Скорость вымывания 99mTc-метокси-изобутил-изонитрила как маркёр митохондриальной дисфункции миокарда: систематический обзор и метаанализ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. В обзоре изложены особенности фармакокинетики перфузионного радиофармпрепарата 99mTc-MIBI, которые позволяют оценить митохондриальную дисфункцию миокарда, а также показаны основные клинические точки приложения феномена ускоренного вымывания данного индикатора.

Цель. Систематизация данных фундаментальных (экспериментальных) и клинических исследований в области изучения и оценки митохондриальной дисфункции по результатам перфузионной сцинтиграфии миокарда; проведение метаанализа клинических исследований в данной области.

Материалы и методы. Поиск проводился в базах данных Pubmed, Scopus, Google Scholar и eLibrary до середины 2023. Были использованы ключевые слова, их комбинации и англоязычные аналоги: митохондриальная дисфункция, 99mTc-МИБИ, 99mTc-Тетрофосмин, перфузионная сцинтиграфия миокарда, обратное перераспределение, вымывание, скорость вымывания. При выполнении метаанализа для расчёта средней оценки разницы была использована модель случайных эффектов.

Результаты. Для систематического анализа было отобрано 40 статей: 13 — экспериментальные, 24 — оригинальные клинические работы, 2 — клинические случаи, 1 обзор. Для выполнения метаанализа было отобрано 6 исследований по дизайну «случай–контроль». Общее число пациентов, составивших основу систематического обзора, — 551; число пациентов, составивших основу метаанализа — 196. Анализ литературы показал, что выраженность феномена обратного перераспределения и скорость вымывания 99mTc-MIBI взаимосвязаны с микроструктурой митохондрий и миокарда, сократимостью и гемодинамикой левого желудочка, уровнем натрийуретических пептидов, толерантностью к физическим нагрузкам, тяжестью коронарного атеросклероза, окислительным метаболизмом миокарда, уровнем риска сердечно-сосудистых событий. Метаанализ показал, что скорость вымывания статистически значимо повышена у лиц с патологией сердца, по отношению к контролю (средняя оценка разницы 9,5771 (95% доверительный интервал: от 6,6001 до 12,5540; z=6,3053; p <0,0001).

Заключение. Оценка функции митохондрий по данным оценки вымывания 99mTc-MIBI может предоставить дополнительные сведения о функциональном состоянии сердечной мышцы.

Об авторах

Марина Олеговна Гуля

Научно-исследовательский институт кардиологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр

Email: mgulyatomsk@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5689-9754
SPIN-код: 3064-3773
Scopus Author ID: 56700201800
ResearcherId: M-1017-2016

канд. мед. наук

Россия, Томск

Константин Валерьевич Завадовский

Научно-исследовательский институт кардиологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр

Автор, ответственный за переписку.
Email: konstzav@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-1513-8614
SPIN-код: 5081-3495
ResearcherId: F-9990-2014

