Fluorodeoxyglucose (18F)
{{DISPLAYTITLE: Fluorodeoxyglucose (18F)} [18F] Fluorodeoxyglucose (INN)، یا Fluorodeoxyglucose F 18 (USAN اور USP)، جسے عام طور پر Fluorodeoxyglucose بھی کہا جاتا ہے اور مختصر [18F] FDG، 2-[18F] FDG یا FDG، ایک ریڈیوفرماسیوٹیکل ہے، خاص طور پر ایک ریڈیوٹریسر، جو میڈیکل امیجنگ موڈلٹی پوزیٹرون ایمیشن ٹومگرافی (PET) میں استعمال ہوتا ہے۔ کیمیائی طور پر، یہ 2-ڈیوکسی-2-[18 ایف] فلورو-ڈی-گلوکوز ہے، جو ایک گلوکوز اینالاگ ہے، جس میں پوزیٹرون خارج کرنے والے ریڈیو نیوکلائڈ فلورائن-18 کو گلوکوز مالیکیول میں سی-2 پوزیشن پر عام ہائیڈروکسیل گروپ کے لیے تبدیل کیا جاتا ہے۔ بافتوں کے ذریعہ [18F] ایف ڈی جی کا جذب گلوکوز کے بافتوں کے جذب کے لیے ایک نشان ہے، جو بدلے میں بافتوں کی میٹابولزم کی بعض اقسام کے ساتھ قریب سے جڑا ہوا ہے۔ [18F] ایف ڈی جی کو مریض میں انجیکشن لگانے کے بعد، ایک پی ای ٹی اسکینر جسم کے اندر [18F] ایف ڈی جی کی تقسیم کی دو جہتی یا تین جہتی تصاویر بنا سکتا ہے۔ 1976 میں اس کی ترقی کے بعد سے، [18F] ایف ڈی جی کا نیورو سائنسز میں تحقیق پر گہرا اثر پڑا۔ 1980 میں اس کے بعد کی دریافت کہ [18F] ایف ڈی جی ٹیومر میں جمع ہوتا ہے کینسر کی تشخیص میں ایک بڑے طبی آلے کے طور پر پی ای ٹی کے ارتقا کو تقویت دیتی ہے۔ [18 ایف] ایف ڈی جی اب معیاری ریڈیوٹریسر ہے جو پی ای ٹی نیورو امیجنگ اور کینسر کے مریضوں کے انتظام کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ مختلف طبی حالات کی تشخیص فراہم کرنے کے لیے نیوکلیئر میڈیسن کے معالج یا ریڈیولوجسٹ کے ذریعے تصاویر کا جائزہ لیا جا سکتا ہے۔ تاریخ 1968 میں، چارلس یونیورسٹی، چیکوسلوواکیا کے شعبہ نامیاتی کیمسٹری میں ڈاکٹر جوزف پاکاک، زڈینک ٹوکیک اور میلوسلاو چیرنی ایف ڈی جی کی ترکیب کو بیان کرنے والے پہلے شخص تھے۔ بعد میں، 1970 کی دہائی میں، بروک ہیوین نیشنل لیبارٹری میں تاتسوو آئیڈو اور ال وولف سب سے پہلے تھے جنہوں نے فلورائن-18 کے ساتھ لیبل والے ایف ڈی جی کی ترکیب کو بیان کیا۔ یہ کمپاؤنڈ پہلی بار اگست 1976 میں پنسلوانیا یونیورسٹی میں اباس علوی کے ذریعہ دو عام انسانی رضاکاروں کو دیا گیا تھا۔ ایک عام (غیر پی ای ٹی) جوہری اسکینر سے حاصل کردہ دماغی تصاویر نے اس اعضاء میں [18 ایف] ایف ڈی جی کے ارتکاز کا مظاہرہ کیا (نیچے تاریخ کا حوالہ دیکھیں)۔ اگست 1990 میں شروع ہوا، اور پورے 1991 میں جاری رہا، آکسیجن-18 کی کمی، جو کہ ایف ڈی جی کے لیے ایک خام مال ہے، نے آئسوٹوپ کی فراہمی کو راشن کرنا ضروری بنا دیا۔ خلیجی جنگ کی وجہ سے اسرائیل کی آکسیجن-18 سہولت بند ہو گئی تھی، اور امریکی حکومت نے لاس الاموس نیشنل لیبارٹری میں کاربن، آکسیجن اور نائٹروجن کے آئسوٹوپس کی سہولت بند کر دی تھی، جس سے آئسوٹیک مرکزی سپلائر بن گیا تھا۔ ترکیب [18F] ایف ڈی جی کو سب سے پہلے [18F] F2 کے ساتھ الیکٹروفیلک فلورینیشن کے ذریعے ترکیب کیا گیا تھا۔ اس کے بعد، اسی ریڈیوآئیسوٹوپ کے ساتھ ایک "نیوکلیوفیلک ترکیب" وضع کی گئی۔ جیسا کہ تمام تابکار 18 ایف لیبل والے ریڈیولیگنڈز کے ساتھ ہوتا ہے، فلورائن-18 کو ابتدائی طور پر سائکلوٹرون میں فلورائڈ آئن کے طور پر بنایا جانا چاہیے۔ مکمل [18F] ایف ڈی جی تابکار ٹریسر کی ترکیب غیر منسلک فلورائڈ ریڈیوٹریسر کی ترکیب سے شروع ہوتی ہے، کیونکہ سائکلوٹرون بمباری عام طور پر لگینڈ کے لیے استعمال ہونے والے قسم کے نامیاتی مالیکیولز کو تباہ کرتی ہے، اور خاص طور پر، گلوکوز کو تباہ کر دیتی ہے۔ فلورائن-18 کی سائکلوٹرون کی پیداوار ڈیوٹرون کے ساتھ نیون-20 کی بمباری سے مکمل کی جا سکتی ہے، لیکن عام طور پر 18O-افزودہ پانی کی پروٹون بمباری کے ذریعے کی جاتی ہے، جس کی وجہ سے (p-n) رد عمل (جسے بعض اوقات "ناک آؤٹ ری ایکشن" کہا جاتا ہے) 18O میں ایک عام قسم کا جوہری رد عمل ہوتا ہے جس میں زیادہ امکان ہوتا ہے جہاں آنے والا پروٹون نیوٹرون کو "دستک دیتا ہے")۔ اس سے پانی میں "کیریئر فری" تحلیل شدہ [18F] فلورائڈ ([18F] F−) آئن پیدا ہوتے ہیں۔ فلورائن-18 کی نصف زندگی اس نقطہ کے بعد تیز رفتار اور خودکار کیمسٹری کو ضروری بناتی ہے۔ ان ہائیڈروس فلورائڈ نمکیات، جنہیں فلورائن گیس کے مقابلے میں سنبھالنا آسان ہوتا ہے، سائکلوٹرون میں تیار کیے جا سکتے ہیں۔ اس کیمسٹری کو حاصل کرنے کے لیے، [18F] F− کو آبی سالوینٹ سے آئن ایکسچینج کالم پر پھنس کر الگ کیا جاتا ہے، اور 2,2,2-کرپٹینڈ اور پوٹاشیم کاربونیٹ کے ایسیٹونیٹریل حل کے ساتھ خارج کیا جاتا ہے۔ ایلیویٹ کا بخارات [(کرپٹ-222) K] + [18F] F− (2) دیتا ہے۔ فلورائڈ آئن نیوکلیوفیلک ہوتا ہے لیکن ہائڈروکسائڈ پر مشتمل مسابقتی رد عمل سے بچنے کے لیے اس کے غیر آبی حالات کی ضرورت ہوتی ہے، جو کہ ایک اچھا نیوکلیوفائل بھی ہے۔ پوٹاشیم آئنوں کو الگ کرنے کے لیے کرپٹینڈ کا استعمال آزاد پوٹاشیم اور فلورائڈ آئنوں کے درمیان آئن جوڑی سے بچتا ہے، جس سے فلورائڈ آئن زیادہ رد عمل ظاہر کرتا ہے۔ انٹرمیڈیٹ 2 کا علاج محفوظ مینوز ٹرائی فلیٹ (1) کے ساتھ کیا جاتا ہے ؛ فلورائڈ آئن ایس این 2 رد عمل میں ٹرائی فلیٹ چھوڑنے والے گروپ کو بے گھر کر دیتا ہے، جس سے محفوظ فلورائڈ ڈی آکسی گلوکوز (3) ملتا ہے۔ بیس ہائیڈرولائسیس ایسیٹیل کی حفاظت کرنے والے گروپوں کو ہٹا دیتا ہے، مطلوبہ پروڈکٹ دیتا ہے (4) آئن ایکسچینج کے ذریعے کرپٹینڈ کو ہٹانے کے بعد: عمل کا طریقہ کار، میٹابولک اینڈ پروڈکٹس، اور میٹابولک ریٹ [18F] ایف ڈی جی، گلوکوز اینالاگ کے طور پر، ہائی گلوکوز استعمال کرنے والے خلیات جیسے دماغ، براؤن ایڈیپوسائٹس، گردے، اور کینسر کے خلیات کے ذریعہ لیا جاتا ہے، جہاں فاسفوریلیشن گلوکوز کو جذب ہونے کے بعد سیل سے دوبارہ خارج ہونے سے روکتا ہے۔ عام گلوکوز میں 2-ہائیڈروکسیل گروپ (-OH) کی ضرورت مزید گلائکولیسس (اسے تقسیم کرکے گلوکوز کی میٹابولزم) کے لیے ہوتی ہے، لیکن [18F] FDG میں یہ 2-ہائیڈروکسیل غائب ہے۔ اس طرح، اس کے بہن مالیکیول 2-ڈیوکسی-ڈی-گلوکوز کے ساتھ مشترک، ایف ڈی جی کو خلیوں میں مزید میٹابولائز نہیں کیا جا سکتا۔ [18F] ایف ڈی جی-6-فاسفیٹ اس وقت بنتا ہے جب [18F] ایف ڈی جی خلیے میں داخل ہوتا ہے تابکار انحطاط سے پہلے خلیے سے باہر نہیں نکل سکتا۔ نتیجے کے طور پر، [18F] ایف ڈی جی کی تقسیم جسم میں خلیوں کے ذریعہ گلوکوز کے جذب اور فاسفوریلیشن کی تقسیم کی ایک اچھی عکاسی ہے۔ [18F] ایف ڈی جی میں فلورائن تابکار طور پر بیٹا-ڈیک کے ذریعے 18O− تک ختم ہو جاتا ہے۔ ہائیڈرونیم آئن سے اس کے آبی ماحول میں ایک پروٹون H + لینے کے بعد، یہ مالیکیول گلوکوز-6-فاسفیٹ بن جاتا ہے جس پر C-2 پوزیشن پر ہائیڈروکسیل میں بے ضرر غیر تابکار "بھاری آکسیجن" کا لیبل لگا ہوتا ہے۔ 2-ہائیڈروکسیل کی نئی موجودگی اب اسے عام گلوکوز کی طرح عام طور پر میٹابولائز کرنے کی اجازت دیتی ہے، جس سے غیر تابکار اختتامی مصنوعات تیار ہوتی ہیں۔ اگرچہ نظریہ طور پر تمام [18F] ایف ڈی جی کو 110 منٹ کی تابکاری کے خاتمے کی نصف زندگی (فلورائن-18 کی طرح) کے ساتھ اوپر کی طرح میٹابولائز کیا جاتا ہے، طبی مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ [18F] ایف ڈی جی کی تابکاری دو بڑے حصوں میں تقسیم ہوتی ہے۔ تقریبا 75 فیصد فلورائن-18 سرگرمی بافتوں میں باقی رہتی ہے اور 110 منٹ کی نصف زندگی کے ساتھ ختم ہو جاتی ہے، ممکنہ طور پر O-18 کی جگہ گرنے سے [18O] O-گلوکوز-6-فاسفیٹ بن جاتا ہے، جو کہ غیر تابکار ہے (یہ مالیکیول جلد ہی کاربن ڈائی آکسائیڈ اور پانی میں میٹابولائز کیا جا سکتا ہے، فلورائن کی آکسیجن میں جوہری منتقلی کے بعد میٹابولزم کو روکنا بند ہو جاتا ہے)۔ [18F] ایف ڈی جی کا ایک اور حصہ، جو انجکشن کی کل فلورائن-18 سرگرمی کا تقریبا 20 فیصد نمائندگی کرتا ہے، [18F] ایف ڈی جی کی خوراک کے بعد دو گھنٹے تک گردوں سے خارج ہوتا ہے، جس کی تیز نصف زندگی تقریبا 16 منٹ ہوتی ہے (یہ حصہ گردوں کو جمع کرنے والے نظام اور مثانے کو عام پی ای ٹی اسکین میں نمایاں بناتا ہے)۔ یہ مختصر حیاتیاتی نصف زندگی اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ کل فلورائن-18 ٹریسر سرگرمی کا یہ 20 فیصد حصہ خود آاسوٹوپ کے گرنے سے کہیں زیادہ تیزی سے گردوں سے ختم ہو جاتا ہے۔ عام گلوکوز کے برعکس، ایف ڈی جی گردے کے ذریعے مکمل طور پر دوبارہ جذب نہیں ہوتا ہے۔ اس تیزی سے خارج ہونے والے پیشاب 18 ایف کی وجہ سے، پی ای ٹی اسکین سے گزرنے والے مریض کا پیشاب اس لیے آاسوٹوپ لگانے کے بعد کئی گھنٹوں تک خاص طور پر تابکار ہو سکتا ہے۔ [18F] ایف ڈی جی کی تمام تابکاری، دونوں 20 ٪ جو پیشاب کے پہلے کئی گھنٹوں میں تیزی سے خارج ہوتا ہے جو امتحان کے بعد بنایا جاتا ہے، اور 80 ٪ جو مریض میں باقی رہتا ہے، 110 منٹ کی نصف زندگی کے ساتھ ختم ہو جاتا ہے (صرف دو گھنٹے سے کم)۔ اس طرح، 24 گھنٹوں کے اندر (انجکشن کے بعد 13 نصف زندگی)، مریض میں تابکاری اور کسی بھی ابتدائی طور پر خالی پیشاب میں جس میں پی ای ٹی امتحان کے بعد آلودہ بستر یا اشیاء ہو سکتی ہیں، خوراک کی ابتدائی تابکاری کے 2−13 = تک کم ہو جائے گی۔ عملی طور پر، جن مریضوں کو [18 ایف] ایف ڈی جی کا ٹیکہ لگایا گیا ہے، ان سے کہا جاتا ہے کہ وہ کم از کم 12 گھنٹے (7 نصف زندگی، یا ابتدائی تابکار خوراک میں سڑنے) کے لیے خاص طور پر تابکاری سے حساس افراد، جیسے شیر خوار بچوں، بچوں اور حاملہ خواتین کے قریب سے گریز کریں۔ تقسیم لیبل شدہ [18F] ایف ڈی جی کمپاؤنڈ کی شیلف لائف نسبتا مختصر ہوتی ہے جس میں فلورائن-18 کی جسمانی خرابی کا غلبہ ہوتا ہے جس کی نصف زندگی 109.8 منٹ، یا دو گھنٹے سے قدرے کم ہوتی ہے۔ پھر بھی، کاربن-11 جیسے دیگر طبی ریڈیوآئیسوٹوپس کے برعکس، یہ نصف زندگی کمپاؤنڈ کو دور دراز پی ای ٹی اسکیننگ کی سہولیات تک پہنچانے کی اجازت دینے کے لیے کافی لمبی ہے۔ تابکار مرکبات کے لیے نقل و حمل کے ضوابط کی وجہ سے، ترسیل عام طور پر خصوصی طور پر لائسنس یافتہ سڑک نقل و حمل کے ذریعے کی جاتی ہے، لیکن نقل و حمل کے ذرائع میں وقف شدہ چھوٹی تجارتی جیٹ خدمات بھی شامل ہو سکتی ہیں۔ ہوائی جہاز کے ذریعے نقل و حمل [18F] ایف ڈی جی پروڈکشن سائٹ کے ارد گرد تقسیم کے علاقے کو بڑھانے کی اجازت دیتا ہے تاکہ مرکب کو سینکڑوں میل دور پی ای ٹی اسکیننگ مراکز تک پہنچایا جا سکے۔ حال ہی میں، [18 ایف] ایف ڈی جی بنانے کے لیے انٹیگرل شیلڈنگ اور پورٹیبل کیمسٹری اسٹیشنوں کے ساتھ آن سائٹ سائکلوٹرون پی ای ٹی اسکینرز کے ساتھ دور دراز کے اسپتالوں میں گئے ہیں۔ یہ ٹیکنالوجی مستقبل میں کچھ وعدہ رکھتی ہے، [18F] ایف ڈی جی کو مینوفیکچرنگ کی جگہ سے استعمال کی جگہ تک منتقل کرنے کے لیے کچھ ہنگامہ آرائی کو تبدیل کرنے کے لیے۔ پروڈکشن الائنس میڈیکل اور سیمنز ہیلتھ کیئر برطانیہ میں واحد پروڈیوسر ہیں۔ انگلینڈ میں ایف ڈی جی کی ایک خوراک کی قیمت تقریبا 130 پاؤنڈ ہے۔ شمالی آئرلینڈ میں، جہاں ایک واحد سپلائر ہے، خوراکوں کی قیمت 450 پاؤنڈ تک ہے۔ آئی بی اے مالیکیولر نارتھ امریکہ اور زیواکور مالیکیولر، جو دونوں الینوائے ہیلتھ اینڈ سائنس کی ملکیت ہیں (آئی بی اے ایم کو یکم اگست 2015 تک خریدا گیا تھا)، سیمنز کا پی ای ٹی این ای ٹی سولیوشنز (سیمنز ہیلتھ کیئر کا ذیلی ادارہ)، اور کارڈینل ہیلتھ امریکہ میں پروڈیوسر ہیں۔ پی ای ٹی امیجنگ میں ایپلی کیشنز، [18 ایف] ایف ڈی جی بنیادی طور پر اونکولوجی میں ٹیومر کی امیجنگ کے لیے استعمال ہوتا ہے، جہاں ایک جامد [18 ایف] ایف ڈی جی پی ای ٹی اسکین کیا جاتا ہے اور ٹیومر [18 ایف] ایف ڈی جی لینے کا تجزیہ معیاری اپٹیک ویلیو (ایس یو وی) کے لحاظ سے کیا جاتا ہے۔ ایف ڈی جی پی ای ٹی/سی ٹی کو دل اور دماغ میں گلوکوز میٹابولزم کی تشخیص کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ [18 ایف] ایف ڈی جی خلیوں کے ذریعہ لیا جاتا ہے، ہیکسوکینز کے ذریعہ فاسفوریلیٹ کیا جاتا ہے (جس کی مائٹوکونڈریل شکل تیزی سے بڑھتے ہوئے مہلک ٹیومر میں بہت زیادہ بڑھ جاتی ہے)، اور اعلی میٹابولک سرگرمی والے بافتوں کے ذریعہ برقرار رکھا جاتا ہے، جیسے کہ زیادہ تر قسم کے مہلک ٹیومر۔ نتیجے کے طور پر، ایف ڈی جی-پی ای ٹی کا استعمال کینسر کی تشخیص، اسٹیجنگ اور نگرانی کے علاج کے لیے کیا جا سکتا ہے، خاص طور پر ہڈکنز بیماری، نان ہڈکن لیمفوما، کولوریکٹل کینسر، چھاتی کا کینسر، میلانوما اور پھیپھڑوں کے کینسر میں۔ اسے الزائمر کی بیماری کی تشخیص میں استعمال کے لیے بھی منظور کیا گیا ہے۔ ٹیومر یا میٹاسٹیٹک بیماری کی تلاش میں باڈی اسکیننگ ایپلی کیشنز میں، محلول میں [18 ایف]-ایف ڈی جی کی ایک خوراک (عام طور پر 5 سے 10 ملی کیریاں یا 200 سے 400 ایم بی کیو) عام طور پر رگ میں چلنے والے نمکین ڈرپ میں تیزی سے انجکشن کی جاتی ہے، ایک مریض میں جو کم از کم چھ گھنٹے سے روزہ رکھے ہوئے ہے، اور جس میں بلڈ شوگر مناسب حد تک کم ہے۔ (یہ ذیابیطس کے کچھ مریضوں کے لیے ایک مسئلہ ہے ؛ عام طور پر پی ای ٹی اسکیننگ مراکز خون میں گلوکوز کی سطح تقریبا 180 ملی گرام/ڈی ایل = 10 ایم ایم او ایل/ایل سے زیادہ والے مریضوں کو آئسوٹوپ کا انتظام نہیں کریں گے، اور ایسے مریضوں کو دوبارہ شیڈول کیا جانا چاہیے)۔ اس کے بعد مریض کو چینی کے تقسیم ہونے اور ان اعضاء میں لے جانے کے لیے تقریبا ایک گھنٹہ انتظار کرنا چاہیے جو گلوکوز کا استعمال کرتے ہیں-ایک ایسا وقت جس کے دوران جسمانی سرگرمی کو کم سے کم رکھنا چاہیے، تاکہ تابکار چینی کے پٹھوں میں اضافے کو کم سے کم کیا جا سکے (یہ اسکین میں ناپسندیدہ نمونوں کا سبب بنتا ہے، پڑھنے میں مداخلت کرتا ہے خاص طور پر جب دلچسپی کے اعضاء جسم کے اندر بمقابلہ کھوپڑی کے اندر ہوں)۔ پھر، مریض کو ایک یا زیادہ اسکینوں کے سلسلے کے لیے پی ای ٹی اسکینر میں رکھا جاتا ہے جس میں 20 منٹ سے لے کر ایک گھنٹے تک کا وقت لگ سکتا ہے (اکثر، ایک وقت میں جسم کی لمبائی کا صرف ایک چوتھائی حصہ لیا جا سکتا ہے)۔ یہ بھی دیکھیں فلورڈوپا حوالہ جات بیرونی روابط الڈوسیس ڈی آکسی شکر میڈیسنل ریڈیو کیمسٹری نیورو امیجنگ آرگنفلوورائڈز پی ای ٹی ریڈیوٹریسرس پیرانوسیس ریڈیوفرماسیوٹیکلز ڈی: فلورڈیسوکسیگلوکوز