Method Article
* These authors contributed equally
כאן, אנו מציגים פרוטוקול לתיאור הניתוח של 18F-FDG PET/CT הדמיה פרימטים אנושיות אשר נדבקו מ. שחפת ללמוד תהליך המחלה, הטיפול בתרופה, מחלת הפעלה מחדש.
שחפת mycobacterium נשאר הסוכן זיהומיות מספר אחת בעולם היום. עם הופעתה של זנים עמידים לאנטיביוטיקה, שיטות חדשות הרלוונטית קלינית נדרשים להעריך את תהליך המחלה ואת המסך פוטנציאל טיפולי לאנטיביוטיקה ואת החיסון. טומוגרפיית פליטת פוזיטרונים/טומוגרפיה ממוחשבת (PET/CT) הוקם ככלי חשוב ללמוד מספר מחלות כגון סרטן, אלצהיימר, דלקת/זיהום. כאן גם מספר אסטרטגיות אשר נועדה להעריך PET/CT תמונות בקופי מקוק cynomolgus שהודבקו intrabronchially עם מינונים נמוכים של מ. שחפת. דרך הערכה של גודל הנגע על CT ספיגת של 18F-fluorodeoxyglucose (FDG) נגעים ואת בלוטות הלימפה בתמונות חיית המחמד, שיטות אלה המתוארים להראות PET/CT הדמיה ניתן לחזות התפתחות עתידית של פעילים נגד מחלה סמויה ו נטייה הפעלה מחדש ממצב החבויים של זיהום. בנוסף, על ידי ניתוח הרמה הכוללת של דלקת ריאות, שיטות אלה קובעים לאנטיביוטיקה יעילות של תרופות נגד מ. שחפת במודל החייתי הרלוונטית קלינית ביותר הקיימים. אלה שיטות ניתוח התמונה הם חלק מהכלים החזקים ביותר ב ארסנל נגד המחלה הזאת לא רק יכול להעריך שהם מספר מאפיינים של זיהום וטיפול סמים, אך הם גם ישירות לתרגום להגדרה הקלינית לשימוש האדם מחקרים.
שחפת mycobacterium עברו בני האדם במשך אלפי שנים וגורם לתמותה יותר מאשר כל סוכן זיהומיות יחיד אחר בעולם היום. בשנת 2015, היו שם דווח על 10.5 מיליון מקרים חדשים של שחפת (TB) ברחבי העולם1 עם הרוב המכריע של המקרים שמקורם הודו, אינדונזיה, סין, ניגריה, פקיסטן, דרום אפריקה. הערכות למקם הדמים העולמי של טרה-בתים ב- 1.4 מיליון בני אדם במהלך באותה התקופה. ערך זה הוא נמוך יותר מאשר שיעור התמותה כמעט 25% לפני 100 שנה. TB רגיש התרופה אמנם ניתן לטיפול, משטר ממושכות הדורשות תרופות מרובות ויש ציות היא דאגה. הופעתה של מולטי זני (MDR) עמידים לתרופות היוו ~ 580,000 מהמקרים טרה-בתים חדשים בשנת 2015. הקצב טיפול מוצלח של חולים עם זני מ. שחפת MDR מוערך רק להיות סביב 50%. עוד יותר מדאיג הוא הופעתה של זנים (XDR) עמיד בהרחבה של מ. שחפת, אשר עמידים כמעט בכל תרופה זמינה. לפיכך, נדרשים טכניקות חדשות בתחום המחקר טרה-בתים המשפרים את היכולת לאבחן טרה-בתים, להגדיל את ההבנה אימונולוגי של תהליך המחלה, ולאפשר להקרנה של טיפולים חדשניים ופעולות מניעה כולל אנטיביוטיקה משטרי ולימודי יעילות החיסון.
