Administration of additional inactive iodide during radioiodine therapy for Graves' disease

Summary

Aim: Graves' hyperthyroidism and antithyroid drugs empty the intrathyroid stores of hormones and iodine. The consequence is rapid ¹³¹I turnover and impending failure of radioiodine therapy. Can administration of additional inactive iodide improve ¹³¹I kinetics? Patients, methods: Fifteen consecutive patients, in whom the 48 h post-therapeutically calculated thyroid dose was between 150 and 249 Gy due to an unexpectedly short half-life, received 3 × 200 μg inactive potassium-iodide (¹²⁷I) daily for 3 days (Group A), while 17 consecutive patients with a thyroid dose of ≥ 250 Gy (Group B) served as the non-iodide group. 48 hours after ¹³¹I administration (M1) and 4 or 5 days later (M2) the following parameters were compared: effective ¹³¹I half-life, thyroid dose, total T3, total T4, ¹³¹I-activity in the T3- and T4-RIAs. Results: In Group A, the effective ¹³¹I half-life M1 before iodine (3.81 ± 0.93 days) was significantly (p <0.01) shorter than the effective ¹³¹I half-life M2 (4.65 ± 0.79 days). Effective ¹³¹I half-life M1 correlated with the benefit from inactive ¹²⁷I (r = –0.79): Administration of ¹²⁷I was beneficial in patients with an effective ¹³¹I half-life M1 of <3 or 4 days. Patients from Group A with high initial specific ¹³¹I activity of T3 and T4 showed lower specific ¹³¹I activity after addition of inactive iodine compared with patients from the same group with a lower initial specific ¹³¹I activity of T3 and T4 and compared with the patient group B who was given no additional inactive iodide. This correlation was mathematically described and reflected in the flatter gradient in Group A (y = 0.5195x + 0.8727 for ¹³¹I T3 and y = 1.0827x – 0.4444 for ¹³¹I T4) and steeper gradient for Group B (y = 0.6998x + 0.5417 for ¹³¹I T3 and y = 1.3191x – 0.2901 for ¹³¹I T4). Radioiodine therapy was successful in all 15 patients from Group A. Conclusion: The administration of 600 μg inactive iodide for three days during radioiodine therapy in patients with Graves' hyperthyroidism and an unexpectedly short half-life of <3 or 4 days was a safe and effective alternative to the administration of a second radioiodine capsule

Zusammenfassung

Ziel: Die Basedow Hyperthyreose und thyreostatische Medikamente führen zu einer intrathyreoidalen Iodverarmung. Die Konsequenz ist ein rascher ¹³¹I-Umsatz und eine geringere Erfolgswahrscheinlichkeit der Radioiodtherapie. Kann zusätzliches inaktives Iod die Iodkinetik verbessern? Patienten, Methode: Lag bei unerwartet kurzer ¹³¹I-Halbwertszeit die posttherapeutisch kalkulierte Schilddrüsendosis nach 48 h zwischen 150 und 249 Gy, erhielten 15 konsekutive Patienten drei Tage jeweils 3 × 200 μg Kaliumiodid-Tabletten (Gruppe A). 17 weitere konsekutive Patienten mit einer Schilddrüsendosis ≥250 Gy dienten als Gruppe ohne zusätzliches Iodid (Gruppe B). 48 Stunden nach der ¹³¹I Applikation (M1) und 4 oder 5 Tage später (M2) wurden folgende Parameter verglichen: effektive ¹³¹I-Halbwertszeit (HWZ), Schilddrüsendosis, Gesamt-T3, Gesamt-T4, ¹³¹I-Aktivität in den T3- und T4-RIAs. Ergebnisse: In Gruppe A war die effektive ¹³¹I-HWZ M1 vor Iodid (3,81 ± 0,93 Tage) signifikant (p <0,01) kürzer als die effektive ¹³¹I-HWZ M2 (4,65 ± 0,79 Tage). Dabei zeigte die effektive ¹³¹I-HWZ M1 eine gute Korrelation mit dem Effekt durch ¹²⁷I (–0,79); am meisten profitierten Patienten mit einer effektiven ¹³¹I HWZ M1 <3 oder 4 Tagen. Patienten aus Gruppe A mit initial hoher spezifischer ¹³¹I-Aktivität an T3 und T4 erfuhren nach Gabe von inaktivem Iod eine stärkere Senkung der spezifischen ¹³¹I-Aktivität verglichen mit Patienten aus der gleichen Gruppe aber initial niedrigerer spezifischer ¹³¹I-Aktivität und verglichen mit Patienten aus Gruppe B ohne zusätzliches inaktives Iodid. Diese Korrelation ließ sich mathematisch durch einen flacheren Kurvengradienten in Gruppe A (y = 0,5195x + 0,8727 für ¹³¹I T3 und y = 1,0827x – 0,4444 für ¹³¹I T4) und einen steileren Kurvengradienten in Gruppe B (y = 0,6998x + 0,5417 für ¹³¹I T3 und y = 1,3191x – 0,2901 für ¹³¹I T4) beschreiben. Die Radioiodtherapie war bei allen Patienten aus Gruppe A erfolgreich. Schlussfolgerung: Ist die HWZ während der Radioiodtherapie der Basedow- Hyperthyreose unerwartet kurz, bedeutet die Gabe von 600 μg inaktivem Iodid Über drei Tage eine sichere und effektive Alternative zur Gabe einer zweiten ¹³¹I-Therapiekapsel.

