Diagnosis of sentinel lymph nodes in patients with cancer of the larynx and laryngopharynx using a new radiopharmaceutical based on technetium-99m-labeled gamma aluminum oxide

Аim. To study the possibility of using a radiopharmaceutical based on aluminum oxide labeled with ^99mТс ([^99mТс]-Al₂O₃) for the diagnosis of sentinel lymph nodes (SLN) in tumors of the larynx and laryngopharynx in comparison with a phytate colloid ([^99mTc]-phytate colloid).

Materials and methods. The study included patients with cancer of the larynx and laryngopharynx (T_2–4N₀M₀) (n = 54). In the prospective group (n = 30), [^99mТс]-Al₂O₃ was used as a radiopharmaceutical, in the retrospective group (n = 24), [^99mТс]-phytate colloid was used. All radiopharmaceuticals were introduced endoscopically into the submucosal space along the periphery of the tumor. After 18 hours, single-photon emission computed tomography (SPECT) and intraoperative SLN detection were performed.

Results. In the retrospective group, SLNs were detected in 20 out of 24 patients. A total of 32 lymph nodes were identified in the retrospective group. The median number of detected lymph nodes in one patient was 1.3 [0–3], the intensity of the radiopharmaceutical uptake on scintigrams was 2.2 [0.7–8.1], intraoperatively – 4 [1.6–9.0]. In the prospective group, [^99mTc]-Al₂O₃ uptake in the lymph nodes of the neck was determined in 27 patients (90%); in
3 patients, SLNs were not visualized. A total of 57 lymph nodes were identified (in 27 patients). The median number of visualized SLNs was 1.5 [0–5], the intensity of [^99mТс]-Al₂O₃ uptake according to SPECT and intraoperative detection was 4.8 [0.7–19.4] and 6 [1.1–22.0], respectively.

Conclusion. The most significant advantage of using [^99mТс]-Al₂O₃ as a radiopharmaceutical is its high uptake in SLNs, which leads to an increase in the sensitivity of the method as a whole up to 90 versus 83% when using [^99mTc]-phytate colloid.

1. Гордон К.Б., Гулидов И.А., Рожнов В.А., Семенов А.В. Возможности химиолучевого лечения первичных местно-распространенных опухолей органов головы и шеи. Онкология. Журнал им. П.А. Герцена. 2018;7(3):68–74.

2. Красавина Е.А., Балацкая Л.Н., Чойнзонов Е.Л. Биологическая обратная связь в голосовой реабилитации больных после ларингэктомии. Физическая и реабилитационная медицина, медицинская реабилитация. 2019;3(3):32–36. DOI: 10.36425/2658-6843-2019-3-32-36.

3. Трофимов Е.И., Сивкович О.О., Дайхес Н.А., Виноградов В.В., Решульский С.С. Оптимизация диагностики и хирургического лечения метастатического рака гортани и гортаноглотки. Опухоли головы и шеи. 2019;9(2):29–34. DOI: 10.17650/2222-1468-2019-9-2-29-34.

4. Jones T.M., De M., Foran B., Harrington K., Mortimore S. Laryngeal cancer: United Kingdom National Multidisciplinary guidelines. The Journal of Laryngology & Otology. 2016;130(S2):75–82. DOI: 10.1017/S0022215116000487.

5. Boada A., Tejera-Vaquerizo A., Ribero S., Puig S., Moreno-Ramírez D., Quaglino P. et al. Factors associated with sentinel lymph node status and prognostic role of completion lymph node dissection for thick melanoma. Eur. J. Surg. Oncol. 2020;46(2):263–271. DOI: 10.1016/j.ejso.2019.09.189.

6. Lafuente-Sanchis A., Olmo A., Carretero J., Alcacer Fernandez-Coronado J., Estors-Guerrero M., Martínez-Hernández N.J. et al. Clinical significance of epithelial-mesenchymal transition-related markers expression in the micrometastatic sentinel lymph node of NSCLC. Clin. Transl. Oncol. 2020;22(3):381– 391. DOI: 10.1007/s12094-019-02138-3.

