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

Обложка

Цитировать

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
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)
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)
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)

© 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 с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».