Sản xuất và kiểm tra chất lượng (18F)fludeoxyglucose ((18F)FDG) tại Bệnh viện Chợ Rẫy trong 3 năm hoạt động

Bài viết Sản xuất và kiểm tra chất lượng (18F)fludeoxyglucose ((18F)FDG) tại Bệnh viện Chợ Rẫy trong 3 năm hoạt động có nội dung nhằm báo cáo hoạt động sản xuất (18F)FDG tại đơn vị PET‐CT và cyclotron của Bệnh viện Chợ Rẫy từ tháng 3 năm 2009 đến 2011. Mời các bạn cùng tham khảo báo cáo này.

Nghiên cứu Y học  Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 17 * Phụ bản của Số 1 * 2013 SẢN XUẤT VÀ KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG (18F)FLUDEOXYGLUCOSE  ((18F)FDG) TẠI BỆNH VIỆN CHỢ RẪY TRONG 3 NĂM HOẠT ĐỘNG.  Nguyễn Cơng Đức*, Nguyễn Thị Phương Nam*, Ngơ Thanh Linh*, Hồng Cơng Khu*, Trần Bá Phước*  TĨM TẮT  Tổng quan: Bệnh viện Chợ rẫy là cơ sở đầu tiên tại Việt nam trang bị hệ thống hồn chỉnh bao gồm một  máy ghi hình PET/CT Biograph; máy Gia tốc vòng Eclipse HP; phòng thí nghiệm Sản xuất và Kiểm tra chất  lượng để sản xuất dược chất phóng xạ (18F)FDG sử dụng trong ghi hình chẩn đốn dùng máy cắt lớp điện  tốn phát dương điện tử (PET ‐ Positron Emmission Tomography).  Mục  tiêu: Báo cáo hoạt động sản xuất (18F)FDG tại Đơn vị PET‐CT và Cyclotron của Bệnh viện Chợ  rẫy từ tháng 3 năm 2009 đến nay.  Phương  pháp: Việc sản xuất (18F)FDG trở thành thường quy. Các chỉ tiêu chất lượng của (18F)FDG  bao gồm độ sạch hạt nhân, độ sạch hóa phóng xạ, độ sạch hóa học, các chỉ tiêu về sinh học như độ vơ trùng,  nội độc tố vi khuẩn được kiểm tra nghiêm ngặt trên từng lơ sản phẩm. Qui trình sản xuất và kiểm tra chất  lượng được thực hiện theo các Qui trình thao tác chuẩn (SOP).   Kết quả: Sản xuất thành cơng 240 mẻ (18F)FDG với các chỉ tiêu chất lượng phù hợp các tiêu chuẩn của  dược điển Hoa kỳ. Tổng hoạt độ phóng xạ sản xuất được là 6.078,42 GBq (18F)FDG và phục vụ cho 1.965  lượt bệnh nhân.  Kết  luận: (18F)FDG được sản xuất tại Đơn vị  PET‐CT  và  Cyclotron  của  Bệnh  viện  Chợ  rẫy  có  chất  lượng tốt, ổn định, phù hợp tiêu chuẩn dược điển Hoa kỳ, phục vụ cho bệnh nhân tại bệnh viện đồng thời có  thể được cung cấp cho các bệnh viện khác chỉ trang bị máy PET‐CT.  Từ khóa: (18F)FDG, (18F)Fludeoxyglucose, Dược phẩm phóng xạ cho PET, Kiểm tra chất lượng.  ABSTRACT  PRODUCTION AND QUALITY CONTROL OF (18F)FLUDEOXYGLUCOSE ((18F)FDG) AT CHORAY  HOSPITAL IN 3 YEARS OF OPERATION  Nguyen Cong Duc, Nguyen Thi Phuong Nam, Ngo Thanh Linh, Hoang Cong Khu, Tran Ba Phuoc  *Y Hoc TP. Ho Chi Minh * Vol. 17 ‐ Supplement of No 1 ‐ 2013: 664 ‐ 669  Overview: Cho Ray Hospital is the first facility in Vietnam equipped with an overall system including  one  Biograph  PET/CT  Scanner;  one  Eclipse  HP  cyclotron;  the  complete  production  and  quality  control  laboratories for producing the (18F)FDG radiopharmaceutical used in PET diagnostic imaging.  