Aivojen PET-kuvantaminen Parkinsonin taudissa
Positroniemissiotomografia (PET) on toiminnallinen kuvantamismenetelmä, joka käyttää hyväksi lyhytikäisiä radioaktiivisia merkkiaineita. PET:n avulla voidaan tutkita käytetystä merkkiaineesta riippuen esim. aivojen verenkiertoa, energia-aineenvaihduntaa (glukoosin eli sokerin kulutusta) eri hermo- välittäjäainejärjestelmien toimintaa tai tiettyjen proteiinien kertymiä. PET-tutkimusta voidaan käyttää hyväksi Parkinsonin taudin diagnostiikassa ja erotusdiagnostiikassa sekä monipuolisesti Parkinsonin taudin tutkimuksessa kuten sairauden aivomekanismien selvittelyssä ja lääkehoidon kehittelyssä.
PET-kuvauksessa merkkiaine ruiskutetaan tutkittavan henkilön kyynärvarren laskimoon, joka jälkeen odotetaan merkkiaineen kulkeutumista aivoihin ja kiinnittymistä kohteeseensa. Kuvaus aloitetaan yleensä noin tunti merkkiaineen ruiskutuksen jälkeen ja kuvaus itse kamerassa kestää 15 – 30 minuuttia. PET-kuvantaminen on vähäriskinen toimenpide. Merkkiaineen ruiskuttamisesta aiheutuvan mahdollisen pienen kivun lisäksi kuvauksen yhteydessä tutkittava altistuu lyhytikäiselle radioaktiiviselle säteilylle. PET-kuvauksissa käytettävien merkkiaineiden puoliintumisaika (= aika, jossa merkkiaineen aktiivisuus puolittuu) on tyypillisesti 20 min – 2 tuntia. Yhdestä PET-tutkimuksesta tutkittavan saama säteilymäärä vaihtelee merkkiaineesta riippuen, mutta on alle sen säteilymäärän, jolle Suomessa asuva henkilö keskimäärin altistuu vuoden aikana mm. taustasäteilystä johtuen. PET-kamerassa tulisi kuvauksen aikana maata mahdollisimman liikkumatta paikallaan, mikä yhdessä kamera-aukon ahtauden vuoksi voi osasta tutkittavia tuntua epämukavalta. PET kameran (Kuva 1) aukko on kuitenkin magneettikuvaus (MRI) laitteen aukkoa väljempi. Suomessa PET-kuvauslaitteita on kaikissa yliopistosairaaloissa ja monissa keskussairaaloissa sekä Helsingissä yhdessä yksityisessä sairaalassa.
Parkinsonin taudissa keskeinen biokemiallinen muutos on aivojen dopamiini-nimisen hermovälittäjäaineen toiminnan heikentyminen liikkeitä säätelevissä aivokeskuksissa kuten tyvitumakkeissa, erityisesti aivojuoviossa (striatum). Käytetyimmät PET-merkkiaineet Parkinsonin taudin diagnostiikassa ja tutkimuksessa ovat erilaiset aivojen dopamiinitoimintaa kuvastavat merkkiaineet. Tyypillinen löydös on dopamiinitoiminnan heikentyminen aivojuovion alueella (Kuva 2). Parkinsonin tautia ei voida diagnosoida PET-tutkimuksen avulla, vaan se voi tukea kliinistä Parkinsonin taudin diagnoosia, joka perustuu potilaalla havaittaviin tyypillisiin oireisiin ja löydöksiin. Monet Parkinsonin taudin kaltaisia oireita aiheuttavat sairaudet (ns. Parkinson-plus oireyhtymät kuten monisysteemiatrofia (MSA) tai etenevä supranukleaarihalvaus (PSP)) aiheuttavat myös aivojen dopamiinitoiminnan heikentymistä. Tämän vuoksi dopamiinitoiminnan PET-tutkimus ei ole kovin hyvä eri parkinsonismi-oireyhtymien erotusdiagnostiikassa. Sen sijaan essentiaalisessa vapinassa aivojen dopamiinitoiminta on normaalia ja PET-kuvauksesta on hyötyä essentiaalisen vapinan ja Parkinsonin taudin erotusdiagnostiikassa. PET-kuvantamisen vaihtoehtona aivojen dopamiinitoiminnan kuvantamisessa voidaan käyttää myös yksifotoniemissiotomografia- (SPET-) kuvantamista, joka perustuu kuten PET-kuvantaminenkin lyhytikäisten radioaktiivisten merkkiaineiden käyttöön. Suomessa Parkinsonin taudin kliinisessä diagnostiikassa käytetään lähinnä SPET-kuvantamista sen paremman saatavuuden ja halvemman hinnan vuoksi.