д-р мед. наук

Россия, Томск

Список литературы

  1. Vaduganathan M., Mensah G.A., Turco J.V., et al. The Global Burden of Cardiovascular Diseases and Risk // Journal of the American College of Cardiology. 2022. Vol. 80, N 25. P. 2361–2371. doi: 10.1016/j.jacc.2022.11.005
  2. Murray A.J., Edwards L.M., Clarke K. Mitochondria and heart failure // Current Opinion in Clinical Nutrition and Metabolic Care. 2007. Vol. 10, N 6. P. 704–711. doi: 10.1097/MCO.0b013e3282f0ecbe. Erratum in: Current Opinion in Clinical Nutrition and Metabolic Care. 2011. Vol. 14, N 1. P. 111.
  3. Ventura-Clapier R., Garnier A., Veksler V. Energy metabolism in heart failure // The Journal of Physiology. 2004. Vol. 555, N 1. P. 1–13. doi: 10.1113/jphysiol.2003.055095
  4. Dedkova E.N., Blatter L.A. Measuring mitochondrial function in intact cardiac myocytes // Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 2012. Vol. 52, N 1. P. 48–61. doi: 10.1016/j.yjmcc.2011.08.030
  5. Schuster A., Morton G., Chiribiri A., et al. Imaging in the management of ischemic cardiomyopathy: special focus on magnetic resonance // Journal of the American College of Cardiology. 2012. Vol. 59, N 4. P. 359–370. doi: 10.1016/j.jacc.2011.08.076
  6. Liberati A., Altman D.G., Tetzlaff J., et al. The PRISMA statement for reporting systematic reviews and meta-analyses of studies that evaluate healthcare interventions: explanation and elaboration // BMJ. 2009. Vol. 339, N 1. P. b2700. doi: 10.1136/bmj.b2700
  7. Boschi A., Uccelli L., Marvelli L., et al. Technetium-99m Radiopharmaceuticals for Ideal Myocardial Perfusion Imaging: Lost and Found Opportunities // Molecules. 2022. Vol. 27, N 4. P. 1188. doi: 10.3390/molecules27041188
  8. Завадовский К.В., Веснина Ж.В., Анашбаев Ж.Ж., и др. Современное состояние ядерной кардиологии в Российской Федерации // Российский кардиологический журнал. 2022. Т. 27, № 12. С. 105–114. doi: 10.15829/1560-4071-2022-5134
  9. Piwnica-Worms D., Kronauge J.F., Chiu M.L. Enhancement by tetraphenylborate of technetium-99m-MIBI uptake kinetics and accumulation in cultured chick myocardial cells // Journal of nuclear medicine. 1991. Vol. 32, N 10. P. 1992–1999.
  10. Backus M., Piwnica-Worms D., Hockett D., et al. Microprobe analysis of Tc-MIBI in heart cells: calculation of mitochondrial membrane potential // American Journal of Physiology-Cell Physiology. 1993. Vol. 265, N 1. P. C178–C187. doi: 10.1152/ajpcell.1993.265.1.C178
  11. Crane P., Laliberté R., Heminway S., et al. Effect of mitochondrial viability and metabolism on technetium-99m-sestamibi myocardial retention // European Journal of Nuclear Medicine. 1993. Vol. 20, N 1. P. 20–25. doi: 10.1007/BF02261241
  12. Fukushima K., Momose M., Kondo C., et al. Myocardial kinetics of (201)Thallium, (99m)Tc-tetrofosmin, and (99m)Tc-sestamibi in an acute ischemia-reperfusion model using isolated rat heart // Annals of Nuclear Medicine. 2007. Vol. 21, N 5. P. 267–273. doi: 10.1007/s12149-007-0019-x
  13. Masuda A., Yoshinaga K., Naya M., et al. Accelerated (99m)Tc-sestamibi clearance associated with mitochondrial dysfunction and regional left ventricular dysfunction in reperfused myocardium in patients with acute coronary syndrome. EJNMMI Research. 2016. Vol. 6, N 1. P. 41. doi: 10.1186/s13550-016-0196-5
  14. Hayashi D., Ohshima S., Isobe S., et al. Increased (99m)Tc-sestamibi washout reflects impaired myocardial contractile and relaxation reserve during dobutamine stress due to mitochondrial dysfunction in dilated cardiomyopathy patients // Journal of the American College of Cardiology. 2013. Vol. 61, N 19. P. 2007–2017. doi: 10.1016/j.jacc.2013.01.074
  15. Othman M.O.M., Moustafa H.M., El-Ghany M.M.A., et al. The value of myocardial MIBI washout rate in risk stratification of coronary artery disease. Egyptian Journal of Radiology and Nuclear Medicine. 2021. Vol. 52, N 1. doi: 10.1186/s43055-020-00382-0
  16. Henzlova M.J., Duvall W.L., Einstein A.J., et al. ASNC imaging guidelines for SPECT nuclear cardiology procedures: Stress, protocols, and tracers // Journal of Nuclear Cardiology. 2016. Vol. 23, N 3. P. 606–639. doi: 10.1007/s12350-015-0387-x. Erratum in: Journal of Nuclear Cardiology. 2016. Vol. 23, N 3. P. 640–642.
  17. Dorbala S., Ananthasubramaniam K., Armstrong I.S., et al. Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT) Myocardial Perfusion Imaging Guidelines: Instrumentation, Acquisition, Processing, and Interpretation // Journal of Nuclear Cardiology. 2018. Vol. 25, N 5. P. 1784–1846. doi: 10.1007/s12350-018-1283-y