7. Ni J.S., Janz T.A., Nguyen S.A., Lentsch E.J. Predictors of occult lymph node metastasis in cutaneous head and neck melanoma. World J. Otorhinolaryngol. Head Neck Surg. 2019;5(4):200–206. DOI: 10.1016/j.wjorl.2019.02.003.

8. Touhami O., Grégoire J., Renaud M.C., Sebastianelli A., Plante M. Performance of sentinel lymph node (SLN) mapping in high-risk endometrial cancer. Gynecol. Oncol. 2017;147(3):549–553. DOI: 10.1016/j.ygyno.2017.09.014.

9. Cabañas R.M. An approach for the treatment of penile cancer. Cancer. 1977;39:456–466.

10. Чернов В.И., Брагина О.Д., Зельчан Р.В., Медведева А.А., Синилкин И.Г., Ларькина М.С. и др. Меченные аналоги соматостатина в тераностике нейроэндокринных опухолей. Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2017;62(3):42–49.

11. Тицкая А.А., Чернов В.И., Слонимская Е.М., Синилкин И.Г., Зельчан Р.В. Маммосцинтиграфия с 99mTс-МИБИ в диагностике рака молочной железы. Сибирский медицинский журнал (г. Томск). 2010;25(4–1):92–95.

12. Bragina O., Zelchan R., Medvedeva A., Chernov V., Orlova A., медицине. 2015;4:72–77. DOI: 10.17691/stm2015.7.4.09.

13. Брагина О.Д., Чернов В.И., Зельчан Р.В., Синилкин И.Г., Медведева А.А., Ларькина М.С. Альтернативные каркасные белки в радионуклидной диагностике злокачественных образований. Бюллетень сибирской медицины. 2019;18(3):125–133. DOI:10.20538/1682-0363-2019-3-125-133.

14. Чернов В.И., Дудникова Е.А., Зельчан Р.В., Кравчук Т.Л., Данилова А.В., Медведева А.А. и др. Однофотонная эмиссионная компьютерная томография с 99mTC-1-ТИО-Dглюкозой в диагностике и стадировании злокачественных лимфом: первый опыт использования. Сибирский онкологический журнал. 2018;17(4):81–87. DOI: 10.21294/18144861-2018-17-4-81-87.

15. Alex J.C., Krag D.N. The gamma-probe-guided resection of radiolabeled primary lymph nodes. Surg. Oncol. Clin. N. Am. 1996;5(1):33–41.

16. Zhang J.J., Zhang W.C., An C.X., Li X.M., Ma L. Comparative research on 99mTc-Rituximab and 99mTc-sulfur colloid in sentinel lymph node imaging of breast cancer. BMC Cancer. 2019;19(1):956. DOI: 10.1186/s12885-019-6197-9.

17. Unkart J.T., Hosseini A., Wallace A.M. Tc-99m tilmanocept versus Tc-99m sulfur colloid in breast cancer sentinel lymph node identification: Results from a randomized, blinded clinical trial. J. Surg. Oncol. 2017;116(7):819–823.

18. Кузнецов С.А., Шубина И.Ж., Мамедова Л.Т., Грицай А.Н., Киселевский М.В. Методы идентификации микрометастазов при злокачественных новообразованиях. Онкогематология. 2016;1:75–79. DOI: 10.17650/1818-8346-2016-111-75-79.

19. Jimenez I.R., Roca M., Vega E., García M.L., Benitez A., Bajén M. et al. Particle sizes of colloids to be used in sentinel lymph node radio localization. Nucl. Med. Commun. 2008;29(2):166–172. DOI:10.1097/MNM.0b013e3282f258d9.

20. Варламова Н.В., Скуридин В.С., Нестеров Е.А., Ларионова Л.А., Чернов В.И. Исследование кумулятивных свойств радиофармпрепарата «Наноколлоид, 99mTc-Al2O3» на крысах. Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Биология, клиническая медицина. 2015;13(2):40–44.