Keywords

Graves' disease - radioiodine therapy - dosimetry - half-life - iodide

Schlüsselwörter

Morbus Basedow - Radioiodtherapie - Dosimetrie - Halbwertszeit - Iodid

• References

• 1 Baczyk M, Junik R, Ziemnick K. et al. Iodine prophylaxis intensification: Influence on radioiodine uptake and activity of 131I used in the treatment of hyperthyroid patients with Graves' disease. Nuklearmedizin 2005; 44: 197-199.
• 2 Chiovato L, Fiore E, Vitti P. et al. Outcome of thyroid function in Graves' patients treated with radioiodine: role of thyroid-stimulating and thy- rotropin-blocking antibodies and of radioiodine- induced thyroid damage. J Clin Endocrinol Metab 1998; 83: 40-46.
• 3 Delange F, Dunn JT, Glinoer D. Requirements of iodine in humans. In: Delange F, Dunn JT, Glinoer D. (eds) lodine Deficiency in Europe. New York: Plenum Press; 1993: 5.
• 4 Dietlein M, Dressler J, Eschner W. et al. Verfahrensanweisung zum Radioiodtest (Version 2). Nuklearmedizin 2003; 42: 116-119.
• 5 Dietlein M, Dressler J, Grünwald F. et al. Leitlinie zur Radioiodtherapie bei benignen Schilddrüsenerkrankungen (Version 3). Nuklearmedizin 2004; 43: 217-220.
• 6 Dietlein M, Kobe C, Schmidt M. et al. The inciden- taloma of the thyroid: Over- or underuse of diagnostic procedure for an epidemiologic finding?. Nuklearmedizin 2005; 44: 213-224.
• 7 Dietlein M, Dederichs B, Kobe C. et al. Therapy for non-toxic multinodular goiter. Nuklearmedizin 2006; 45: 27-34.
• 8 Dunkelmann S, Neumann V, Staub U. et al. Results of a risk adapted and functional radioiodine therapy in Graves' disease. Nuklearmedizin 2005; 44: 238-242.
• 9 Gotthardt M, Stübinger M, Pansegrau J. et al. Decrease of 99mTc-uptake in autonomous thyroid tissue in Germany since the 1970s. Nuklearmedizin 2006; 45: 122-125.
• 10 Hao ST, Reasner II CA, Becker RA. Use of cold iodine in patients with Graves' disease. Observations from a clinical practice. Endocr Pract 2001; 7: 438-442.
• 11 Howarth D, Epstein M, Lan L. et al. Determination of the optimal minimum radioiodine dose in patients with Graves' disease: a clinical outcome study. Eur J Nucl Med 2001; 28: 1489-1495.
• 12 Jonckheer MH, Flamen P, Velkeniers B. et al. Radioiodine turnover studies as amean to predict stable intrathyroidal iodine stores and comments upon its use in the diagnosis and treatment of hyperthyroidism. Thyroid 1993; 3: 11-16.
• 13 Koch W, Rosa F, Knesewitsch P. et al. Guideline on radiation protection in medicine requires documentation of radioiodine therapy and follow-up: What are the benefits of an electronic database?. Nuklearmedizin 2005; 44: 49-55.
• 14 Marinelli LD, Quimby EH, Hine GJ. Dosage determination with radioactive isotopes. Am J Roentgenol 1948; 59: 260-281.