Aivojen glukoosinkulutusta kuvastavaa FDG (fluorodeoksiglukoosi) PET-tutkimusta voidaan käyttää apuna eri parkinsonismi-oireyhtymien erotusdiagnostiikassa, sillä monissa Parkinson-plus oireyhtymissä aivojuovion alueella tapahtuu solutuhoa, mikä heijastuu alentuneena glukoosin kulutuksena aivojuovion alueella, mikä voidaan todeta FDG-PET:in avulla. Myös muita PET-merkkiaineita, kuten sydämen sympaattista hermotusta kuvastavia PET-merkkiaineita on tutkittu Parkinsonin taudin erotusdiagnostiikassa, mutta ne eivät vielä ole vakiintuneet kliiniseen käytäntöön.
PET-kuvantamista käytetään monipuolisesti myös Parkinsonin taudin tutkimuksessa. Uusia PET-merkkiaineita on kehitteillä parantamaan Parkinsonin taudin diagnostiikkaa ja erotusdiagnostiikkaa. Paljon tutkitaan esimerkiksi aivojen tulehdusrektiota (neuroinflammaatio). Tähän mennessä saadut tutkimustulokset viittaavat siihen, että Parkinsonin taudissa ei ole aivojen tulehdusreaktiota toisin kuin MSA:ssa. Lisäksi Parkinsonin tautiin liittyvien aivomekanismien selvittämiseksi tutkitaan eri välittäjäainejärjestelmien kuten serotoniini-, noradrenaliini- ja endokannabinoidi-järjestelmän toimintaa kuvastavia PET-merkkiaineita ja niiden yhteyttä Parkinsonin taudissa ilmaantuviin eri oireisiin. Yhtenä mahdollisena mekanismina Parkinsonin taudin synnyssä pidetään alfa-synukleiini –nimisen valkuaisaineen kertymistä hermosoluihin. Alfa-synukleiiniin sitoutuvia PET-merkkiaineita on kehitetty ja niitä voitaisiin käyttää apuna Parkinsonin taudin diagnostiikassa. Ensimmäisiä lupaavia tuloksia on saatu koe-eläintutkimuksissa.
Myös Parkinsonin taudin lääkehoitojen kehittelyssä PET-kuvantamista voidaan käyttää apuna. On esimerkiksi mahdollista leimata uusi kehitteillä oleva lääkeainemolekyyli lyhytikäisellä radioaktiivisella leimalla ja seurata lääkeainemolekyylin kertymistä aivoihin ja selvittää kulkeutuuko lääkeaine sinne, mihin oli tarkoituskin. Lisäksi PET-kuvantamisella voidaan seurata eri lääkeaineiden vaikutuksia esim. aivojen dopamiinitoimintaan tai erilaisten kajoavien hoitomuotojen kuten syväaivostimulaation vaikutuksia aivotoimintaan ja Parkinsonin taudin oireisiin.
Kirjoittaja on Juha Rinne, Neurologian dosentti, Professori
PET-keskus Turun yliopisto ja TYKS. Suomen Parkinson-säätiön hallituksen jäsen.
Julkaistu vuosikertomuksessa 2020.