel forhold).
  5. Registrere mener SUV verdiene i de to ROIs i et regneark.
  6. Gjennomsnittlig to verdier for å få bakgrunnen FDG muskel opptak verdi. Dette er verdien som brukes å få forholdet verdier mellom opptak på målområdet og basal metabolske opptak.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Identifikasjon og analyse av individuelle lesjoner

Individuelle granulomer kan visualiseres for antall, størrelse og FDG opptak kvalitativt å forstå den generelle omfanget av infeksjon (figur 1). Bruke disse bildene, er telle granulomer over tid et kvantitativt mål for sykdom spres. Figur 2 viser individuelle granulom teller over tid i en gruppe 10 dyr. 10 dyrene, tre utviklet aktiv sykdom og seks utviklet latente infeksjon. En dyr viste ingen tegn til aktiv sykdom men var tidvis kultur positive (i mage leveringstanken og/eller bronchoalveolar lavage prøver) for M. tuberkulose, plassere det i spekteret av sykdommen mellom aktive og latente og ble dermed fjernet fra analysen for denne bestemte eksperimentet. Tre dyrene med aktiv sykdom, en dyr utviklet miliary sykdom av 12 uker etter smitte og var euthanized (dette er identifisert i figur 2 som TNTC [for mange til å telle]). Fra 6 uker etter smitte og deretter dyr som ville senere utvikle aktiv sykdom viste statistisk høyere antall granulomer enn dyr som ville utvikle latente infeksjon.

For å bedre karakterisere og skille granulomer mellom aktive og latente dyr, ble personlige lesjoner på PET skanner analysert for å fastslå om det var en aldersforskjell FDG opptak mønster mellom de to gruppene. I alle aktive infeksjon dyrene var det en økning i FDG opptak i hver granulom fra tre til seks uker innlegg infeksjon (figur 3A). Derimot granulomer i dyr som utviklet latente infeksjon viste en variant i FDG opptak med noen lesjoner økende, synkende eller viser samme opptaket fra tre til seks uker (figur 3B). Disse resultatene sammenlignes i grupper viser forskjellen i endring latente og aktiv dyrene på tre uker g. seks uker (Figur 3 c) og tre uker g. 24 uker (figur 3D). I begge tilfeller granulomer aktive dyr viste en positiv og signifikant forskjellig endring i SUV (innenfor hvert individuelle dyr (figur 3A og 3B) og sammenlignet av dyr (Figur 3 c og 3D).

Analysere FDG opptak i "Hot" lymfeknuter

Som mediastinal lymfeknuter ikke er lett visualisert på CT skanner med mindre kraftig forstørret, må PET bilder brukes til å identifisere disse sykt vev. Når analysere lymfeknuter, er det viktig at bildet er skalert til samme maksimum og minimum PET skala sikre konsekvens gjennom hele prosessen. Når du sammenligner MLNs dyr som utviklet aktive eller latent sykdom, viste Lin et al. gjennom analyse av MLNs som mens FDG opptak i lymfeknutene lignet mellom aktive og latente dyrene på 3 uker, MLNs fra aktive dyr viste betydelig høyere opptak på 6 uker11. Forskjellene ble sett i større grad på 8 og 12 uker (Figur 4). PET/CT-data kan dermed benyttes for å vurdere betydelige forskjeller i lymfeknutene i tillegg til å studere granulomer i infiserte dyr.

Totalt lunge FDG Avidity

Som et eksempel på kraften i evaluering totale lunge FDG avidity, viste Lin et al. at opphøyet lungebetennelse i dyr klinisk klassifisert som LTBI samsvarer med risiko for reaktivering6. I denne studien var LTBI cynomolgus aper (infisert med lav dose M. tuberkulose) PET/CT fotografert (6 måneder etter smitte) før tumor nekrose faktor (TNF) nøytralisering å vurdere spekteret av lesjoner i klinisk definert LTBI og bestemme risiko for reaktivering. Dyr med høyere totale lunge FDG avidity var mer sannsynlig å reaktivere (figur 5). Over 90% av dyrene med mer enn 103 lunge FDG avidity eller synlig (av skanning) minst én ekstra lunge området av smitte reaktivert etter TNF nøytralisering. Eneste dyr som ikke aktivere overskredet denne totale lunge FDG avidity terskelen. Dermed kan PET/CT parametere være et kraftig verktøy for å forutsi kliniske utfallet selv om de spesifikke parameterne må identifiseres vitenskapelig.