Objective: This paper is to report the production of (18F)FDG in PET‐CT and Cyclotron Unit of Cho  Ray Hospital from March 2009 up to now.  Subjects  and  Methods:  The  production  of  (18F)FDG  has  become  routine.  The  quality  criteria  of  ( F)FDG consist of the radionuclide purity, the radiochemical purity, the content of chemical impurities, the  sterility  and  the  bacterial  endotoxins  which  have  been  strictly  checked  on  every  product  batch.  The  production  and  quality  control  procedures  have  been  carried  out  according  to  the  Standard  Operating  Procedures (SOP).  18 * Đơn vị PET‐CT và Cyclotron, BV Chợ Rẫy Tác giả liên lạc: KS. Nguyễn Công Đức, ĐT: 0908538816, Email: ngcongduc@vnn.vn  664 Hội Nghị Khoa Học Kỹ Thuật Bệnh Viện Chợ Rẫy Năm 2012  Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 17 * Phụ bản của Số 1 * 2013  Nghiên cứu Y học Results: 240 batches of (18F)FDG produced successfully with the quality standards conformed to that in  the United State Pharmacopoeia. Total radioactivity produced was 6,078.42 GBq of (18F)FDG and served for  1,965 patients.  Conclusion: (18F)FDG produced in PET‐CT and Cyclotron Unit of Cho Ray hospital with good quality,  stability consistent with the United States Pharmacopeia standards have been administrated for patients in  the hospital and may be provided to other hospitals equipped with PET/CT scanner only.  Keywords: (18F)FDG, (18F)Fludeoxyglucose, PET radiopharmaceuticals, Quality control.  Italia. Hoạt độ phóng xạ của bia sau khi chiếu xạ  GIỚI THIỆU  và sản phẩm cuối cùng được xác định bằng máy  18F‐Fludeoxyglucose:  2‐(18F)‐fluoro‐2‐deoxy‐ đo  hoạt  độ  phóng  xạ  PET‐Dose,  COMECER.  D‐glucose  ((18F)FDG)  là  một  dược  phẩm  phóng  Việc  kiểm  tra  chất  lượng  sản  phẩm  cuối  cùng  xạ  quan  trọng  được  đánh  dấu  với  một  nguồn  bao gồm xác định dư lượng dung môi trong sản  phát  positron,  được  dùng  trong  ghi  hình  chẩn  phẩm  bằng  máy  sắc  ký  khí  hiệu  Agilent  đốn sử dụng máy cắt lớp điện tốn phát dương  Technologies  7890A,  hệ  cột  DB‐WAX,  xác  định  điện  tử  (PET,  PET/CT).  (18F)FDG  là  một  chất  độ sạch hóa phóng xạ bằng máy đọc sắc ký lớp  tương  tự  như  đường  glucose.  