מ. שחפת היא חיל אירובית גופנית המאופיינת שלה מאוד מורכב שהדופן החיצונית וקינטיקה צמיחה איטית. זיהום מתרחש בדרך כלל באמצעות אינהלציה של חיידקים בודדים הכלולים טיפות aerosolized זה מגורשים מן אדם סימפטומטי, נגועים בזמן שיעול, התעטשות או לשיר. של אנשים חשופים לפתח זיהום, רק 5-10% של אנשים לפתח שחפת פעילה קליניים. 90% הנותרים יש קשת בדרגות שונות של דלקות אסימפטומטיים הנע בין זיהום תת-קליני למחלה אין בכלל, אשר כולם מסווגים קלינית שחפת סמויה זיהום (LTBI)2,3. באוכלוסייה יש זיהום תסמינים, כ- 10% יפתחו TB פעיל על-ידי הפעלה מחדש של הזיהום הכלולים ךלהמב. הסיכון של הפעלה מחדש באופן דרמטי גדלה אם אדם עם חוזים ללא תסמינים זיהום ב- HIV או טיפול עם תרופה לדיכוי המערכת החיסונית, כגון TNF מעכבי4,5,6. מחלת שחפת פעילה גם מציג כמו קשת, עם רוב האנשים יש שחפת, אשר משפיע על הריאות ועל החזה בלוטות הלימפה. עם זאת, מ. שחפת יכולה להדביק כל איבר, כך הזיהום יכול גם להציג באתרים extrapulmonary של מעורבות.
פיפטות סימן ההיכר של מ. שחפת זיהום הוא מבנה כדורית מאורגנת של התאים המארחים, שנקרא לגרגירומת. מקרופאגים, תאי T ותאי B הם המרכיבים העיקריים גרנולומה, עם מספר משתנה של נויטרופילים7. מרכז הגרגירומת לעתים קרובות עם נמק. לפיכך, גרנולומות לפעול microenvironment המערכת החיסונית כדי להרוג או להכיל את החיידקים, מניעת התפשטות לחלקים אחרים של הריאות. עם זאת, מ. שחפת יכולים לחתור תחת ההרג על ידי לגרגירומת, בתוך המבנים האלה להימשך עשרות שנים. קבועים ועקביים פיקוח על התפתחות מחלה שחפת פעילה לאחר זיהום חדש או הפעלה מחדש של LTBI הוא מעשי, מאתגר מבחינה מדעית, זמן רב. טכניקות שמתחילים ללמוד תהליכים אלה longitudinally, בני אדם, אדם כמו מודלים בעלי חיים, הם מאוד שימושי בקהילה המדעית בהבנה של המורכבות הרבה של מ. שחפת זיהומים ומחלות.
PET/CT היא טכניקת דימות מאוד שימושי, כי כבר מועסקים ללמוד מגוון רחב של מצבי מחלה בני אדם, בבעלי חיים8. חיית המחמד הוא פונקציונלי טכניקה המשתמשת חומרים רדיואקטיביים פולטי פוזיטרון ככתב. רדיואיזוטופים אלה הם בדרך כלל functionalized תרכובת המטבולית, כגון גלוקוז, או קבוצת מיקוד אשר נועד לאגד קולטן של עניין. מאז הקרינה הנפלטת מכדור איזוטופים חיית המחמד הוא חזק מספיק כדי לחדור רקמות, ריכוזים נמוכים מאוד יכולים לשמש המאפשר לימוד מתחת רמות הרוויה תרכובות פילוח קולטן ו- ריכוז נמוך מספיק כדי לא להשפיע על חילוף החומרים מעבד בעת שימוש סוכני כגון 2-deoxy - 2 - (18F) פטור-D-גלוקוז (FDG). CT היא טכניקה דימות רנטגן תלת-ממדית המשתמשת רמות משתנות של רנטגן הנחתה לזהות את המאפיינים הפיזיים של איברים בתוך הגוף9. כאשר יחד עם PET, CT משמשת כמפה כדי לקבוע מיקומים ספציפיים ועל מבנים המציגים קליטת radiotracer חיית המחמד. PET/CT הוא כלי רב עוצמה עבור ויוו הדמיה של בני אדם והן מודלים בעלי חיים נגועים זיהום מ. שחפת , כי הוביל תובנות חשובות רבות פתוגנזה, התגובה לטיפול סמים, מחלות הספקטרום, ועוד6 ,10,11,12. עבודה זו מתארת שיטות אנליטיות ספציפי של PET/CT ללמוד טרה-בתים במודלים הפרימטים אנושיות longitudinally באמצעות פרמטרים כגון גודל גרנולומה, ספיגת FDG נגעים בודדים, ובצמא FDG שלם של ריאות, לימפה, זיהוי של extrapulmonary מחלת6,10,11,12.
