간동맥으로 주입한 I-131 Lipiodol의 간조직에 미치는 영향 및 체내분포

Abstract

[한글]

유성조영제인 Lipiodol Ultra-fluid**(R) (LUF)를 간동맥에 주입할때 간암혈관에 선택

적으로 축적되어 장기간 남아있는 현상이 알려진 이후, 수술전 간암의 정확한 파급 및 전

이 정도를 파악하고 다른 양성종양과의 감별진단을 위하여 이 새로운 간혈관조영제가 이

용되게 되었다. 또한 이러한 집적 현상을 이용하여 LUF에 항암제를 혼합하거나, LUF의 옥

소성분(Ⅰ-127)을 방사선동위원소인 Ⅰ-131과 치환하여 간동맥내 주입함으로써, 간암에

고농도의 항암제 및 체내방사선의 선택적 치료가 가능하게 되어, 현재 임상에서 효과적인

간암치료방법의 일환으로 시도되고 있다.

따라서 이러한 치료방법의 안전성, 즉 방사선동위원소인 Ⅰ-131을 LUF의 옥소성분과 치

환한 방사선활성화된 Ⅰ-131 Lipiodol 간조직에 미치는 영향 및 신체 주요장기에 미치는

방사선 손상의 여부에 관한 의문이 제기되었고, LUF의 대사과정 및 체외배출에 대한 이해

가 필요하게 되었다. 현재까지 Ⅰ-131 Lipiodol에 관한 실험적 연구는 주로 미량의 동위

원소를 이용하여 간암의 집적현상에 관한 규명에 주안점을 두어왔으나, 아직 그 집적기전

이 완전히 밝혀지지 않았을 뿐아니라, 정상 간조직에서 LUF의 분포와 대사에 체계적인 연

구결과는 아직 보고된 바 없다.

저자는 Ⅰ-131 Lipiodol 암치료량(약 37MBq/kg, 1 mCi=37MBq)을 간동맥내 주입하여 시

기에 따른 체내 분포의 변화와 체외 배출경로를 조사하고, 간기능 및 형태에 미치는 영향

을 검토하여, Ⅰ-131 Lipiodol치료의 안전성과 간조직에서의 아직 밝혀지지 않은 LUF의

대사를 규명하기 위하여 본 연구를 시행하였다.

실험은 14마리의 성견 중 대조군으로 설정한 2마리를 제외하고 12마리를 대상으로 Ⅰ-1

31 Lipiodol 518±19MBq을 간동맥내로 주입한 후 다음과 같은 조사를 실시하였다. 즉 Ⅰ-

131 Lipiodol의 간 및 체내 분포를 알기 위하여 주입 후 120일까지 도살전에 방사선동위

원소촬영을 하였으며 기간별로 도살한 후 선량측정기 (dose calibrator)로 정량적인 방사

능의 양을 측정하였고, 같은 방법으로 처음 1주일 동안 혈액 및 체외 배설된 대소변의 방

사능을 측정하였다. 또한 주입 후 4주 동안 간기능검사를 시행하였다. Ⅰ-131 Lipiodol에

의한 간조직의 변화 및 대사과정을 규명하기 위하여, 시기별로 도살한 후 적출된 간조직

을 hematoxylin-eosin 염색과 oil red 0염색을 하여 광학현미경적검색을 하였으며 전자현

미경적검색을 병행하였다.

연구 결과 간동맥으로 주입한 Ⅰ-131 Lipiodol은 혈류를 따라 정맥동에 분포되었고, 간

세포와 담도상피세포에서도 관찰되었으며, 이것은 시기적으로 감소하는 경향을 나타내어

간세포가 LUF의 대사에 관여함을 입증할 수 있었다. 주입 후 1-4주 사이에 간질 (interst

itium)에서 지방적에 의한 이물반응과 지방 육아종의 형성이 관찰되었다. 같은 기간 중

대상군의 일부에서 간기능 검사의 변화를 보였으나, 지속적인 간조직 병변 및 기능의 이

상은 발견되지 않았고, 신체 주요장기에 방사선흡수선량의 분포가 장기별 허용선량 (tole

rance dose)에 미치지 않는 점으로 그 안전성이 인정되었다. 또한 간혈관 및 간조직을 경

과한 Ⅰ-131 Lipiodol은 전신 혈류에 유출되어 일부는 폐, 비장 및 신장 등 전신 장기에

분포하나, 대부분의 방사능은 주로 소변을 통하여 체외로 배출됨을 알 수 있었다.

[영문]

Iodized oil has been used as a contrast agent in lymphangiography. One of the

commercially available compounds is Lipiodol Ultra-fluid(LUF:iodinated ethyl ester

of the fatty acids of poppy seed oil, Andre Guerbet Lab., France) which contains

38% iodine by weight. Nakakuma et at(1979) reported that LUF was selectively

retained in the hypervascular hepatocellular carcinoma when injectd directly into

the ligated hepatic artery. Since that time, it has been widely utilized in

detection and treatment of hepatocellular carcinoma, mixing with chemotherapeutic

agents or labeled with radioactive Ⅰ-131.

Like all significant advances, the mechanism of lipid retention within the

hepatocellular carcinoma is not clearly understood, and also there is a lack

information about the biodistribution and kinetics of Ⅰ-131 Lipiodol. The apparent

safety of this technique require confirmation.

The present study was aimd to assess the biodistribution and kinetics of

intra-arterially injected Ⅰ-131 Lipiodol and the histologic changes in canine

livers. It was also to verify the safety of this technique in clinical

applications.

Radioactive iodized oil was obtained by simple exchange method Ⅰ-131 Lipiodol

with activity of 518MBg(14mG) was injected intra-arterially in 12 dogs as a

experimental group.

Serial count rates over the livers under gamma camera were measured, and then it

was compared with quantitative analysis of radioactivites distributed in liver,

lung, spleen, kidney, thyroid, bile and circulating blood using dose calibrator

after sacrifice at various time intervals. Cumulative radiation doses were

calculated by Quimby method. The effect of Ⅰ-131-Lipiodol on hepatic function were

analysed by serial liver function tests after intrahepatic injection of

Ⅰ-131-Lipiodol, and compared with preinjection values. Liver tissue obtained after

sacrifice were stained with hematoxylin-eosin, Oil red-0, and also electron

microscopic examinations were performed.

The results were summerized as follows:

1. Intra-arterially injected Ⅰ-131-Lipiodol was trapped first in the liver, and

gradually cleared from the liver unto 50% during the first week. It was excreted

through urine(36.4%) and stool(6.5%) during the same period.

2. Ⅰ-131 Lipiodol were consistently identified within the hepatocyts and

sinusoids as well as bile duct epithelium during the first week and minor foreign

body reaction and lipid granuloma were appeared at the lst-4th wak.

3. Transient and sight elevation of hepatic enzymes were developed in 7/12 dogs

1-4 weeks after injection, and returned to normal level of preinjection values.

4. The radiation dosimetry measured by means of the biodistribution and clearance

data disclosed that the radiation dose to liver was 13.7 Gy; thyroid gland, 3.7 Gy;

lung, 2 Gy; remaining of body organs, 0.1-0.3 Gy.

It was concluded that the intra-arteriall injected Ⅰ-131 Lipiodol was mainly

distributed in liver and supposed to be metablized within the hepatocytes; the main

excretion route is urine; and the diagnostic and therapeutic purpose of Ⅰ-131

Lipiodol injection for hepatocellular carcinoma could be safely performed.