21. Варламова Н.В., Стасюк Е.С., Тицкая А.А., Синилкин И.Г., Ларионова Л.А., Шерстобоев Е.Ю. и др. Изучение аллерvisualization in patients with cancer of larynx and hypopharynx. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imag. 2015;42:704.

22. Скуридин В.С., Стасюк Е.С., Варламова Н.В., Рогов А.С., Садкин В.Л., Нестеров Е.А. Получение нового наноколлоидного радиофармпрепарата на основе оксида алюминии. Известия Томского политехнического университета. 2013;323(3):33–37.

23. Chernov V.I., Sinilkin I.G., Zelchan R.V., Medvedeva A.A., Lyapunov A.Yu., Bragina O.D. et alExperimental study of 99mTc-aluminum oxide use for sentinel lymph nodes detection. AIP Conference Proceedings. 2016;020012.

24. Chernov V., Sinilkin I., Choynzonov E., Chijevskaya S., Titskaya A., Zelchan R. et al. Comparative evaluation of 99mTсAl2O3 and 99mTс-fitat nanocolloids for sentinel lymph nodes visualization in patients with cancer of larynx and hypopharynx. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imag. 2015;42:704

25. Синилкин И.Г., Чернов В.И., Коломиец Л.А., Слонимская Е.М., Медведева А.А., Зельчан Р.В. и др. Первый опыт клинического применения нового отечественного радиофармпрепарата 99mTс-гамма-оксид алюминия для визуализации сторожевых лимфатических узлов при злокачественных новообразованиях. Медицинская визуализация. 2016;2:57–62.

26. Рожнов В.А., Андреев В.Г., Мардынский Ю.С., Панкратов В.А., Барышев В.В., Буякова М.Е. и др. Сравнительные результаты хирургического и комбинированного лечения местно-распространенного рецидивного рака гортани (rT3N0M0). Сибирский онкологический журнал. 2008;5(29):23–26.

27. Alkureishi L.W., Ross G.L., Shoaib T., Soutar D.S., Robertson A.G., Sorensen J.A. et al. Does tumor depth affect nodal upstaging in squamous cell carcinoma of the head and neck. Laryngoscope. 2008;118: 629–634. DOI: 10.1097/MLG.0b013e31815e8bf0.

28. Sharma D., Koshy G., Grover S., Sharma B. Sentinel Lymph Node Biopsy: A new approach in the management of head and neck cancers. Sultan Qaboos Univ. Med. J. 2017;17(1):e3– e10. DOI: 10.18295/squmj.2016.17.01.002.

29. De Veij Mestdagh P.D., Janssen T., Lamers E., Carbaat C., Hamming-Vrieze O., Vogel W.V. et al. SPECT/CT-guided elective nodal irradiation for head and neck cancer: estimation of clinical benefits using NTCP models. Radiother. Oncol. 2019;130:18–24. DOI: 10.1016/j.radonc.2018.07.023.

30. De Veij Mestdagh P.D., Schreuder W.H., Vogel W.V., Donswijk M.L., van Werkhoven E., van der Wal J.E. et al. Mapping of sentinel lymph node drainage using SPECT/CT to tailor elective nodal irradiation in head and neck cancer patients (SUSPECT-2): a single-center prospective trial. BMC Cancer. 2019;19(1):1110. DOI: 10.1186/s12885-019-6331-8.

31. Lawson G., Matar N., Nollevaux M.C., Jamart J., Krug B., Delos M. et al. Reliability of sentinel node technique in the treatment of N0 supraglottic laryngeal cancer. Laryngoscope. 2010;120:2213–2217. DOI: 10.1002/lary.21131.

32. Yoshimoto S., Hasegawa Y., Matsuzuka T., Shiotani A., Takahashi K., Kohno N. et al. Sentinel node biopsy for oral and laryngopharyngeal squamous cell carcinoma: a retrospective study of 177 patients in Japan. Auris Nasus Larynx. 2012;39(1):65–70. DOI: 10.1016/j.anl.2011.03.002.