כתב יד זה מתאר שיטות הדמיה ניתוח אנושיות פרימטים (NHPs), במיוחד cynomolgus הברבריים, אשר משמשים כדי longitudinally להעריך את התקדמות המחלה, הטיפול בתרופה בעקבות זיהום עם מ. שחפת . NHPs הם מודל בעלי חיים בעלי ערך, כי בעת מחוסן עם מינון נמוך של מ. שחפת ארדמן זן, חיות מציגים מגוון רחב של תוצאות המחלה עם ~ 50% לפתח שחפת פעילה והחיות שנותרו לאחר זיהום תסמינים (קרי שולט הזיהום, LTBI), מתן המודל הקרוב ביותר אל הספקטרום מחלה קלינית אצל בני אדם3,13,14,15,16. הפעלה מחדש של LTBI ב קופי מקוק המופעלת על-ידי הסוכנים באותו לגרום הפעלה מחדש בבני אדם, אשר מספר דוגמאות וירוס הכשל החיסוני האנושי (HIV, באמצעות וירוס קופיים הכשל החיסוני (SIV) כגירסת מקוק של HIV), דלדול CD4 או גידול נמק פקטור (TNF) ניטרול13,16. בנוסף, קופי מקוק להציג פתולוגיה דומה מאוד כי ראיתי אצל בני אדם, כולל את גרנולומות מאורגן בצורת הריאות או איברים אחרים17. לכן, מודל זה סיפקה תובנות חשובות האינטראקציות מארח בסיסי-פתוגן מ. שחפת זיהום, כמו גם ידע בעל ערך על משטרי תרופות וחיסונים עבור שחפת14,18 , 19 , 20 , 21.
PET/CT הדמיה מספקת את היכולת לעקוב את המראה, הפצה, ואת ההתקדמות של גרנולומות בודדים. עבודה זו השתמשה בעיקר FDG כמו החללית, אשר, כמו אנלוגי גלוקוז, מובהקים סמויה פעיל התאים המארחים, כגון מקרופאגים, נויטרופילים לימפוציטים8, אשר כולם נמצאים גרנולומות. לכן, FDG הוא proxy עבור המארח דלקת. ההליכים ניתוח מפורט במסמך זה משתמש OsiriX, הצופה DICOM בשימוש נרחב זמין עבור רכישה ושימוש. ניתוח התמונה בשיטות המתוארות לאתר את הצורה, בגודל פעילות חילוף החומרים (via FDG ספיגת) של הפרט גרנולומות לאורך זמן ומשתמש הדמיה כמפה לצורך זיהוי נגעים ספציפיים על necropsy בעלי חיים. בנוסף, שיטה נפרדת פותחה מכמתת את הסיכום של FDG ספיגת בריאה מעל סף מסוים (SUV ≥ 2.3) ומשתמש ערך זה כדי להעריך את ההבדלים בין קבוצות ניסוי ובקרה על פני לימודים החל חיסון ניסויים למודלים ושיתוף הידבקות. נתונים אלו תומכים כי אמצעי זה הכולל של FDG ספיגת בריאות הוא מתואם עם נטל חיידקי, המספקות מידע אודות מצב המחלה. ניתן לבצע ניתוח דומה קליטת FDG בית החזה בלוטות לימפה ללמוד התקדמות המחלה גם כן. הפרוטוקול הבא מתאר את התהליך ניסיוני מזיהום בבעלי חיים באמצעות ניתוח תמונות.
כל השיטות המתוארות בעבודה זו אושרו על ידי אוניברסיטת פיטסבורג אכפת חיה המוסדית והוועדה שימוש. כל הליכים בעקבות אבטחה מוסדיים ודרישות בטיחות קרינה. סריקות CT דורש עוטה כיסוי סינר והגרון עופרת. אבטחה ברמה 3 (BSL3) בלבוש ונהלים לעבודה עם קופים חייב להיות במעקב בהתאם להנחיות מוסדיים. סריקת כל בוצעה במתקן BSL3.
1. חיה זיהום הליך
2. הדמיה רכישה, היסטוגרמה ודו הליך שחזור
3. מזהה נגעים בודדים ניתוח
4. סה כ ריאות FDG ובצמא הליך המדידה כדי לקבוע את סך דלקת ריאות
5. ההליך האנליטי כדי לקבוע ספיגת FDG ב " חמים " הלימפה
6. הנחישות של FDG שריר רקע ספיגת נורמליזציה של ערכים
הערה: על מנת לשמור על עקביות מעל נקודות זמן הדמיה מרובות לגבי ספיגת FDG, וריאציה של פעילות מטבולית החיה- שונה פעמים, כל ניתוח חיית המחמד צריכה להיות מנורמל שרירים והציג ככזה. כל נתונים כמותיים חיית המחמד הציג בעבודה זו מיוצגת של SUVCMR (ספיגת ערך גליל שריר יחס סטנדרטי).