  18. Du B., Li N., Li X., et al. Myocardial washout rate of resting 99mTc-Sestamibi (MIBI) uptake to differentiate between normal perfusion and severe three-vessel coronary artery disease documented with invasive coronary angiography // Annals of Nuclear Medicine. 2014. Vol. 28, N 3. P. 285–292. doi: 10.1007/s12149-013-0803-8
  19. Ikawa M., Kawai Y., Arakawa K., et al. Evaluation of respiratory chain failure in mitochondrial cardiomyopathy by assessments of 99mTc-MIBI washout and 123I-BMIPP/99mTc-MIBI mismatch // Mitochondrion. 2007. Vol. 7, N 1-2. P. 164–170. doi: 10.1016/j.mito.2006.11.008
  20. Takeishi Y., Sukekawa H., Fujiwara S., et al. Reverse redistribution of technetium-99m-sestamibi following direct PTCA in acute myocardial infarction // Journal of nuclear medicine. 1996. Vol. 37, N 8. P. 1289–1294.
  21. Fujiwara S., Takeishi Y., Hirono O., et al. Reverse redistribution of 99m Tc-sestamibi after direct percutaneous transluminal coronary angioplasty in acute myocardial infarction: relationship with wall motion and functional response to dobutamine stimulation // Nuclear Medicine Communications. 2001. Vol. 22, N 11. P. 1223–1230. doi: 10.1097/00006231-200111000-00009
  22. Ono S., Yamaguchi H., Takayama S., et al. [Rest delayed images on 99mTc-MIBI myocardial SPECT as a noninvasive screen for the diagnosis of vasospastic angina pectoris] // Kaku Igaku. 2002. Vol. 39, N 2. P. 117–124. (In Japanese).
  23. Chen Y., Pang Z.K., Wang J., et al. Serial Changes of 99mTc-Sestamibi Washout Due to Coronary Spasm Captured by Dynamic Myocardial Perfusion Imaging With Cardiac Dedicated CZT-SPECT: a Case Report // Circulation: Cardiovascular Imaging. 2022. Vol. 15, N 3. doi: 10.1161/CIRCIMAGING.121.013687
  24. Kato T., Noda T., Tanaka S., et al. Impact of accelerated washout of Technetium-99m-sestamibi on exercise tolerance in patients with acute coronary syndrome: single-center experience // Heart and Vessels. 2022. Vol. 37, N 9. P. 1506–1515. doi: 10.1007/s00380-022-02058-3
  25. Bengel F.M., Permanetter B., Ungerer M., et al. Non-invasive estimation of myocardial efficiency using positron emission tomography and carbon-11 acetate--comparison between the normal and failing human heart // European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 2000. Vol. 27, N 3. P. 319–326. doi: 10.1007/s002590050040
  26. Hoff J., Burchert W., Börner A.R., et al. [1-(11)C]Acetate as a quantitative perfusion tracer in myocardial PET // Journal of nuclear medicine. 2001. Vol. 42, N 8. P. 1174–1182.
  27. Zavadovsky K.V., Mochula A.V., Maltseva A.N., et al. The current status of CZT SPECT myocardial blood flow and reserve assessment: Tips and tricks // Journal of Nuclear Cardiology. 2022. Vol. 29, N 6. P. 3137–3151. doi: 10.1007/s12350-021-02620-y
  28. Wu I.C., Ohsawa I., Fuku N., et al. Metabolic analysis of 13C-labeled pyruvate for noninvasive assessment of mitochondrial function // Annals of the New York Academy of Sciences. 2010. Vol. 1201, N 1. P. 111–120. doi: 10.1111/j.1749-6632.2010.05636.x
  29. Завадовский К.В., Мишкина А.И., Мочула А.В., и др. Методика устранения артефактов движения сердца при выполнении перфузионной сцинтиграфии миокарда // Российский электронный журнал лучевой диагностики. 2017. Т. 7, № 2. С. 56–64. doi: 10.21569/2222-7415-2017-7-2-56-64
  30. Завадовский К.В., Мочула А.В., Врублевский А.В., и др. Роль нагрузочной динамической однофотонной эмиссионной компьютерной томографии с определением резерва миокардиального кровотока в оценке значимости стенозов коронарных артерий // Российский кардиологический журнал. 2019. Т. 24, № 12. С. 40–46. doi: 10.15829/1560-4071-2019-12-40-46
  31. Zavadovsky K.V., Mochula A.V., Maltseva A.N., et al. The diagnostic value of SPECT CZT quantitative myocardial blood flow in high-risk patients // Journal of Nuclear Cardiology. 2022. Vol. 29, N 3. P. 1051–1063. doi: 10.1007/s12350-020-02395-8
  32. Knuuti J., Wijns W., Saraste A., et al. ESC Scientific Document Group. 2019 ESC Guidelines for the diagnosis and management of chronic coronary syndromes // European Heart Journal. 2020. Vol. 41, N 3. P. 407–477. doi: 10.1093/eurheartj/ehz425. Erratum in: European Heart Journal. 2020. Vol. 41, N 44. P. 4242.
  33. Kumita S., Seino Y., Cho K., et al. Assessment of myocardial washout of Tc-99m-sestamibi in patients with chronic heart failure: comparison with normal control // Annals of Nuclear Medicine. 2002. Vol. 16, N 4. P. 237–242. doi: 10.1007/BF03000101