Để  sản  xuất  mỏng  BIOSCAN  AR‐2000,  độ  sạch  hạt  nhân  (18F)FDG, các cơ sở cần có máy gia tốc vòng, một  bằng máy phân tích phổ đa kênh MCA.  hệ tủ kín che chắn phóng xạ nhằm đảm bảo các  Sản xuất (18F–)Fluoride  u cầu về An tồn bức xạ, hệ tổng hợp hóa học  Điểm đặc trưng của đồng vị phóng xạ Fluor‐ tự động cùng một hệ thống các thiết bị kiểm tra  18F): năng lượng bêta cộng cực đại Emax +)  18 ( chất lượng.  = 0,633 MeV (96,7%); năng lượng tia gamma E( )  Tính đến 15 tháng 2 năm 2012, sau 255 lần  = 0,511 MeV (193,4%); thời gian bán phân rã vật  hoạt động của máy gia tốc dành riêng cho sản  1/2 = 109,8 phút.  lý T xuất  (18F–)Fluoride,  trong  đó  có  240  lần  tổng  Tiền  chất  mannose  triflate  (1,3,4,6‐Tetra‐O‐ acetyl‐2‐O‐trifluoromethanesulfonyl‐  beta  ‐D‐ 2.2.2.  mannopyranose),  Kryptofix(R)  (aminopolyether),  Acetonitrile,  dung  dịch  potassium carbonate, dung dịch HCl 1 N, nước  cất dùng cho HPLC, tất cả các hóa chất đều đạt  độ tinh khiết cao.  (18F–)Fluoride  được  sản  xuất  bằng  việc  chiếu xạ nước làm giàu Oxy‐18, (H218O với độ  giàu của Oxy‐18 là 97%, hãng ISOTEC™, USA)  trong  thân  bia  bằng  tantalum  qua  phản  ứng  hạt  nhân  18O(p,n)18F,  dùng  proton  11  MeV  từ  máy gia tốc Eclipse HP với cường độ dòng tại  bia là 60 μA và thể tích của bia nước làm giàu  là 2,4 mL. Sau khi chiếu xạ, bia được chuyển từ  máy  gia  tốc  sang  hệ  tổng  hợp  hóa  học,  q  trình được thực hiện tự động bằng cách dùng  khí  trơ  đẩy  bia  trong  đường  ống  có  che  chắn  chì và sau đó q trình tổng hợp hóa học tiếp  theo  được  thực  hiện  trong  hệ  tổng  hợp  đặt  trong tủ kín có che chắn phóng xạ.  Hệ thống sản xuất và kiểm tra chất lượng  Tổng hợp (18F)FDG  Việc  sản  xuất  (18F–)Fluoride  được  thực  hiện  trên máy gia tốc Eclipse HP, (18F)FDG được tổng  hợp  trên  hệ  tổng  hợp  hóa  học  tự  động  EXPLORA FDG4 của hãng Siemens, đặt trong hệ  tủ kín che chắn phóng xạ của hãng COMECER,  Bia nước sau khi chiếu xạ được chuyển vào  cột  trao  đổi  anion  dạng  carbonate  (Sep‐Pak®  Light  Accell  Plus  QMA  cartridge),  tại  đây  ion  (18F–)Fluoride được giữ  trên cột và sau đó được  tách  bởi  dung  dịch  potassium  carbonate  0,5  M  hợp thành cơng dược chất phóng xạ dùng cho  bệnh  nhân  với  tổng  hoạt  độ  phóng  xạ  của  (18F)FDG là 6.078,42 GBq, chẩn đốn cho 1.965  lượt bệnh nhân.  THỰC NGHIỆM  Vật liệu  Hội Nghị Khoa Học Kỹ Thuật Bệnh Viện Chợ Rẫy Năm 2012 665 Nghiên cứu Y học  Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 17 * Phụ bản của Số 1 * 2013 và được chuyển vào bình phản ứng của hệ tổng  hợp Explora FDG4 (Hình 1). Q trình tổng hợp  diễn ra khoảng 45‐50 phút.   Hình 1: Hệ tổng hợp hóa học tự động Explora FDG4,  Siemens.  