Porovnání přípravy radiofarmaka 68Ga-PSMA-11 na dvou českých pracovištích

Souhrn

Radiofarmakum ⁶⁸Ga-PSMA-11 patří k nejnovějším pozitronovým radiofarmakům, která jsou dostupná i pro pracoviště nukleární medicíny v České republice. Přípravu radiofarmaka lze realizovat manuálně nebo instrumentálně s využitím syntetizačního modulu. I přes vyšší technologickou náročnost přípravy je úspěšnost syntézy tohoto radiofarmaka oběma způsoby velmi vysoká a hodnocené kvalitativní parametry radiofarmaka jsou manuálním i instrumentálním způsobem přípravy srovnatelné. Také po stránce profesní expozice příprava ⁶⁸Ga-PSMA-11 nijak významně neovlivňuje výsledky celotělové a prstové dozimetrie.

Klíčová slova:

radiofarmacie – gallium-68 – 68Ga-PSMA-11 – instrumentace

Úvod

Radiofarmaka značená galliem-68 představují pro většinu českých pracovišť nukleární medicíny prakticky neodzkoušenou skupinu radiofarmak. To ovšem neznamená, že se jedná o neznámá a úplně nová radiofarmaka. Do České republiky se tato radiofarmaka dostala poměrně pozdě – až v průběhu roku 2018 – a jejich start byl ovlivněn poměrně náročnou a zdlouhavou předregistrační cestou v dobách minulých, v současné době jejich použití limituje především ekonomická a technologická náročnost jejich přípravy. První z těchto radiofarmak ⁶⁸Ga-PSMA-11 bylo připravováno v režimu specifického léčebného programu (SpLP) ve FN Plzeň. ⁶⁸Ga-DOTATOC jako registrovaný přípravek je v České republice k dispozici od poloviny roku 2019 a ⁶⁸Ga-PSMA-11 v režimu dalšího SpLP je pak k dispozici od roku 2021.

Jako zdroj radionuklidu gallia-68, který je využíván k radionuklidovému značení vhodných peptidů, je k dispozici v současné době pouze jediný registrovaný radionuklidový generátor ⁶⁸Ge/⁶⁸Ga – generátor Galliapharm (Eckert & Ziegler Radiopharma GmbH, Berlín, Německo). K syntéze radiofarmaka lze využít cestu radiofarmaceutické výroby, ta je však vzhledem k požadavkům správné výrobní praxe v současné době na českých pracovištích nukleární medicíny nereálná. Druhou dostupnější variantou syntézy je pak příprava radiofarmak značených galliem-68 s využitím kitů pro přípravu radiofarmak. K tomuto účelu jsou v současné době dostupné pouze dva kity pro přípravu radiofarmak – SOMAkit TOC (Advanced Accelerator Applications, Saint Genis Pouilly, Francie) registrovaný kit pro přípravu radiofarmaka ⁶⁸Ga-DOTATOC k diagnostice neuroendokrinních nádorů a PSMA-11 sterile cold kit configuration A – 25 μg (Advanced Nuclear Medicine Ingredients, Herstal, Belgie), kit dostupný v rámci SpLP určený k syntéze radiofarmaka ⁶⁸Ga-PSMA-11 k uroonkologické diagnostice. Kromě výše zmiňovaného generátoru a dvou kitů pro přípravu radiofarmak existují jistě i další radionuklidové generátory ⁶⁸Ge/⁶⁸Ga a kity pro přípravu radiofarmak značených galliem-68, ty jsou však pro český trh neregistrované nebo dostupné pouze v rámci klinického hodnocení. Je pravděpodobné, že v průběhu roku 2023 se na českém trhu objeví již registrovaný kit pro přípravu radiofarmaka ⁶⁸Ga-PSMA-11, čímž nahradí kit pro přípravu radiofarmaka v režimu SpLP.

Molekulárním cílem radiofarmaka ⁶⁸Ga-PSMA-11 je prostatický specifický membránový antigen, nejčastěji u karcinomu prostaty1–4), z off-label indikací to pak mohou být např. gliomy5), hepatocelulární karcinom6, 7) a karcinom prsu8, 9). Obměnou diagnostického radionuklidu gallia-68 za terapeutické radionuklidy typu lutecium- 177 a aktinium-223 je pak radiofarmakum použitelné teranosticky10–12).

Příprava radiofarmaka značeného galliem-68 od eluce radionuklidového generátoru ⁶⁸Ge/⁶⁸Ga a zisku radionuklidu gallia-68 přes radionuklidové značení peptidu za vhodných reakčních podmínek až po přípravu aplikační dávky pro pacienta může probíhat manuálně a/nebo s využitím radiofarmaceutické instrumentace v podobě syntetizačních modulů a rozplňovacích zařízení. Cílem využití této instrumentace je kromě automatizace provozu a redukce případného pochybení personálu při přípravě radiofarmaka také redukce profesní expozice.

Cílem tohoto sdělení je popsat přípravu a hodnocení jakosti radiofarmaka ⁶⁸Ga-PSMA-11 z kitu pro přípravu radiofarmaka s využitím pumpy EluGen (Eckert & Ziegler Radiopharma GmbH, Berlín, Německo) k instrumentální eluci radionuklidového generátoru ⁶⁸Ge/⁶⁸Ga a následnou manuální přípravou radiofarmaka ⁶⁸Ga-PSMA-11 a kompletně instrumentální způsob přípravy radiofarmaka ⁶⁸Ga-PSMA-11 s využitím syntetizačního modulu KitLab (Eckert & Ziegler Radiopharma GmbH, Berlín, Německo). Druhým cílem je pak zhodnocení technologických zkušeností s tímto radiofarmakem, včetně vyhodnocení profesní expozice radiofarmaceutického personálu na pracovištích Ústavní lékárny Masarykova onkologického ústavu (ÚL MOÚ) v Brně a Ústavní lékárny Nemocnice České Budějovice (ÚL ČB). Obě tyto Ústavní lékárny připravují radiofarmaka pro svá Oddělení nukleární medicíny.

Pokusná část

Příprava radiofarmaka ⁶⁸Ga-PSMA-11

Příprava radiofarmaka PSMA-11 značeného galliem-68 probíhá za aseptických podmínek v souladu s požadavky SPC a požadavky správné radiofarmaceutické praxe. Představuje technologické operace v podobě zisku radionuklidu gallia-68 elucí z radionuklidového generátoru ⁶⁸Ge/⁶⁸Ga a jeho využití k radionuklidovému značení peptidu PSMA-11 za vhodných reakčních podmínek. Následně je připravené radiofarmakum podrobeno hodnocení jakosti a propuštěno k aplikaci. Po propuštění radiofarmaka k aplikaci je radiofarmakum rozplněno na jednotlivé aplikační dávky ve stíněné injekční stříkačce. Připravená injekční stříkačka s radiofarmakem je opatřena signaturou a předána k aplikaci pacientovi.

Příprava radiofarmaka ⁶⁸Ga-PSMA-11 s využitím EluGen

V MOÚ je k zisku radionuklidu gallia-68 využívána eluční pumpa EluGen (obr. 1). Další příprava radiofarmaka – radionuklidové značení za vhodných reakčních podmínek pak probíhá výhradně manuálně.

EluGen je velmi jednoduchý systém (pumpa) k automatické eluci radionuklidového generátoru Galliapharm. Svojí funkcí umožňuje provést preeluční proplach radionuklidového generátoru ⁶⁸Ge/⁶⁸Ga, ale i provedení eluce radionuklidového generátoru ke značení peptidů dostupných v podobě kitů pro přípravu radiofarmak. Nahrazuje tak manuální proplach radionuklidového generátoru z injekční stříkačky, a je tak vhodným prvkem radiační ochrany (RO) personálu. Jako stand-alone systém sice nevyžaduje instalaci v laminárnám boxu, ale vzhledem k RO personálu a ochraně produktu (sterility radiofarmaka) je instalace v laminárním boxu žádoucí. Systém je ovládán přes dotykový display, jako nástroj pokročilé RO lze využít i možnost dálkového ovládání. V jednoduchém menu systému jsou nastavitelné parametry eluce – objem a rychlost eluce roztokem ultračisté 0,1M kyseliny chlorovodíkové. Tak jako ostatní zařízení pro instrumentální přípravu radiofarmak i EluGen využívá specifický spotřební materiál. Jedná se o C-ELUGEN-HCL-VS1 (Eckert & Ziegler Radiopharma GmbH, Berlín, Německo), který se skládá z hadičky s infuzním trnem k napojení vaku s elučním roztokem ultračisté 0,1M kyseliny chlorovodíkové na jedné straně a ventilu s injekční stříkačkou pro náběr elučního roztoku ultračisté 0,1M kyseliny chlorovodíkové na straně druhé.

Z injekčních lahviček kitu jsou odstraněny uzávěry, povrch lahviček je otřen antiseptikem k dezinfekci povrchu. Po oschnutí antiseptika se umístí bezjehlový přepouštěcí adaptér na sterilní injekční lahvičku s octanovým pufrem a zatlačením je propíchnuto její septum. Takto připravená injekční lahvička s bezjehlovým adaptérem je obrácena dnem vzhůru a nasazena na sterilní injekční lahvičku s obsahem peptidu PSMA-11. Zatlačením je propíchnuto její septum. Octanový pufr vteče do lahvičky s peptidem PSMA-11. Jemným krouživým pohybem je obsah důkladně promíchán. Po připojení injekční stříkačky na boční ventil adaptéru je odebrán obsah injekční lahvičky. K prázdné evakuované injekční lahvičce se pomocí sterilní jehly potažené silikonem a membránového filtru připojí výstupní linka radionuklidového generátoru. Generátor ⁶⁸Ge/⁶⁸Ga je propláchnut manuálně nebo pomocí vhodné pumpy 5 ml sterilního roztoku ultračisté 0,1M kyseliny chlorovodíkové přímo do sterilní evakuované injekční lahvičky. Na konci eluce se odpojí generátor od sterilní injekční lahvičky s obsahem eluátu [⁶⁸Ga]chloridu gallitého vytažením jehly ze septa a přidá se reakční pufr smíchaný s peptidem PSMA-11. Takto připravená injekční lahvička je inkubována po dobu 5 minut při laboratorní teplotě. U připraveného radiofarmaka je stanovena jeho aktivita v becquerelech. Pomocí pinzety je injekční lahvička přesunuta do komory měřidla aktivity typu Curimentor 4 (PTW, Freiburg, Německo) nebo Isomed 2010 (Nuvia Instruments GmbH, Drážďany, Německo), odečte se naměřená hodnota aktivity a je vytištěn identifikační štítek, který je nalepen do protokolu o přípravě radiofarmaka.

Hodnocení jakosti radiofarmaka ⁶⁸Ga-PSMA-11

U radiofarmaka ⁶⁸Ga-PSMA-11 je hodnocen vzhled, hodnota pH a efektivita značení. Vzhled radiofarmaka je hodnocen vizuálně, roztok musí být bezbarvý až slabě nažloutlý – prakticky bez viditelných částic. Hodnota pH je hodnocena pomocí indikátorových proužků k měření pH. Na indikátorový proužek je nanesena injekční stříkačkou kapka vzorku. Požadovaná hodnota pH je v rozsahu 4 až 5. Efektivita značení je hodnocena metodou chromatografie na tenké vrstvě. Stanovuje se množství koloidního gallia-68. Jako stacionární fáze je využíván chromatografický papír se skleněnými vlákny iTLC-SG (Agilent Technologies, Santa Clara, USA) nastříhaný na pruhy o rozměru 1 × 12 cm. Pro stanovení koloidního gallia-68 je používán jako mobilní fáze roztok octanu amonného (77 g/l) ve vodě smísený s methanolem v poměru 1 : 1 v/v. Vyvíjející komora iTLC je připravena nalitím mobilní fáze do výšky 3–4 mm. Analyzovaný vzorek radiofarmaka ⁶⁸Ga-PSMA-11 je nanesen na pruh chromatografického papíru pomocí injekční stříkačky 1 cm od okraje, následně je pruh pinzetou vložen do vyvíjející komory. Po dosažení čela 1 cm od horního okraje je pruh chromatografického papíru pinzetou vyjmut z kolony, osušen a analyzovány s využitím iTLC skeneru MiniScanPRO (Eckert & Ziegler Radiopharma GmbH, Berlín, Německo). Maximální množství nečistot je do 5 % koloidního gallia-68.

Příprava radiofarmaka ⁶⁸Ga-PSMA-11 s využitím KitLab

Na českobudějovickém pracovišti je k zisku radionuklidu gallia-68 i jeho použití k radionuklidovému značení peptidu PSMA-11 využíván syntetizační modul KitLab (obr. 2).

Systém KitLab představuje syntetizační modul, který nabízí automatizované řešení pro přípravu radiofarmak značených galliem-68 z licencovaných sad (kitů pro přípravu radiofarmak). Obdobně jako i jiné syntetizační moduly využívá i KitLab ke svému každodennímu provozu jednorázové kazety – soustavy navzájem propojených hadiček CP-GA-TLX0101 (Eckert & Ziegler Radiopharma GmbH, Berlín, Německo). Nejdůležitější částí modulu je peristaltická pumpa se čtyřmi nezávisle programovatelnými kanály, které se mohou otáčet v obou směrech. Na pumpu, která přenáší tekutiny v průběhu syntézy do/z injekčních lahviček kitu, je nasazena sterilní jednorázová kazeta. Konce kazety jsou připojeny k příslušným lahvičkám kitu a ke zdroji radionuklidu – generátoru ⁶⁸Ge/⁶⁸Ga.

Jednorázové kazety jsou dodávány s RFID kartou pro inicializaci přípravy pomocí zařízení KitLab. Požadovaný program syntézy se načte přiložením příslušné RFID karty ke čtečce. Po stisknutí tlačítka start na syntetizačním modulu se spustí proces syntézy radiofarmaka. Syntéza radiofarmaka pak probíhá automaticky – za vhodných reakčních podmínek je peptid PSMA-11 označen elucí získaným radionuklidem. Po dokončení syntézy zařízení zapíše údaje o šarži značení na kartu RFID. Podle požadavků pracoviště je možné vytisknout protokol o přípravě radiofarmaka, případně může být tento protokol dále archivován v provozní dokumentaci pracoviště.

Zařízení také nabízí funkci preeluce generátoru ⁶⁸Ge/⁶⁸Ga v plánovaném datu a čase. Příprava radiofarmaka ⁶⁸Ga-PSMA-11 s využitím modulu KitLab je z části podobná s manuální přípravou radiofarmaka ⁶⁸Ga-PSMA-11 s tím rozdílem, že lahvička s obsahem peptidu PSMA-11 smíchaným s reakčním pufem je připojena přímo k jednorázové kazetě. Na další vstupy jednorázové kazety se připojují výstupní linka generátoru ⁶⁸Ge/⁶⁸Ga (přívod gallia-68), lahvička pro konečný produkt (připravené radiofarmakum) a lahvička pro odběr vzorku k hodnocení jakosti radiofarmaka.

Hodnocení jakosti připraveného radiofarmaka ⁶⁸Ga-PSMA-11 s využitím KitLab probíhá stejným způsobem jako v případě manuální přípravy radiofarmaka. Hodnocené parametry jakosti jsou stejné.

Výsledky

V MOÚ je radiofarmakum ⁶⁸Ga-PSMA-11 připravováno od března 2021. K zisku radionuklidu gallia-68 z radionuklidového generátoru⁶⁸Ge/⁶⁸Ga je využívána pumpa EluGen, příprava radiofarmaka (radionuklidové značení a odběr vzorku pro kontrolu kvality) pak probíhá manuálně, příprava aplikační dávky probíhá instrumentálně pomocí zařízení μDDS-A (Tema Sinergie, Faenza, Itálie). Od března 2021 do listopadu 2022 bylo v ÚL MOÚ provedeno celkem 89 syntéz radiofarmaka⁶⁸Ga-PSMA-11 s celkovou úspěšností syntézy 98,88 %. V 88 případech bylo radiofarmakum po provedení hodnocení jakosti propuštěno k aplikaci, v jednom případě bylo radiofarmakum vzhledem k nevyhovující radiochemické čistotě (více než 5 % nečistot) nepropuštěno a následně zlikvidováno v radioaktivním odpadu jako nepoužitelné léčivo. Výsledná radiochemická čistota byla v průměru 98,96 % (medián 99,17 %). Výsledky hodnocení jakosti – radiochemické čistoty a hodnoty pH – jsou zachyceny v následujících dvou grafech (obr. 3, 4).

Po stránce profesní expozice radiofarmaceutických pracovníků MOÚ nedochází při rozšíření spektra PET radiofarmak o ⁶⁸Ga-PSMA-11 k významným změnám v kolektivních dávkách na prsty ani tělo. V prstové dozimetrii jsou kolektivní roční dávky 104,9 mSv v roce 2021 a 105,9 mSv v roce 2022 (nárůst o 0,95 %), v celotělové dozimetrii jsou kolektivní roční dávky 0,26 mSv v roce 2021 a 0,20 mSv v roce 2022 (pokles o 23 %), což představuje velmi nízké hodnoty profesní expozice, které jsou tak nejen legislativně ale i společensky akceptovatelné. Vzhledem k používání jednoho společného dozimetru pro přípravu všech ostatních radiofarmak (značených fluorem-18 a techneciem-99m), není však možné v kolektivu pracovníků ani v případě jednotlivce určit hodnotu profesní expozice odpovídající přípravě a hodnocení jakosti ⁶⁸Ga-PSMA-11.

V ÚL ČB je ⁶⁸Ga-PSMA-11 připravováno od května 2022. Zkušenost tohoto pracoviště je tedy nižší. K zisku radionuklidu gallia-68 a následnému radionuklidovému značení je využíváno instrumentální zařízení KitLab. Příprava aplikační dávky probíhá instrumentálně pomocí zařízení Měřící stanice pro přípravu dávek radiofarmak typ PT459R2 (Lynax s.r.o., Týnec nad Sázavou, Česká republika). Celkem bylo provedeno 38 syntéz s celkovou úspěšností 100 %. Výsledná radiochemická čistota byla v průměru 97,44 % (medián 97,66 %). Výsledky hodnocení jakosti – radiochemické čistoty a hodnoty pH jsou zachyceny v následujících dvou grafech (obr. 5, 6).

Po stránce profesní expozice radiofarmaceutických pracovníků ÚL ČB došlo v roce 2022 k vzestupu profesní expozice na prsty i na tělo. Z kolektivní dávky na prsty ve výši 82,5 mSv v roce 2021 došlo k nárůstu hodnoty až na 100,9 mSv v roce 2022 (nárůst o 22 %), kolektivní dávky na tělo vzrostly z 0,12 mSv v roce 2021 na 0,49 mSv v roce 2022 (nárůst o 408 %). Tato zvýšená expozice na prsty a na tělo je vysvětlena zácvikem dvou nových radiofarmaceutů (jejich individuální dávky na prsty v roce 2022 byly 24,0 mSv a 14,0 mSv, na tělo 0,29 mSv a 0,15 mSv). Profesní expozice na prsty i na tělo se u ostatních pracovníků v letech 2021 a 2022 výrazně nezměnily. I přes numericky významný nárůst profesní expozice (především v expozici na tělo) jde o hodnoty velmi nízké, provozně vyhovující a dostatečně vzdálené od hodnot legislativních limitů. Opět i zde platí, že vzhledem k používání jednoho společného dozimetru pro přípravu všech ostatních radiofarmak není ani zde možné v kolektivu pracovníků ani u jednotlivce určit hodnotu profesní expozice odpovídající pouze přípravě a hodnocení jakosti ⁶⁸Ga-PSMA-11.

Diskuze

Syntéza radiofarmaka z kitu pro přípravu radiofarmak může probíhat manuálně, tak jak ji známe u nejběžnějších radiofarmak značených techneciem-99m, ale i s využitím moderních syntetizačních modulů, které umožňují automatizaci provozu, redukci možného pochybení personálu při přípravě radiofarmaka, ale slouží také jako nástroj RO s cílem redukce profesní expozice. Při srovnání dvou rozdílných metod přípravy radiofarmaka ⁶⁸Ga-PSMA-11 na dvou pracovištích je dosaženo prakticky stejné úspěšnosti syntézy radiofarmaka a lze konstatovat, že po stránce radiofarmaceutické technologie tato instrumentace význam prakticky nemá. Dozimetrické zhodnocení manuální a instrumentální přípravy ⁶⁸Ga-PSMA-11 je vzhledem k používání společného dozimetru pro ostatní radiofarmaka komplikované. Nárůst v profesní expozici v ÚL ČB je sice v celotělové dozimetrii výrazný, je však nejspíše ovlivněn zácvikem dvou nových radiofarmaceutů. Rozhodně však tento nárůst není kritický. Vzhledem k zácviku nových pracovníků a kratší praxí s galliem-68 byla tato zvýšená expozice očekávána. Může se tak zdát, že instrumentace přípravy ⁶⁸Ga-PSMA-11 s využitím modulu KitLab nepřináší předpokládanou redukci profesní expozice (a tedy optimalizaci RO), ale jev opačný, a to nárůst profesní expozice na prsty i na tělo. Ale z druhého pohledu mohla tato instrumentace zapříčinit odvrácení ještě vyšší profesní expozice na prsty a tělo. Teprve až další praxe ukáže, jak toto zařízení skutečně ovlivňuje profesní expozici.

Závěr

Dostupnost kitu pro přípravu radiofarmak ke značení galliem-68 umožňuje uskutečnit syntézu této skupiny radiofarmak na pracovištích nukleární medicíny bez nutnosti správné výrobní praxe. Dostupnost těchto kitů pro přípravu radiofarmak je však pro český trh prozatím omezená. Také proto jsou zkušenosti s těmito radiofarmaky, ale i technologií umožňující uskutečnit jejich přípravu omezené. Příprava radiofarmaka ⁶⁸Ga-PSMA-11 z kitu pro přípravu radiofarmak lze uskutečnit různými způsoby – manuálně a instrumentálně. Při obou způsobech práce je dosaženo vysoké úspěšnosti syntézy. Úspěšnost syntézy v MOÚ je 98,88% (88 z 89), v ÚL ČB dosahuje 100 % (38 z 38). Po stránce hodnocení jakosti radiofarmaka je v MOÚ dosahováno vyšší radiochemické čistoty – průměrně 98,96 %. Na českobudějovické nukleární medicíně je radiochemická čistota v průměru 97,44 %. Hodnota pH v MOÚ je v průměru 4,3, v Českých Budějovicích je průměrná hodnota pH 4,5.

Střet zájmů: žádný.

Došlo 17. února 2023 / Přijato 28. března 2023

PharmDr. Michal Budinský 

Ústavní lékárna, Masarykův onkologický ústav

Žlutý kopec 7, 656 52 Brno

Ústav aplikované farmacie, Farmaceutická fakulta MU

Palackého třída 1964/1, 602 00 Brno

e-mail: budinsky@mou.cz

V. Janků

Ústavní lékárna, Nemocnice České Budějovice

B. Němcové 585/54, 370 01 České Budějovice