  34. Sugiura T., Takase H., Toriyama T., et al. Usefulness of Tc-99m methoxyisobutylisonitrile scintigraphy for evaluating congestive heart failure // Journal of Nuclear Cardiology. 2006. Vol. 13, N 1. P. 64–68. doi: 10.1016/j.nuclcard.2005.10.003
  35. Matsuo S., Nakae I., Tsutamoto T., et al. A novel clinical indicator using Tc-99m sestamibi for evaluating cardiac mitochondrial function in patients with cardiomyopathies // Journal of Nuclear Cardiology. 2007. Vol. 14, N 2. P. 215–220. doi: 10.1016/j.nuclcard.2006.10.022
  36. Yamanaka M., Takao S., Otsuka H., et al. The Utility of a Combination of 99mTc-MIBI Washout Imaging and Cardiac Magnetic Resonance Imaging in the Evaluation of Cardiomyopathy // Annals of Nuclear Cardiology. 2021. Vol. 7, N 1. P. 8–16. doi: 10.17996/anc.21-00124
  37. Takehana K., Maeba H., Ueyama T., et al. Direct correlation between regional systolic function and regional washout rate of ⁹⁹mTc-sestamibi in patients with idiopathic dilated cardiomyopathy // Nuclear Medicine Communications. 2011. Vol. 32, N 12. P. 1174–1178. doi: 10.1097/MNM.0b013e32834b60be
  38. Shiroodi M.K., Shafiei B., Baharfard N., et al. 99mTc-MIBI washout as a complementary factor in the evaluation of idiopathic dilated cardiomyopathy (IDCM) using myocardial perfusion imaging // The International Journal of Cardiovascular Imaging. 2012. Vol. 28, N 1. P. 211–217. doi: 10.1007/s10554-010-9770-5
  39. Morishita S., Kondo Y., Nomura M., et al. Impaired retention of technetium-99m tetrofosmin in hypertrophic cardiomyopathy // The American Journal of Cardiology. 2001. Vol. 87, N 6. P. 743–747. doi: 10.1016/s0002-9149(00)01494-6
  40. Thet-Thet-Lwin, Takeda T., Wu J., et al. Enhanced washout of 99mTc-tetrofosmin in hypertrophic cardiomyopathy: quantitative comparisons with regional 123I-BMIPP uptake and wall thickness determined by MRI // European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 2003. Vol. 30, N 7. P. 966–973. doi: 10.1007/s00259-003-1163-8
  41. Sun M., Li Y., Li N., et al. Preliminary clinical investigation of 99mTc-methoxyisobutylisonitrile washout rate in hypertrophic cardiomyopathy // Nuclear Medicine Communications. 2008. Vol. 29, N 8. P. 686–689. doi: 10.1097/MNM.0b013e3283009f36
  42. Isobe S., Ohshima S., Unno K., et al. Relation of 99mTc-sestamibi washout with myocardial properties in patients with hypertrophic cardiomyopathy // Journal of Nuclear Cardiology. 2010. Vol. 17, N 6. P. 1082–1090. doi: 10.1007/s12350-010-9266-7
  43. Sarai M., Motoyama S., Kato Y., et al. (99m)Tc-MIBI Washout Rate to Evaluate the Effects of Steroid Therapy in Cardiac Sarcoidosis // Asia Oceania journal of nuclear medicine & biology. 2013. Vol. 1, N 2. P. 4–9.
  44. Suzuki M., Izawa Y., Fujita H., et al. Efficacy of myocardial washout of 99mTc-MIBI/Tetrofosmin for the evaluation of inflammation in patients with cardiac sarcoidosis: comparison with 18F-fluorodeoxyglucose positron emission tomography findings // Annals of Nuclear Medicine. 2022. Vol. 36, N 6. P. 544–552. doi: 10.1007/s12149-022-01735-7
  45. Zavadovsky K.V., Gulya M.O., Lishmanov Y.B., Lebedev D.I. Perfusion and metabolic scintigraphy with (123)I-BMIPP in prognosis of cardiac resynchronization therapy in patients with dilated cardiomyopathy // Annals of Nuclear Medicine. 2016. Vol. 30, N 5. P. 325–333. doi: 10.1007/s12149-016-1064-0
  46. Matsuo S., Nakajima K., Kinuya S., et al. Cardiac scintigraphic findings of mitochondrial myopathy, encephalopathy, lactic acidosis and stroke-like episodes: A case report // Experimental and clinical cardiology. 2008. Vol. 13, N 2. P. 93–95.
  47. Мигунова Е.В., Нефедова Г.А., Кудряшова Н.Е., и др. Оценка митохондриальной дисфункции пересаженного сердца радионуклидным методом (два клинических наблюдения) // Russian Electronic Journal of Radiology. 2020. Т. 10, № 3. С. 156–164. doi: 10.21569/2222-7415-2020-10-3-156-164
  48. Safee Z.M., Baark F., Waters E.C.T., et al. Detection of anthracycline-induced cardiotoxicity using perfusion-corrected 99mTc sestamibi SPECT // Scientific Reports. 2019. Vol. 9, N 1. P. 216. doi: 10.1038/s41598-018-36721-5
  49. Мочула А.В., Копьева К.В., Мальцева А.Н., и др. Резерв коронарного кровотока у пациентов с хронической сердечной недостаточностью с сохраненной фракцией выброса левого желудочка // Российский кардиологический журнал. 2022. Т. 27, № 2. С. 44–52. doi: 10.15829/1560-4071-2022-4743

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схематическое представление механизма накопления в клетке и межклеточном пространстве различных диагностических агентов. 201/199Tl — Таллий-201 или Таллий-199, его аккумуляция определяется целостностью мембраны и нормальной работой Na+/K+ помпы; 82Rb — Рубидий-82, его аккумуляция также происходит за счёт Na+/K+ помпы; трейсеры на основе 99mTc –MIBI/TF —липофильные катионы, свободно проникающие через мембрану митохондрии, где удерживаются за счёт трансмембранного потенциала; добутамин стимулирует β1 и β2 адренорецепторы, что приводит к увеличению концентрации внутриклеточного кальция и усилению инотропной функции сердца; 18F-FDG — фтордезоксиглюкоза — накапливается в клетке за счёт работы белка переносчика глюкозы; накопление 13NH3 — аммония — происходит за счёт пассивной диффузии и активного переноса Na+/K+ помпы; H215O — меченная Кислородом-15 вода — свободно диффундирует в клетку, формируя равновесие между вне- и внутриклеточным пулом; гадолиний является внеклеточным диагностическим агентом, который задерживается в межклеточном пространстве.

Скачать (278KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Пример отсутствия и наличия обратного перераспределения 99mTc-MIBI. Пациент 1: женщина, 56 лет, ИБС (стенокардия напряжения второго функционального класса) на фоне необструктивного коронарного атеросклероза; ХСН второго функционального класса по шкале New York Heart Association; фракция выброса ЛЖ — 64%; конечный систолический объём — 42 мл; конечный диастолический объём — 117 мл. На отсроченном скане (240 мин) дефектов перфузии не определяется. Пациент 2: мужчина, 58 лет; ИБС (стенокардия напряжения второго функционального класса), стеноз передней нисходящей артерии — 75%, правой коронарной артерии — 70%; ХСН второго функционального класса по шкале New York Heart Association; фракция выброса ЛЖ — 65%; конечный систолический объём — 39 мл; конечный диастолический объём — 112 мл. На отсроченном скане (240 мин) визуализируются дефекты перфузии (отмечены стрелками), которых не было выявлено на раннем (60 мин) исследовании. Изображения получены в Научно-исследовательском институте кардиологии Томского национального исследовательского медицинского центра.

Скачать (244KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Результаты метаанализа (k=6 исследований). Средние различия варьировали от 5,3000 до 14,9900; большинство оценок были положительными (100%). Средняя оценка разницы на основе модели случайных эффектов составила 9,5771 (95% доверительный интервал: 6,6001–12,5540); средний результат значимо отличался от нуля (z=6,3053; p <0,0001).

Скачать (229KB)
Метаданные

© Эко-вектор, 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).