זיהוי וניתוח של נגעים בודדים
גרנולומות בודדים, ניתן לאבחן את המספר, הגודל של FDG ספיגת איכותית להבין את היקף כללי של תהליך זיהום (איור 1). באמצעות הדימויים, ספירת גרנולומות לאורך זמן היא מדד כמותי של התפשטות המחלה. איור 2 מציג ספירות גרנולומה בודדים לאורך זמן בקבוצה של בעלי חיים 10. החיות 10, שלוש פיתח מחלה פעילה ופיתח שש חבויה. חיה אחת הראה שום סימנים של מחלה פעילה אבל היה מדי פעם תרבות חיובי (בדגימות קיבה וביופסיה ו/או bronchoalveolar שטיפה) עבור מ. שחפת, הנחתו בתוך הספקטרום של המחלה בין פעיל כמוס, ובכך הוסרה מניתוח עבור ניסוי מסוים זה. החיות שלושה עם מחלה פעילה, חיה אחת פיתח מחלה מהגשת כתבי על ידי 12 שבועות לאחר הפגיעה, הורדמה למוות (זה מזוהה באיור 2 TNTC [גם רבים כדי לספור]). מ- 6 שבועות לאחר הזיהום, לאחר מכן, חיות מאוחר יותר לפתח מחלה פעילה הראו מספרים סטטיסטית גבוהה יותר של גרנולומות מבהמות יתפתחו חבויה.
כדאי לאפיין, להבדיל גרנולומות בין פעילים ובעלי סמויה, נגעים בודדים על סריקות PET נותחו כדי לקבוע אם היה הבדל בדפוס ספיגת FDG בין שתי הקבוצות. בכל החיות זיהום פעיל, חלה עלייה ב- FDG ספיגת ב כל גרנולומה בין 3 ל 6 שבועות פוסט זיהום (איור 3 א). לעומת זאת, גרנולומות בבעלי חיים שהתפתחה חבויה הראה וריאציה של FDG ספיגת עם נגעים להגדיל, להקטין או מציג תפיסה זהה בין 3 ל 6 שבועות (איור 3B). תוצאות אלו מושווים בקבוצות מציג את ההבדל לשינוי בין חיות החבויים ופעיל ב שלושה שבועות לעומת שישה שבועות (איור 3C) לבין שלושה שבועות לעומת 24 שבועות (איור תלת-ממד). בשני המקרים, גרנולומות של בעלי חיים פעיל הראה שינוי חיובי, שונה באופן משמעותי בג'יפ (תוך כל חיה בודדים (3A ו- 3B), בהשוואה על-ידי קבוצות של בעלי חיים (איור 3C ו- 3D).
ניתוח FDG ספיגת בבלוטות הלימפה "חם"
כפי mediastinal בלוטות הלימפה הם לא ברצון דמיינו על סריקות CT אלא אם כן גדל מאוד, תמונות חיות מחמד חייב לשמש לזיהוי לרקמות החולות האלה. כאשר ניתוח בלוטות הלימפה, זה קריטי כי התמונה תמיד גודלו באותו המזערי והמרבי חיית המחמד סולם כדי לשמור על עקביות לאורך כל התהליך. כאשר משווים את MLNs של בעלי חיים אשר פיתח מחלה פעילה או סמויה, לין ואח הראה בעזרת ניתוח ROI MLNs כי בעוד FDG ספיגת בבלוטות הלימפה היו דומים בין פעילים ובעלי סמויה ב 3 שבועות, MLNs מחיות פעיל הראה באופן משמעותי ספיגה גבוהה יותר בגיל 6 שבועות11. ההבדלים נראו ביתר פירוט בגיל 8 עד 12 שבועות (איור 4). לפיכך, הנתונים PET/CT יכול להיות מנוצל כדי להעריך הבדלים משמעותיים בבלוטות הלימפה בנוסף לומד גרנולומות בבעלי חיים נגועים.