• 15 Meller B, von Hof K, Genina E. et al. Diagnostic 123I and 131I activities and radioiodine therapy. Nuklearmedizin 2005; 44: 243-248.
• 16 Meller B, Haase A, Seyfarth M. et al. Reduced radioiodine uptake at increased iodine intake and 131I-induced release of "cold" iodine stored in the thyroid. Nuklearmedizin 2005; 44: 137-142.
• 17 Pfannenstiel P, Hotze L-A, Saller B. Schilddrüsenkrankheiten. Diagnose und Therapie. Berlin: Berliner Medizinische Verlagsanstalt; 1999: 21-36.
• 18 Reiners Chr, Hänscheid H, Lassmann M. et al. X-ray fluorescence analysis (XFA) of thyroidal iodine content (TIC) with an improved measuring system. Exp Clin Endocrinol Diabetes 1997; 106 (Supp 3) 31-33.
• 19 Richtlinie Strahlenschutz in der Medizin 2002. Richtlinie nach der Verordnung über den Schutz vor Schäden durch ionisierende Strahlen (Strahlenschutzverordnung - StrlSchV). Ausgabe mit ausführlichem Erläuterungsteil 5. Aufl./. Kemmer W, Michalczak H. Berlin: H. Hoffmann; 2003: 49-58.
• 20 Rink T, Bormuth F-J, Schroth H-J. et al. Spectro- metric assessment of thyroid depth within the radioiodine test. Nuklearmedizin 2005; 44: 192-196.
• 21 Sabri O, Schulz G, Zimny M. et al. Bestimmung von Einflussgrößen für den Erfolg der Radioiodtherapie bei Patientenmit Morbus Basedow. Nuklearmedizin 1998; 37: 83-89.
• 22 Sabri O, Zimny M, Schreckenberger M. et al. Characteristics of radioiodine therapy failures in Graves' disease. Nuklearmedizin 2001; 40: 1-6.
• 23 Schaffhauser K, Hänscheid H, Rendl J. et al. Intra- thyroidal iodine concentration after application of non-ionic contrast media with and without prophylactic application of perchlorate. Nuklear- medizin 2005; 44: 143-148.
• 24 Urbannek V, Schmidt M, Moka D. et al. Influence of iodine application during radioiodine therapy in case of impending therapy failure. Nuklearmedizin 2000; 39: 108-112.
• 25 Vogt H, Wengenmair H, Kopp J. et al. Radioiodine therapy for combined disseminated and nodular thyroid autonomy. Nuklearmedizin 2006; 45: 101-104.
• 26 Walter MA, Christ-Crain M, Müller B. et al. Radioiodine uptake and thyroid hormone levels on or off simultaneous carbimazole medication: A prospective paired comparison. Nuklearmedizin 2005; 44: 33-36.
• 27 Weber K, Wellner U, Voth E. et al. Influence of stable iodine on the uptake of the thyroid - model versus experiment. Nuklearmedizin 2001; 40: 31-37.
• 28 Wellner U, Alef K, Schicha H. Der Einfluss physiologischer und pharmakologischer Iodmengen auf den Iod-131-Uptake der Schilddrüse - eine Modellrechnung. Nuklearmedizin 1996; 35: 251-263.
• 29 Zöphel K, Wunderlich G, Kopprasch C. et al. Prä- diktiver Wert der Thyreotropinrezeptor-Anti- körper bei Bestimmung im TRAK-human-Assay der zweiten Generation nach Radioiodtherapie des Morbus Basedow. Nuklearmedizin 2003; 42: 63-70.