Ngun tắc tổng hợp  222 + Quá  trình  tổng  hợp  (18F)FDG  trong  hệ  Explora FDG4 theo các giai đoạn sau:  Giai đoạn 1  Trên cột trao đổi anion QMA, chiết ion (18F– )Fluoride  vào  bình  phản  ứng  bằng  dung  dịch  K222/CH3CN:  18O)  (18F)F–|(dung  dịch,  +  K2CO3|(dung  + /K222/CH3CN  →  (K/K222) /(18F)F–|(dung  dịch,16O)/CH3CN+H218O  dịch,16O) Giai đoạn 2  Chưng  cất  với  acetonitrile  trong  bình  phản  ứng:    (K/K222)+ /(18F)F–|(dung dịch, 16O)/CH3CN  (K/K222)+/(18F)F– (khan)  Giai đoạn 3  Giai  đoạn  chính  ‐  Phản  ứng  ái  nhân  fluor  hóa mannose triflate bằng (18F)fluor phóng xạ để  tạo ra sản phẩm trung gian gắn với (18F)fluor.   666 to   + Mannose Triflate Tetra‐Acetyl  –(khan) (K / K )  / ( F)F (18F)FDG  Trong  giai  đoạn  này,  mannose  triflate  phản  ứng  với  ion  (18F–)fluoride  để  tạo  ra  sản  phẩm  trung  gian  đã  (18F)fluor  hóa  là  2‐deoxy‐2‐ (18F)fluoro‐1,3,4,6‐tetra‐O‐acetyl‐ ‐D‐ glucopyranose.  Sau  phản  ứng  fluor  hóa,  acetonitrile ngay lập tức được bay hơi. Ion  (18F– )fluoride khơng tham gia phản ứng và phức chất  (K/K222)+ sẽ được tách sau đó trong q trình tinh  chế sản phẩm.  Giai đoạn 4  Thủy phân:  Q  trình  tổng  hợp  (18F)FDG  bằng  con  đường phản ứng thay thế ái nhân(2,3).  Trong  phân  tử  mannose  triflate,  các  nhóm  hydroxyl (–OH) của những vị trí 1,3,4,6 sẽ được  mang  mặt  nạ  và  được  bảo  vệ  bởi  một  nhóm  acetyl, vị trí carbon số 2 chứa nhóm triflate. Với  sự  có  mặt  của  chất  xúc  tác  Kryptofix  K222  và  dung mơi acetonitrile, ion (18F–) fluoride tiến gần  đến phân tử mannose triflate ở vị trí carbon số 2,  nhóm triflate sẽ tách ra và hình thành (18F)FDG.  18 Thủy phân HCl  Tetra‐Acetyl (18F)FDG  (18F)FDG (thơ)  Giai  đoạn  này  thủy  phân  tetra‐acetyl  ( F)FDG bằng xúc tác acid sau khi cho bay hơi  dung mơi. Acid hydrochloric 1 N được thêm vào  và hỗn hợp trong bình phản ứng được nung cho  tới  khi  các  nhóm  bảo  vệ  acetyl  tách  khỏi  tetra‐ acetyl  (18F)FDG,  các  nhóm  acetyl  được  biến  đổi  thành acid acetic.  18 Giai đoạn 5  Tinh chế qua lọc:  Tinh chế  (18F)FDG (thô)    (18F)FDG  Giai  đoạn  cuối  cùng  trong  quá  trình  tổng  hợp  là  tinh  chế  dung  dịch  thơ  (18F)FDG,  q  trình  tinh  chế  được  hồn  thành  bằng  cách  cho  hỗn  hợp  phản  ứng  thủy  phân  qua  cột  tinh  chế  bao  gồm  nhựa  trao  đổi  cation  để  tách  phức  (K/K222)+,  các  nhựa  chậm  để  trung  hòa  acid,  cột  oxyt nhơm để loại bỏ các ion (18F–)fluoride chưa  phản  ứng  và  cột  silica  C‐18  để  giữ  lại  các  chất  không  phân  cực  như  vết  của  sản  phẩm  trung  gian  tetra‐acetyl  (18F)FDG  và  cuối  cùng  sản  phẩm được khử khuẩn bằng cách lọc qua màng  lọc 0,22  m.  Quá  trình  tổng  hợp  (18F)FDG  được  tóm  tắt  theo sơ đồ ở hình 2.  Hội Nghị Khoa Học Kỹ Thuật Bệnh Viện Chợ Rẫy Năm 2012  Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 17 * Phụ bản của Số 1 * 2013  Nghiên cứu Y học 2.2.2  tham  gia  trong  quá  trình  tách  (18F– )fluoride  cũng  được  xác  định  sự  hiện  diện  bằng cách dùng sắc ký lớp mỏng và hiện màu.  Các  chỉ  tiêu  phải  phù  hợp  là  hàm  lượng  Ethanol  không  lớn  hơn  0,5  %  và  khơng  hơn  0,04 % đối với Acetonitrile.    Hình 2: Tổng hợp (18F)FDG bằng phản ứng thay thế  ái nhân.  Kiểm tra chất lượng  Độ tinh khiết hạt nhân phóng xạ ‐ nhận dạng  hạt nhân phóng xạ  A:  Dùng  một  mẫu  dung  dịch  (18F)FDG  cần  kiểm  tra  đặt  vào  buồng  ion  hóa  của  phổ  kế  gamma  SpectroWipe™  AccuSync  Medical  Research  Corporation,  ghi  phổ  tia  gamma  của  chế  phẩm.  Phổ  tia  gamma  của  dung  dịch  phải  đồng  nhất  với  phổ  tia  gamma  của  một  mẫu  chuẩn  (18F)Fluor  trong  đó  nó  biểu  thị  một  đỉnh  lớn ở 0,511 MeV.  B:  Đặt  lọ  dung  dịch  (18F)FDG  cần  kiểm  tra  vào  buồng  ion  hóa  của  máy  đo  hoạt  độ  phóng  xạ  PET‐Dose,  COMECER,  xác  định  hoạt  độ  phóng  xạ,  biểu  thị  dưới  dạng  MBq  (mCi),  theo  những khoảng thời gian xác định, tối thiểu bằng  1/5 thời gian bán rã của đồng vị (18F)Fluor. Thời  gian bán rã đo được của (18F)Fluor là giữa 105 và  115 phút.  Độ tinh khiết hoá học  Xác  định  dư  lượng  dung  mơi  trong  dung  dịch (18F)FDG trên máy sắc ký khí hiệu Agilent  Technologies 7890A. Hệ cột DB‐WAX : Dài 30  m;  I.D.  0,250  (mm);  Film  0,25  ( m);  Giới  hạn  nhiệt độ: từ 20 oC đến 250 oC (Durabond) USA.  Dung  môi  hữu  cơ  cần  kiểm  tra  bao  gồm  Ethanol,  Acetonitrile.  Ngồi  ra,  Kryptofix(R)  Độ tinh khiết hố phóng xạ  Dùng  băng  sắc  ký  lớp  mỏng  TLC  Silica  gel  60  F254  kích  thước  2  cm  x  10  cm,  hệ  dung  môi  acetonitrile:  nước  cất  (95:5).  Xác  định  phân  bố  sắc  ký  trên  máy  BIOSCAN  AR‐2000.  Xác  định  giá  trị  Rf  của  (18F–)Fluoride,  (18F)FDG  và  các  sản  phẩm acetyl, sản phẩm không thủy phân (Rf 18F–  =  0,0;  Rf  (18F)FDG  =  0,55;  Rf  Sản  phẩm  acetyl,  khơng thủy phân = 0,7).  Hoạt độ  phóng xạ  của  (18F)Fluor  dưới  dạng  (18F)FDG khơng nhỏ hơn 90,0 %.  Các chỉ tiêu sinh học  Để xác định độ vơ khuẩn, sản phẩm sau khi  lưu giữ để phân rã hết phóng xạ được gửi đến  phòng  thí  nghiệm  vi  sinh  học  để  xác  định  sự  hiện diện của vi khuẩn và nấm mốc. Nội độc tố  vi khuẩn được xác định bằng phương pháp LAL  (Limulus amebocyte lysate) dùng máy Endosafe  Portable Test System (PTS).   KẾT QUẢ PHÂN TÍCH  Tổng hợp (18F)FDG  Hoạt  độ  phóng  xạ  của  (18F)FDG  được  sản  xuất  phụ  thuộc  vào  số  lượng  bệnh  nhân,  thấp  nhất là 5.020,16 MBq và nhiều nhất là 45.956,96  MBq/ lô sản xuất, sản phẩm thu được trong một  thể  tích  thay  đổi  từ  8,0  –  19,5  mL,  nồng  độ  phóng xạ đạt từ 505,05 – 3.565,74 MBq/mL. Hiệu  suất  tổng  hợp  dao  động  từ  34,80‐74,80  %  khi  chưa hiệu chỉnh thời gian bán rã, so với đã hiệu  chỉnh là 47,10 ‐ 99,30 % (Bảng 1).  Bảng 1: Tổng hợp (18F)FDG  Tổng số lần sản Hoạt độ phóng xạ thu Hiệu suất tổng hợp Hiệu suất tổng hợp xuất : 240 được/lô sản xuất (MBq) (chưa hiệu chỉnh) (%) (đã hiệu chỉnh) (%) Tối thiểu 5.020,16 34,80 47,10 Tối đa 45.956,96 74,80 99,30 Trung bình 25.326,75 59,67 81,03 Hội Nghị Khoa Học Kỹ Thuật Bệnh Viện Chợ Rẫy Năm 2012 Thể tích sản phẩm (mL) 8,00 19,50 15,18 Nồng độ phóng xạ (MBq/mL) 505,05 3.565,74 1.726,93 667 Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 17 * Phụ bản của Số 1 * 2013 Nghiên cứu Y học  Chất lượng phân tích  Độ tinh khiết hạt nhân phóng xạ ‐ nhận dạng  hạt nhân phóng xạ  Sử  dụng  máy  đo  hoạt  độ  phóng  xạ  để  xác  định thời gian bán phân rã (18F) Fluor của dung  dịch.  Kết  quả  thời  gian  bán  phân  rã  của  (18F)  Fluor  nằm  trong  khoảng  105‐114,8  phút.  Phổ  gamma  của  mẫu  hiện  diện  ở  vị  trí  đỉnh  0,511  MeV.  0,001‐0,097  g/100  mL  và  0,001‐0,035  g/100  mL  (Bảng  2).  Hàm  lượng  Kryptofix(R)  2.2.2  trong  mẫu luôn nhỏ hơn 50  g/mL.  Ethanol Acetonitrile   Hình 4: Phổ phân tích sắc ký khí xác định hàm lượng  ethanol và acetonitrile có trong mẫu.  Độ sạch hóa phóng xạ    Hình 3: Phổ gamma của sản phẩm cuối cùng xác  định trên phổ kế gamma MCA.  Tỉ lệ phần trăm của (18F)FDG trong mẫu đạt  giá trị 93,44 ‐ 98,59 %, (18F–)Fluoride ở mức 0,01 ‐  1,19 %, và các sản phẩm acetyl, sản phẩm khơng  thủy phân là 1,28 ‐ 6,33 % (Bảng 2, Hình 5). Sản  phẩm đạt tiêu chuẩn dược điển Hoa kỳ.  Độ sạch hóa học  Kết  quả  phân  tích  hàm  lượng  ethanol  và  acetonitrile trong mẫu có giá trị tương ứng là từ  Bảng 2: Kết quả phân tích chất lượng (18F)FDG  Giá trị 18 ( F) FDG (%) Tối thiểu Tối đa Trung bình Giới hạn 93,44 98,59 96,39 ≥ 90 % Độ tinh khiết hóa phóng xạ Các bẩn hóa học 18 ( F ) Fluoride (%) ( F) Sản phẩm acetyl, không Ethanol (g/100 Acetonitrile thủy phân (%) mL) (g/100 mL) 0,01 1,28 0,001 0,001 1,19 6,33 0,097 0,035 0,12 3,49 0,033 0,013 < 10 % ≤ 0,5 ≤ 0,04 18 – Các chỉ tiêu sinh học  Kết quả kiểm tra độ vô khuẩn của các lô sản  phẩm  đều  đạt.  Sản  phẩm  khơng  chứa  chất  gây  sốt, giới hạn hàm lượng endotoxin