ריאות סך ובצמא FDG
כדוגמה של הכוח להערכת הריאות סך ובצמא FDG, לין ואח הראה כי דלקת ריאות מלאות בחיות קלינית מסווגים LTBI בקורלציה עם הסיכון של הפעלה מחדש6. במחקר זה, קופי מקוק cynomolgus LTBI (נגוע במינון נמוך מ. שחפת) היו PET/CT עם תמונה (6 חודשים לאחר הפגיעה) לפני הגידול נקרוזה מקדם (TNF) ניטרול כדי להעריך את הספקטרום של נגעים ראיתי LTBI המוגדרים קלינית ו לקבוע את הסיכון של הפעלה מחדש. בעלי חיים גבוה יותר ריאות סך ובצמא FDG היו בסבירות גבוהה יותר להפעיל מחדש (איור 5). מעל 90% של בעלי החיים עם3 יותר מעשרה ריאות ובצמא FDG או גלוי (על-ידי סריקה) האתר במיוחד ריאתי אחד לפחות של זיהום להפעיל מחדש לאחר ניטרול TNF. חיה אחת בלבד ושלא הפעלת מחדש חריגה שהמכסה ריאות סך ובצמא FDG. לפיכך, PET/CT פרמטרים יכול להיות כלי רב עוצמה כדי ניבוי התוצאה קליניים על פי הפרמטרים הייעודיים חייב להיות מזוהה מבחינה מדעית.
כדוגמה להראות השירות בתרחישים טיפול סמים, קולמן ואח ערכו מחקר בדיקות oxazolidinones ובני cynomolgus קופי מקוק איפה ריאות סך ובצמא FDG היה נמדד קדם הטיפול, ו 1 ו-2 חודשים שלאחר הטיפול10. הקיפול שינויים חושבו להראות סמים התגובה חודש אחד (איור 6A) ואת שני חודשים שלאחר הטיפול (איור 6B). בשתי נקודות זמן, שליטה בבעלי חיים הראה ובצמא FDG גבוה משמעותית בחלל הריאה כולה מבהמות שטופלו בסמים. בכל החיות שטופלו בסמים, דלקת ריאות הכולל ירד מעל משטר הטיפול חודשיים, בעוד שרוב החיות הבקרה, כולל דלקת ריאות מוגברת לאורך זמן או שינוי.
איור 1. טורי FDG PET/CT מראה של הפצת ותמונות דפוס יציב של האבולוציה גרנולומה במהלך זיהום מוקדם.
(שורה עליונה) גרנולומות הראשי (החצים הלבנים) הוקמו לראשונה ב 3 שבועות לאחר הפגיעה, בעוד גרנולומות חדשה שפותחה סמוכים הקיימים נגעים (החצים הירוקים) או באתרים חדשים (חיצים צהובים). בעלי חיים המתפתחים מאוחר יותר שחפת פעילה פיתח נגעים נוספים במהלך זיהום. (שורה תחתונה) גרנולומות הראשי (החצים הלבנים) של חיות רדומים בדרך כלל נותרו יציבים עם כמה גרנולומות חדשה לפתח דרך המסלול של זיהום. wks PI, שבועות לאחר הפגיעה. איור שנלקחו קולמן ואח11 אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
באיור 2. נציג נתונים של המתארים את החציון ואת טווח של גרנולומה לספור מ- CT סורק בהשוואת בעלי זיהום פעיל (סימנים אדומים) חבויה(סמלים ירוקים).
זיהום פעיל חיות היה גרנולומות יותר מאשר חיות נגועות לחשוף מוקדם ככל שישה שבועות לאחר הפגיעה. P < 0.05 (*) על ידי מבחן מאן-ויטני. שבועות PI, שבועות לאחר הפגיעה. TNTC, רבים לאינספור. איור מקורי קולמן ואח11 אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 3. ניצול של רועי ניתוח על חיית המחמד תמונות להצגה הזו מטבולי פעילות של הריאה גרנולומות שונה בין פעיל ולדלקת לחשוף נגוע חיות במהלך מוקדם.
גרנולומות בודדים בבעלי חיים פעילים [A] יש עלייה משמעותית בפעילות המטבולית (נמדד כערך ספיגת סטנדרטי מנורמל כדי ספיגת שרירים [SUVCMR]) בין 3 עד 6 שבועות לאחר הזיהום בזמן לחשוף נגוע חיות [B] האם לא. השינוי בפעילות המטבולית בנגעים בין חיות החבויים ופעיל כמו קבוצות הושוו 3 לעומת 6 שבועות [C] ו 3 לעומת 24 שבועות [ד] מציג חיות נגועות באופן פעיל (ריבועים אדומים) שיש שינוי משמעותי יותר ספיגת יותר סמויה בעלי חיים (עיגולים ירוקים) על שתי נקודות זמן. קווים שחורים מוצק מייצגים את החציון. הבדיקה סכום-דרגה Wilcoxon שימש כדי לנתח נתונים פאנלים A ו- b עבור לוחות C ו- D, נותחו ערכים בבחינה מאן-ויטני. P < 0.0001 (*) עבור כל לוחות. איור מקורי קולמן ואח11 אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
באיור 4. ניתוח ROI של חיית המחמד תמונות להראות הבדלים FDG ספיגת בבלוטות הלימפה Mediastinal בין בעלי חיים עם מחלה פעילה (ריבועים אדום) מחלה סמויה (עיגולים ירוקים).
ספיגת היה גבוה יותר בקרב בעלי חיים נגועים באופן פעיל על 6, 8 ו- 12 שבועות פוסט זיהום. כל נקודה מייצג של הצומת לימפה בודדות. קווים שחורים מוצק מייצגים את החציון. P < 0.05 (*), P < 0.01 (*), ו- P < 0.001 (*) על ידי מבחן מאן-ויטני. איור מקורי קולמן ואח11 אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 5. ניתוח ROI של הריאות הכולל FDG ובצמא מדידות-שישה חודשים שלאחר זיהום הדגשת הבדלים FDG ספיגת בבעלי חיים אשר מחדש מזיהום סמויה (ורוד ריבועים) לעומת בעלי החיים שנותרו כמוס (עיגולים ירוקים).
שלוש מתוך ארבע "מחדש" חיות שנמצאים מתחת לקו המקווקו הייתה מחלת ריאות במיוחד לפני TNF (הגידול גורם לנמק) ניטרול. כל נקודה מייצג חיה אחת. קו מנוקד מייצג ערך הסף סיכון סביר הפעלה מחדש. קווים שחורים מוצק מייצגים את החציון. P < 0.01 (*) מנתוני כשהילדים מאן-ויטני הותאם Lin et al.6 אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 6. נציג סך ריאות FDG ובצמא רועי מדידות סימון הכולל שינוי דלקת נמדד הריאות השוואת לא מטופל (עיגולים אדומים) וטיפל לינזוליד קופים (עיגולים כחולים).
FDG ובצמא נמדד לפני הטיפול לינזוליד (30 מ"ג/ק"ג מדי יום) קיפול בשינוי תפיסה FDG הכולל נמדדה ב חודש [א] ו 2 חודשים [B] פוסט הטיפול. כל קוף מיוצג על ידי עיגול מסוים. קווים שחורים מוצק מייצגים את החציון. P < 0.01 (*) לכל מאן-ויטני כשהילדים אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
נתונים רכשה מ- PET/CT יכול לשמש פונדקאית מדידות על היבטים רבים של זיהום מ. שחפת זה יהיה לניכוי ללא בטכנולוגיה זו. PET/CT רגיש הרבה יותר מאשר טכנולוגיית הרנטגן, אשר משמש לעתים קרובות בלימודי קופי מקוק. PET/CT מספק מידע מבניים, המרחבי פונקציונלי. הבדיקות שתוארו לעיל יש יישומים מעשיים רבים כגון פיקוח על התקדמות המחלה, הערכת האפקטיביות של הטיפול בתרופה, מתן גורמי סיכון עבור הפעלה מחדש6,10,11, 13.