Som et eksempel å vise verktøyet i narkotika behandling scenarier, Coleman et al. gjennomført en studie testing oxazolidinones hos mennesker og cynomolgus målt aper der totale lunge FDG avidity ble før behandling, og ett og to måneder etter behandlingen10. Fold endringer ble beregnet for å vise narkotika-respons en måned (figur 6A) og to måneder etter behandling (figur 6B). På begge tidspunkt, kontrollen dyr viste signifikant høyere FDG avidity inn hele lunge enn narkotika-behandlede dyr. I alle de narkotika-behandlede dyr, totalt lungebetennelse redusert med to måneders behandling diett, mens i de fleste kontroll dyrene, totalt lungebetennelse økt over tid eller var uendret.

Figure 1
Figur 1. Seriell FDG PET/CT-bildene viser en spre og stabil mønster av granulom utviklingen i løpet av tidlig infeksjon.
(Øverste rad) Primære granulomer (hvite piler) først opprettet på 3 uker etter infeksjon, mens nye granulomer utviklet tilstøtende til eksisterende lesjoner (grønn pil) eller i nye områder (gule piler). Dyr som ville senere utvikle aktive TB utviklet flere lesjoner i løpet av infeksjon. (Nederste rad) Primære granulomer (hvite piler) av latent dyr stabilt vanligvis, med noen nye granulomer utvikling gjennom løpet av infeksjon. WKS PI, uker etter smitte. Figur fra Coleman et al.11 Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 2
Figur 2. Representant Data over viser Median og utvalg av granulom teller fra CT skanner sammenligne dyr med aktiv infeksjon (røde symboler) til latente infeksjon(Grønn symboler).
Aktiv infeksjon dyr hadde mer granulomer enn latently infiserte dyr så tidlig som seks uker etter smitte. P < 0,05 (*) av Mann-Whitney test. Uker PI, uker etter smitte. TNTC, for mange til å telle. Figur tilpasset fra Coleman et al.11 Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 3
Figur 3. Utnyttelse av avkastningsanalyse på PET bilder til viser at metabolsk aktivitet av lunge granulomer varierer mellom aktive og Latently infisert dyr under tidlig infeksjon.
Personlige granulomer i aktiv dyr har [A] en betydelig økning i metabolsk aktivitet (målt som standard opptak normalisert til muskel opptak [SUVCMR]) mellom 3 og 6 uker etter smitte mens latently ikke infisert dyr [B] gjør. Endringen i metabolsk aktivitet i lesjoner mellom latente og aktiv dyr som gruppene ble sammenlignet 3 vs 6 uker [C] og 3 vs 24 uker [D] viser at aktivt infiserte dyr (røde firkanter) har en betydelig større endring i opptak enn latente dyr (grønne sirkler) på begge tidspunkt. Heldekkende svarte linjer representerer medianen. Diversified rang-sum testen ble brukt til å analysere data i paneler A og B. For paneler C og D, verdier ble analysert av Mann-Whitney testen. P < 0,0001 (*) for alle paneler. Figur tilpasset fra Coleman et al.11 Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 4
Figur 4. Avkastningsanalyse PET bilder å illustrere FDG opptak i Mediastinal lymfeknuter mellom dyr med aktiv sykdom (Red Squares) og Latent sykdom (grønne sirkler).
Opptaket var høyere i aktivt infiserte dyr på 6, 8 og 12 uker innlegg infeksjon. Hvert punkt representerer en personlige lymfeknute. Heldekkende svarte linjer representerer medianen. P < 0,05 (*), P < 0,01 (*), og P < 0,001 (*) av Mann-Whitney test. Figur tilpasset fra Coleman et al.11 Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 5
Figur 5. ROI analyse av totale lunge FDG Avidity målinger på seks måneder innlegget infeksjon fremhever forskjellene i FDG opptak i dyr reaktivere fra Latent infeksjon (rosa rutene) i forhold til dyr som forblir Latent (grønne sirkler).
Tre av fire "aktivert" dyrene som ligger under den stiplede linjen hadde ekstra lungesykdom før TNF (tumor nekrose faktor) nøytralisering. Hvert punkt representerer en dyr. Prikket linje representerer terskelverdien for sannsynlig reaktivering risiko. Heldekkende svarte linjer representerer medianen. P < 0,01 (*) fra Mann-Whitney Test. Data tilpasset Lin et al.6 Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 6
Figur 6. Representant totalt lunge FDG Avidity avkastning mål utheving samlet endring i betennelse målt i lungene sammenligne ubehandlet (røde sirkler) og Linezolid behandlet (blå sirkler) aper.
FDG avidity ble målt før linezolid behandling (30 mg/kg daglig) og fold endringen i totale FDG opptaket ble målt på en måned [A] og 2 måneder [B] etter behandling. Hver monkey representeres av en. Heldekkende svarte linjer representerer medianen. P < 0,01 (*) per Mann-Whitney Test. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Data fra PET/CT kan brukes som surrogat mål for mange aspekter av M. tuberkulose infeksjon som ville være unobservable uten slik teknologi. PET/CT er mye mer følsom enn X-ray-teknologi, som ofte brukes i aper studier. PET/CT gir strukturelle, romlige og funksjonelle. Analysene beskrevet ovenfor har mange praktiske bruksområder som overvåking sykdomsprogresjon, vurdering av effekten av behandling og gir risikofaktorer for reaktivering6,10,11, 13.

Spredningen av granulomer og FDG opptak av individuelle lesjoner kan sammenlignes mellom kontrollen og eksperimentelle grupper å ikke bare gi spesifikk plassering av infeksjonen, men også følge formidling av sykdom25. For eksempel i arbeid fra Coleman et al. beskriver tidlig infeksjon i cynomolgus aper, etter infeksjon progresjon kan bestemme om infeksjonen innenfor et dyr skal være aktiv og forverre eller finnes i immunsystemet (dvs. LTBI)11. Dette er bare ett eksempel på kraften som PET/CT bildebehandling har i å studere utviklingen av sykdom med hensyn til granulomer. Samme metode kan brukes til å studere en rekke eksperimentelle parametere over tid. For eksempel kan opplisting av granulomer oppretter av 4 uker etter infeksjon gi et kraftig utfallet mål for en vaksine, siden beste vaksiner vil forhindre eller begrense granulom etablering etter utfordring. Et annet resultat tiltaket for vaksiner kan være i å begrense spredning. Disse kvantifiserbare utfallsmål gir viktige data uten å måtte utføre tidlig necropsies på dyrene. En begrensning vurdere personlige granulomer er følsomheten på CT skanner; visualisere granulomer < 1 mm i størrelse er ofte ikke mulig.

Evaluering av mediastinal lymfeknuter (MLNs) er viktig når studere M. tuberkulose infeksjon også. MLNs er viktig for T-celle grunning og smugling av immunceller under infeksjon. Men i nesten alle aper, kan minst ett, og noen ganger flere MLNs bli smittet. Dermed MLNs er et ekstra område av bakteriell utholdenhet under aktiv TB og LTBI, og kan fungere som et reservoar for bakterier, muligens bidra til reaktivering26,27. I tilfeller av alvorlig MLN engasjement komprimeres airways. Store nekrotisk MLNs kan erodere i luftveiene, fører til spredning av smitte. Analysere PET/CT data på lymfeknuter er mer kompleks enn granulomer fordi de strukturelle komponentene nodene ikke er synlig på CT skanner. I tillegg kan bare lymfeknutene metabolically aktive analyseres på grunn av FDG opptak. Derfor når analysere varme lymfeknuter, er det viktig å sikre at PET bildet skal skaleres til samme maksimum og minimum intensitet skala for hvert bildeanalyse for å sikre konsekvens. Siden de kan være store strukturer, nekrotisk sentrum kan være negativt for FDG avidity, og dermed FDG avidity vises reduseres over tid, selv når øker i MLNs.

Totalt lunge FDG avidity representerer totalt betennelse i lungene. Lungebetennelse er en indikasjon på sykdommens alvorlighetsgrad og er korrelert med bakteriell byrden6,10,28 derfor dette kvantitativ og objektiv vurdering har mange programmer. For å måle totale FDG avidity, alle voxels i en PET bilde som viser en SUV større enn 2,3 kombineres i en enkelt volum-of-interessepunkter (VOI) og SUV totalverdien for hele VOI er endelige avidity verdien. Denne verdien ble valgt fra litteratur som sammenlignet SUV verdier av FDG opptak i lunge svulst til ulike smittsomme patologi mennesker24. Det er viktig å merke seg at denne totale FDG avidity verdien er begrenset bare til sykdom i lungene plass og alle FDG opptaket ikke-sykdom relatert eller ligger i nærheten av lungene må ikke bli vurdert. Totalt lunge FDG avidity inkluderer i tillegg ikke MLNs. Mens avidity av personlige granulomer og lymfeknuter tillater oss å se variasjon av TB resultater i verten, er FDG avidity av totale lunge integrert evalueres verten som helhet. Disse metodene fungerer også som analyseverktøy måle narkotika-respons TB sykdommen. Tidligere arbeid har vist at TB behandling kan redusere størrelse og FDG avidity av personlige granulomer over tid12 og disse endringene var assosiert med redusert bakteriell byrden. Endringer i betennelse i full løpet av narkotika regimer kan også brukes til å vurdere narkotika effekt eller feil.

På grunn av svært detaljerte natur disse prosedyrene, kan en god del feilsøking være nødvendig for å få den mest konsekvente data under studier. Det er målet med denne utredningen å skissere fremgangsmåten for å aktivere individer over hele verden bruker disse teknikkene samtidig Husk at Pertentlig fokus på detaljer er viktig. Personer som vurderer bilder bør være godt kjent med anatomi og fysiologi for å kjenne igjen unormalt i bestemt skanner. Bildet leserne må anerkjenne ikke er vanlig sonde opptak i hele kroppen fordi TB kan spre utover bryst hulrom. I tillegg PET og CT registrering i imaging er ikke en perfekt prosess og sporadiske avvik bilde registrering kan oppstå; erkjenner dette kan være avgjørende når du vurdere lite sykdom funksjoner (dvs. 1-2 mm granulomer). Avsøking før infeksjonen kan være spesielt nyttig som en komparator å identifisere normale lungene (og andre organ) strukturer og PET mønstre og gjenkjenne de som er nye eller endrede etter infeksjon. En annen viktig komponent til denne analysen er bakgrunnen måling. Alle PET dataene er normalisert til muskel opptak som en fysiologisk baseline FDG opptak er basert på stoffskiftet. En kombinasjon av rhomboid og serratus i ryggen brukes for bakgrunnen målinger på grunn av nærheten til thoracic hulrom og relativt konsekvent FDG opptak i fasted dyr. Ved M. tuberkulose -infisert aper er dette å foretrekke å bruke et annet organ, som leveren, for bakgrunnen målinger som M. tuberkulose kan infisere leveren og leveren metabolismen kan påvirkes ved behandling av dyr med ulike anti-TB narkotika. Tar de ovennevnte faktorene i konto samt sikre som alle bilde regioner-av-begrave lagres på slutten av analysen bør gi svært reproduserbar resultater.

class = "jove_content" > oppsummert PET/CT tilbyr en unik og kraftfull metode for å undersøke M. tuberkulose infeksjon i ikke-menneskelige primater, gir kvantitative utfallsmål som gjelder innledende infeksjon, formidling, og bakteriell byrden. Dette tillater sporing variabelresultater av smitte over enkelte dyr uten behov for necropsies på ulike tidspunkt, dermed spare ressurser og redusere dyr bruk. Denne teknologien er direkte oversettbare til mennesker, som PET/CT er brukt i flere studier for å vurdere behandling i TB, samt LTBI i HIV- og HIV + fag10,29,30,31. Til slutt, denne teknologien og kvantitative verktøy satt for analyserer PET/CT er sannsynlig å være nyttig i fremtiden for vaksine effekt studier og kan sikkert brukes som en mal for analyse av andre smittsomme sykdommer i dyremodeller og mennesker.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne ikke avsløre.

Acknowledgments

Forfatterne ønsker å erkjenne Mark Rodgers til å disponere infeksjon prosedyrer og L. Eoin Carney og Brian Lopresti for veiledning i å etablere fremgangsmåtene tenkelig. Finansiering for dette arbeidet har blitt gitt av The Bill og Melinda Gates Foundation (J.L.F., P.L.L.), National Institutes of Health, National Institutes of Allergy og smittsomme sykdommer R01 AI111871 (P.L.L.), National hjerte-lunge og blod Institutt R01 HL106804 (J . L.F.), R01 HL110811.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. World Health Organization. Global Tuberculosis Report 2016. , Available from: http://www.who.int/tb/publications/global_report/en/ (2017).
  2. Barry, C. E. 3rd, et al. The spectrum of latent tuberculosis: rethinking the biology and intervention strategies. Nat Rev Microbiol. 7 (12), 845-855 (2009).
  3. Lin, P. L., Flynn, J. L. Understanding latent tuberculosis: a moving target. J Immunol. 185 (1), 15-22 (2010).
  4. Pawlowski, A., Jansson, M., Skold, M., Rottenberg, M. E., Kallenius, G. Tuberculosis and HIV co-infection. PLoS Pathog. 8 (2), e1002464 (2012).
  5. Keane, J. TNF-blocking agents and tuberculosis: new drugs illuminate an old topic. Rheumatology (Oxford). 44 (6), 714-720 (2005).
  6. Lin, P. L., et al. PET CT Identifies Reactivation Risk in Cynomolgus Macaques with Latent M. tuberculosis. PLoS Pathog. 12 (7), e1005739 (2016).
  7. Flynn, J. L., Klein, E. A color atlas of comparative pulmonary tuberculosis histopathology. Dick, T., Leong, V. D. J. , CRC. 83-106 (2011).
  8. Signore, A., Mather, S. J., Piaggio, G., Malviya, G., Dierckx, R. A. Molecular imaging of inflammation/infection: nuclear medicine and optical imaging agents and methods. Chem Rev. 110 (5), 3112-3145 (2010).
  9. James, M. L., Gambhir, S. S. A molecular imaging primer: modalities, imaging agents, and applications. Physiol Rev. 92 (2), 897-965 (2012).
  10. Coleman, M. T., et al. PET/CT imaging reveals a therapeutic response to oxazolidinones in macaques and humans with tuberculosis. Sci Transl Med. 6 (265), (2014).
  11. Coleman, M. T., et al. Early Changes by (18)Fluorodeoxyglucose positron emission tomography coregistered with computed tomography predict outcome after Mycobacterium tuberculosis infection in cynomolgus macaques. Infect Immun. 82 (6), 2400-2404 (2014).
  12. Lin, P. L., et al. Radiologic Responses in Cynomolgus Macaques for Assessing Tuberculosis Chemotherapy Regimens. Antimicrob Agents Chemother. 57 (9), 4237-4244 (2013).
  13. Diedrich, C. R., et al. Reactivation of latent tuberculosis in cynomolgus macaques infected with SIV is associated with early peripheral T cell depletion and not virus load. PLoS One. 5 (3), e9611 (2010).
  14. Lin, P. L., et al. The multistage vaccine H56 boosts the effects of BCG to protect cynomolgus macaques against active tuberculosis and reactivation of latent Mycobacterium tuberculosis infection. J Clin Invest. 122 (1), 303-314 (2012).
  15. Lin, P. L., et al. CD4 T cell depletion exacerbates acute Mycobacterium tuberculosis while reactivation of latent infection is dependent on severity of tissue depletion in cynomolgus macaques. AIDS Res Hum Retroviruses. 28 (12), 1693-1702 (2012).
  16. Mattila, J. T., Diedrich, C. R., Lin, P. L., Phuah, J., Flynn, J. L. Simian immunodeficiency virus-induced changes in T cell cytokine responses in cynomolgus macaques with latent Mycobacterium tuberculosis infection are associated with timing of reactivation. J Immunol. 186 (6), 3527-3537 (2011).
  17. Scanga, C. A., Flynn, J. A. Tuberculosis. Kaufmann, S. H. E., Rubin, E. J., Zumla, A. , Cold Spring Harbor Laboratory Press. 243-258 (2015).
  18. Kita, Y., et al. Development of therapeutic and prophylactic vaccine against Tuberculosis using monkey and transgenic mice models. Hum Vaccin. , Suppl 7. 108-114 (2011).
  19. Langermans, J. A., et al. Divergent effect of bacillus Calmette-Guerin (BCG) vaccination on Mycobacterium tuberculosis infection in highly related macaque species: implications for primate models in tuberculosis vaccine research. Proc Natl Acad Sci U S A. 98 (20), 11497-11502 (2001).
  20. Okada, M., et al. Novel prophylactic and therapeutic vaccine against tuberculosis. Vaccine. 27 (25-26), 3267-3270 (2009).
  21. Reed, S. G., et al. Defined tuberculosis vaccine, Mtb72F/AS02A, evidence of protection in cynomolgus monkeys. Proc Natl Acad Sci U S A. 106 (7), 2301-2306 (2009).
  22. Capuano, S. V. 3rd, et al. Experimental Mycobacterium tuberculosis infection of cynomolgus macaques closely resembles the various manifestations of human M. tuberculosis infection. Infect Immun. 71 (10), 5831-5844 (2003).
  23. Srinivas, S. M., et al. A recovery coefficient method for partial volume correction of PET images. Ann Nucl Med. 23 (4), 341-348 (2009).
  24. Kumar, R., et al. Role of modern imaging techniques for diagnosis of infection in the era of 18F-fluorodeoxyglucose positron emission tomography. Clin Microbiol Rev. 21 (1), 209-224 (2008).
  25. Martin, C. J., et al. Digitally Barcoding Mycobacterium tuberculosis Reveals In Vivo Infection Dynamics in the Macaque Model of Tuberculosis. MBio. 8 (3), (2017).
  26. Lin, P. L., et al. Metronidazole prevents reactivation of latent Mycobacterium tuberculosis infection in macaques. Proc Natl Acad Sci U S A. 109 (35), 14188-14193 (2012).
  27. Lin, P. L., et al. Tumor necrosis factor neutralization results in disseminated disease in acute and latent Mycobacterium tuberculosis infection with normal granuloma structure in a cynomolgus macaque model. Arthritis Rheum. 62 (2), 340-350 (2010).
  28. Phuah, J., et al. Effects of B Cell Depletion on Early Mycobacterium tuberculosis Infection in Cynomolgus Macaques. Infect Immun. 84 (5), 1301-1311 (2016).
  29. Martinez, V., Castilla-Lievre, M. A., Guillet-Caruba, C., Grenier, G., Fior, R., Desarnaud, S., Doucet-Populaire, F., Boue, F. (18)F-FDG PET/CT in tuberculosis: an early non-invasive marker of therapeutic response. Int J Tuberc Lung Dis. 16 (9), 1180-1185 (2012).
  30. Malherbe, S. T., et al. Persisting positron emission tomography lesion activity and Mycobacterium tuberculosis mRNA after tuberculosis cure. Nat Med. 22 (10), 1094-1100 (2016).
  31. Chen, R. Y., et al. PET/CT imaging correlates with treatment outcome in patients with multidrug-resistant tuberculosis. Sci Transl Med. 6 (265), (2014).

Tags

Infeksjon problemet 127 PET/CT Imaging Mycobacterium tuberculosis regionen steder analyse ikke-menneskelige primater FDG granulomer lymfeknuter betennelse
Analyse av <sup>18</sup>FDG PET/CT Imaging som et verktøy for studerer <em>Mycobacterium tuberculosis</em> infeksjon og behandling i ikke-menneskelige primater
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

White, A. G., Maiello, P., Coleman,… More

White, A. G., Maiello, P., Coleman, M. T., Tomko, J. A., Frye, L. J., Scanga, C. A., Lin, P. L., Flynn, J. L. Analysis of 18FDG PET/CT Imaging as a Tool for Studying Mycobacterium tuberculosis Infection and Treatment in Non-human Primates. J. Vis. Exp. (127), e56375, doi:10.3791/56375 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter