18F-Fluordesoxyglucose

Fluordesoxyglucose (FDG) ist ein Strukturanalogon des Monosaccharids D-Glucose. Die OH-Gruppe an Position 2 ist durch ein Fluoratom substituiert.

Die radioaktiv markierte 18F-Fluordesoxyglucose wird von menschlichen Körperzellen über verschiedene Glucosetransporter (GLUT1, GLUT4) wie normale Glucose aufgenommen. Intrazellulär wird ¹⁸F-2-FDG durch die Hexokinase zu ¹⁸F-FDG-6-Phosphat phosphoryliert. Im Gegensatz zu normaler Glucose kann dieses Molekül jedoch nicht weiter metabolisiert werden, sondern reichert sich zunächst in der Zelle an. Das gilt auch für Tumorzellen. Die dann notwendige Rückreaktion, die Dephosphorylierung, findet - mit Ausnahme der Hepatozyten - nur sehr langsam statt. Diesen Vorgang bezeichnet man auch als "metabolic trapping".

Das so in der Tumorzelle angereicherte ¹⁸F zerfällt zu ¹⁸O, einem Sauerstoffisotop. Die dabei entstehende, sekundäre Vernichtungsstrahlung (Annihilation) wird vom PET-Detektor erfasst. Die Verteilung des radioaktiven Zerfalls lässt dann Rückschlüsse auf die Intensität des Glucosestoffwechsels in verschiedenen Geweben zu.

Typischerweise haben Tumorzellen durch ihre höhere Proliferationsrate in der Regel einen deutlich gesteigerten Glucoseumsatz. Dadurch nehmen sie mehr Nuklid auf, als vergleichbare normale Körperzellen, was sich in Schnittbildern erfassen lässt. Die Stoffwechselaktivität des Tumors kann man mithilfe des SUV-Werts auch quantifizieren.

¹⁸F-Fluordesoxyglucose wird hauptsächlich in der Onkologie eingesetzt, meist zur Diagnose, zum Staging und/oder zur Therapiekontrolle. Es lässt sich bei einer Vielzahl solider und hämatologischer Tumoren nutzen, u.a. bei Lungenkarzinomen, gastrointestinalen Malignomen, Mammakarzinomen, Zervixkarzinomen, Ovarialkarzinomen und Lymphomen.

Neben der onkologischen Diagnostik wird ¹⁸F-Fluordesoxyglucose in geringerem Umfang in der Rheumatologie (z.B. bei Riesenzellarteriitis), in der Neurologie (Alzheimer-Krankheit, Morbus Parkinson, Epilepsien) sowie in der Kardiologie verwendet.

Für Ganzkörper-Scans wird eine ¹⁸F-2-FDG-Lösung von etwa 200 bis 400 MBq i.v. injiziert. Die genaue Aktivitätsmenge wird anhand der Körperoberfläche (KOF) berechnet.

Der Patient muss vor der Anwendung mindestens sechs Stunden nüchtern bleiben, damit der Blutzuckerspiegel und das davon abhängige Signal-Rausch-Verhältnis möglichst niedrig sind. Ab einem Blutzuckerspiegel über 10 mmol/l (≥ 180 mg/dl) liefert die FDG-PET keine verlässlichen Ergebnisse mehr.

Nach der Injektion muss der Patient in einer Ruheposition ohne körperliche Aktivität verweilen, um eine gleichmäßige Verteilung des Tracers zu gewährleisten. Muskelaktivität führt zu einer vermehrten Traceraufnahme in die Muskulatur und damit zu möglichen Artefakten.

Die Strahlendosis bei einer FDG-PET ist vergleichsweise gering und beträgt etwa 7 bis 10 mSv. Durch die renale Ausscheidung des Tracers hat die Harnblase dabei die höchste Strahlenexposition (ca. 1,7 × 10^-1 mSv/MBq).