מעקב אחר התפשטות גרנולומות קליטת FDG נגעים בודדים ניתן להשוות בין בקרה ניסויית לקבוצות לא רק לספק מיקום ספציפי של הזיהום, אלא גם פעל להפצת המחלה25. לדוגמה, בעבודה של קולמן ואח המתארת זיהום מוקדם cynomolgus קופי מקוק, בעקבות ההתקדמות זיהום יכול לקבוע אם הזיהום בתוך חיה הולך להישאר פעילה ולא להחמיר או להיכלל על ידי המערכת החיסונית (קרי LTBI)11. זוהי דוגמה אחת של הכוח שיש PET/CT הדמיה בלימוד התקדמות המחלה ביחס גרנולומות. באותה השיטה ניתן ללמוד מגוון רחב של פרמטרים ניסיוני לאורך זמן. לדוגמה, ספירה של גרנולומות המקימים על ידי 4 שבועות לאחר הפגיעה יכולה לספק את מדד תוצאה רב עוצמה עבור חיסון, מאז החיסונים הטוב ביותר למנוע או להגביל הקמת גרנולומה בעקבות האתגר. עוד מדד התוצאה עבור חיסונים יכול להיות הגבלת הפצתו. אמצעים אלה תוצאה הניתנת לכימות מספקים נתונים חשובים ללא הצורך לבצע necropsies מוקדם על בעלי החיים. מגבלה של הערכת גרנולומות בודדים הוא הרגישות של הסורק CT; להמחיש גרנולומות < 1 מ מ בגודל לעתים קרובות בלתי אפשרי.
הערכה של בלוטות הלימפה mediastinal (MLNs) חשוב כאשר הלומדים מ. שחפת זיהום גם כן. MLNs חשובים עבור T-cell הטרמה וסחר של תאים חיסוניים במהלך זיהום. עם זאת, בכמעט כל קופי מקוק, לפחות פעם אחת, לפעמים כמה MLNs יכול להידבק. לפיכך, MLNs אתר נוסף של התמדה חיידקי במהלך פעילות טרה-בתים, LTBI, יכול לשמש מאגר לחיידקים, יכול לתרום הפעלה מחדש26,27. במקרים של מעורבות MLN חמורה, ניתן לדחוס איירווייז. גדול MLNs נמק יכול לשחוק לתוך דרכי הנשימה, שמוביל הפצת הזיהום. ניתוח נתונים PET/CT על בלוטות הלימפה מורכבת יותר גרנולומות כי הרכיבים המבניים של הצמתים שאינם גלויים בקלות על סריקות CT. בנוסף, ניתן לנתח רק את בלוטות הלימפה הפעילים סמויה עקב ספיגת FDG. מסיבה זו, כאשר ניתוח בלוטות הלימפה חם, חשוב לוודא כי התמונה חיית המחמד גודלו המזערי והמרבי בעוצמה באותו הסולם עבור כל ניתוח התמונה להבטיח עקביות. כיוון שהם יכולים להיות מבנים גדולים, המרכז נמק יכול להיות שלילי עבור FDG ובצמא, ובכך FDG ובצמא יכולים להופיע להיות מופחת לאורך זמן, גם כאשר המחלה הולכת וגוברת MLNs.
ריאות סך ובצמא FDG מייצג את הדלקת הכולל בתוך הריאות. הכמות של דלקת ריאות מעיד על חומרת המחלה הוא מתואם עם נטל חיידקי6,10,28 ולכן זה כמותית, הערכה אובייקטיבית יש יישומים רבים. כדי למדוד את סך ובצמא FDG, משולבים כל voxels בתוך תמונת חיית המחמד להראות רכב שטח של יותר מ- 2.3 ביחידה נפח-של-עניין (VOI), סה כ ערך רכב שטח VOI כולו הערך הסופי ובצמא. ערך זה נבחר מספרות כי בהשוואה SUV ערכים של FDG ספיגת בגידולים ריאות כדי פתולוגיות זיהומיות שונות בני24. חשוב לציין כי ערך ובצמא FDG סה כ זה הוא מוגבל רק המחלה בחלל הריאה כל FDG ספיגת מחלת שאינם קשורים או ממוקם בסמיכות לריאות. לא חייבת להישקל. בנוסף, ריאות סך ובצמא FDG אינו כולל MLNs. בעוד ובצמא של גרנולומות הפרט ואת בלוטות הלימפה מאפשר לנו לראות את ההשתנות של טרה-בתים תוצאות בתוך המארח, FDG ובצמא של הריאות הכולל הוא חלק בלתי נפרד הערכת המארח בכללותה. שיטות אלה לפעול גם כלי אנליטי למדידת סמים בתגובה מחלת השחפת. עבודה קודמים הראו כי הטיפול בתרופה שחפת יכול להפחית את גודלו ואת FDG ובצמא של הפרט גרנולומות לאורך זמן12 , שינויים אלה היו קשורים עם מופחתת נטל חיידקי. שינויים דלקת מעל המסלול המלא של משטרי סמים יכול לשמש גם כדי להעריך את יעילות התרופה או כישלון.
בשל אופיו ומפורט של נהלים אלה, כמות נכבדה של פתרון בעיות ייתכן שיהיה צורך על מנת לקבל את הנתונים הכי עקבי במהלך הלימודים. זה המטרה של המאמר מתאר את ההליכים כדי לאפשר ליחידים ברחבי העולם להשתמש אלה טכניקות בזמן במחשבה את לב מדויק פרט חיוני. אנשים הערכת תמונות צריך להיות מאד מוכר אנטומיה ופיזיולוגיה כדי לזהות חריגות בתוך סריקות מסוים. התמונה הקוראים צריכים לזהות ספיגת החללית הלא-נורמלית בכל הגוף כי טרה-בתים יכולים להתפשט מעבר בחלל בית-החזה. בנוסף, רישום PET ו- CT הדמיה אינה תהליך מושלם, סטיות מפעם לפעם על רישום התמונה יכולה להתרחש; זיהוי זה יכול להיות חשוב מאין כמותו בעת הערכת מחלת קטן מאוד תכונות (קרי גרנולומות 1-2 מ מ). סריקה לפני הפגיעה יכול להיות שימושי במיוחד כמו השוואה כדי לזהות ריאות נורמלי (ולא איבר אחר) מבנים ו PET דפוסי ולהכיר אלה חדשים או ששונו לאחר הפגיעה. עוד מרכיב חשוב כדי ניתוח זה הוא הרקע מדידה. כל הנתונים חיית המחמד הם מנורמל כדי ספיגת שריר כקו פיזיולוגיים משום FDG ספיגת מבוססת על חילוף החומרים. שילוב של שרירי הצלעות המשור מאחור משמשים עבור רקע מדידות בגלל הקרבה חלל בית החזה והעקביות היחסי של FDG ספיגת בבעלי חיים התענה. במקרה של שחפתמנגוע קופי מקוק, זה עדיף על שימוש איבר אחר, כגון הכבד, על רקע מדידות מ. שחפת יכולים להדביק את הכבד, מטבוליזם בכבד עלול להיפגע בעת טיפול בבעלי-חיים עם תרופות שונות נגד שחפת. לוקח את הגורמים לעיל לתוך חשבון, כמו גם להבטיח כל תמונת אזורים-של-הריבית נשמרים בסוף הניתוח אמור להניב תוצאות מאוד לשחזור.
class = "jove_content" > לסיכום, PET/CT מציע שיטה ייחודי ורב עוצמה עבור חוקרים מ. שחפת זיהום אצל קופים, מתן אמצעים תוצאות כמותיות המתייחסים זיהום ראשוני, הפצתו, ו נטל חיידקי. דבר זה מאפשר מעקב אחר התוצאות משתנה של זיהום פני חיות בודדות ללא צורך necropsies בנקודות זמן שונות, ובכך לחסוך משאבים והפחתת שימוש בבעלי חיים. טכנולוגיה זו היא לתרגום ישירות לבני אדם, כמו PET/CT נעשה שימוש במספר מחקרים להערכת תרופות לטיפול בשחפת, כמו גם LTBI ב HIV - ו HIV נושאים10,29,30,31. לבסוף זו טכנולוגיה וכלי כמותיים להגדיר עבור ניתוח נתונים PET/CT צפויים להיות שימושי בעתיד ללימודי יעילות החיסון, סביר ניתן להשתמש כתבנית עבור ניתוח של מחלות זיהומיות אחרות במודלים של בעלי חיים, בני אדם.המחברים אין לחשוף.
המחברים רוצים להכיר מארק רוג'רס עבור חלוקה לרמות את נוהלי זיהום, ל אואן קארני, בריאן לופרסטי להדרכה בהקמת הליכים הדמיה אלה. מימון עבור עבודה זו סופק על ידי ביל ומלינדה גייטס (J.L.F., P.L.L.), מכוני הבריאות הלאומיים, מוסדות לאומיים של אלרגיה, AI111871 R01 מחלות זיהומיות (P.L.L.), לאומי לב ריאה ודם המכון R01 HL106804 (J... . L.F.), R01 HL110811.
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 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved