Nuklearmedizinische Diagnostik in der Neuroonkologie

Werbung
Nuklearmedizinische Bildgebung
© Schattauer 2009
Nuklearmedizinische Diagnostik
in der Neuroonkologie
K.-J. Langen1; M. Weckesser2; D. Pauleit1; J. Steiger3
1Institut
für Neurowissenschaften und Medizin, Forschungszentrum Jülich; 2Nuklearmedizinische Klinik und Poliklinik,
Universität Münster; 3Neurochirurgische Klinik des Universitätsklinikums Düsseldorf
Keywords
Schlüsselwörter
PET, SPECT, Hirntumoren
Refractory PET, SPECT, brain tumors
Zusammenfassung
Summary
Die Beurteilung der Ausdehnung von Hirntumoren, die Abschätzung der Prognose und die
Rezidivdiagnostik stellen auch im Zeitalter
der Magnetresonanztomografie (MRT) noch
wichtige Herausforderungen in der neuroonkologischen Diagnostik dar. Nuklearmedizinische Verfahren unter Verwendung der Positronen-Emissions-Tomografie (PET) und SinglePhotonen-Emissions-Computertomografie
(SPECT) können einen wesentlichen Beitrag
leisten. So ermöglichen die PET und SPECT mit
radioaktiv markierten Aminosäuren eine optimierte Darstellung der Ausdehnung von zerebralen Gliomen, was bei der Probeentnahme,
der Planung einer Operation und einer Bestrahlung hilfreich sein kann. Außerdem können mit verschiedenen Tracern Tumorrezidive
von posttherapeutischen Veränderungen besser differenziert werden sowie Hinweise auf
den Malignitätsgrad und die Prognose von
Hirntumoren gewonnen werden.
The diagnostic assessment of tumor extent,
grading and detection of recurrence of brain
tumors remains a challenge in the era of magnetic resonance imaging (MRI). Positron
emission tomography (PET) and single photon
emission computed tomography (SPECT) may
provide relevant additional information which
allow more accurate diagnostics in unclear
situations. Especially, PET and SPECT studies
using radiolabeled amino acids offer a better
delineation of cerebral gliomas which helps to
guide biopsies, to plan surgical interventions
and radiation therapy. Additionally, several
radiotracers help to differentiate tumor recurrence from unspecific post-therapeutic
changes in brain tissue and provide information on histological grading and prognosis of
brain tumors.
Korrespondenzadresse
Prof. Dr. med. Karl-Josef Langen
Institut für Neurowissenschaften und Medizin
Forschungszentrum Jülich
Leo-Brandt-Str., 52425 Jülich
Tel. 02461/61-5900, Fax -8261
[email protected]
Nuclear medicine diagnostics in neurooncology
Nervenheilkunde 2009; 28: 683–688
Eingegangen am: 10. Juni 2009;
angenommen am: 07. Juli 2009
Für die Diagnose und Differenzialdiagnose
hirneigener Tumoren wird heute aufgrund
des hohen Weichteilkontrastes in erster Linie
die Magnetresonanztomografie (MRT) eingesetzt. Die Computertomografie (CT)
kommt weiterhin bei fehlendem Zugang zur
MRT und als Notfalluntersuchung zur Anwendung. Außerdem ist die CT von Bedeutung, wenn eine optimale Darstellung der
knöchernen Strukturen erforderlich ist und
Kontraindikationen gegen eine MRT bestehen. Nuklearmedizinische Verfahren spielen
eine zunehmende Rolle als ergänzende Diagnostik zu den morphologisch orientierten
Verfahren. Sie bieten ein ausgezeichnetes Potenzial, zusätzliche Informationen über die
Stoffwechseleigenschaften
intrakranieller
Raumforderungen zu gewinnen. So kann z. B.
eine bessere Abgrenzung eines zerebralen
Glioms vom umgebenden Ödem oder eine
Differenzierung eines Tumorrezidivs von
posttherapeutischen Veränderungen im Bereich pathologischer Kontrastmittelanreicherungen im MRT erreicht werden.
Die Anzahl der wissenschaftlichen Anwendungen und Publikationen mit nuklearmedizinischen Bildgebungsverfahren ist in
den letzten Jahrzehnten enorm angestiegen
und eine Übersicht über die vielfältigen
Entwicklungen und Ansätze im Bereich
der Hirntumordiagnostik ist nur in einem
begrenzten Rahmen sinnvoll. Diese Übersichtsarbeit konzentriert sich deshalb auf
die am häufigsten verwendeten PositronenEmissions-Tomografie-(PET-) und SinglePhotonen-Emissions-Computertomografie(SPECT-)Tracer und die Indikationen, bei
denen nuklearmedizinische Verfahren heute
in der Hirntumordiagnostik einen relevanten
Beitrag leisten können (!Tab. 1).
Radiotracer für die Hirntumordiagnostik mit PET
Der in der Tumordiagnostik am häufigsten
verwendete PET-Tracer ist 18F-Fluordeoxyglukose (FDG). FDG wird in Tumorzellen sowohl aufgrund einer vermehrten Expression
von Glukosetransportern als auch aufgrund
eines gesteigerten Glukosemetabolismus angereichert (7). In zerebralen Gliomen korreliert die FDG-Anreicherung mit dem Malignitätsgrad der Tumore sowie der Prognose
der Patienten. Bei niedriggradigen Gliomen
kann die FDG-PET frühzeitig eine Entdifferenzierung des Tumors detektieren und den
Zeitpunkt für den Einsatz aggressiver Therapien determinieren (2). Aufgrund des hohen
Glukosestoffwechsels im normalen Hirngewebe, insbesondere in der grauen Substanz,
ist eine Differenzierung von Tumor und intaktem Hirngewebe mit der FDG-PET allerdings schwierig (!Abb. 1). Problematisch
sind auch häufige unspezifische Anreicherungen z. B. in Entzündungszellen, die einen
Nervenheilkunde 10/2009
Downloaded from www.nervenheilkunde-online.de on 2017-10-31 | IP: 88.99.70.242
For personal or educational use only. No other uses without permission. All rights reserved.
683
684
K.-J. Langen et al.: Neuroonkologie
Tab. 1 Wichtige nuklearmedizinische Tracer für die Diagnostik von Hirntumoren
Tracer
Abkürzung
Funktion
Methode
Review
18
F-Fluordeoxyglukose
FDG
Glukosemetabolismus
PET
2, 7, 22
11
C-Methionin
MET
Aminosäuretransport
PET
24, 31, 50
18F-Fluorethyltyrosin
FET
Aminosäuretransport
PET
29, 31, 32
18F-Fluor-DOPA
FDOPA
Aminosäuretransport
PET
2
18
F-Fluorthymidin
FLT
Proliferation
PET
1, 23
18
F-Fluormisonidazol
FMISO
Hypoxie
PET
4
68
Ga-DOTATOC
DOTATOC
Somatostatinrezeptoren
PET
19
11C-Raclopride
D2R
D2-Rezeptoren
PET
6
201Tl-Chlorid
Tl
Na/K-ATPase
SPECT
48
99m
MIBI
mitochondriale Membranpotenziale
SPECT
48
99m
Tc-Tetrofosmin
TF
mitochondriale Membranpotenziale
SPECT
48
123
I-α-Methyltyrosin
IMT
Aminosäuretransport
SPECT
24, 28
123
I-Phenylalanin
IPA
Aminosäuretransport
SPECT
16
123I-IBZM
IBZM
D2-Rezeptoren
SPECT
6
111In-Octreotid
Octreoscan
Somatostatinrezeptoren
SPECT
34
Tc-MIBI
Einsatz der FDG-PET in der Differenzial- und
Rezidivdiagnostik schwierig machen (2, 46).
Neben FDG werden in der PET seit vielen
Jahren radioaktiv markierte Aminosäuren erfolgreich zur Erfassung des Stoffwechsels von
Hirntumoren eingesetzt (24). Die vermehrte
Aufnahme von Aminosäuren in Hirntumoren ist im Wesentlichen durch einen gesteigerten Transport und nicht durch eine vermehrte Proteinsynthese bedingt (29). Da die
Aufnahme von Aminosäuren im normalen
Hirngewebe relativ gering ist, können insbesondere zerebrale Gliome mit hohem Kontrast im Vergleich zum gesunden Gewebe abgegrenzt werden. Die am häufigsten eingesetzte Aminosäure für PET-Untersuchungen
von Hirntumoren ist 11C-Methyl-L-methionin (MET). Die MET-PET hat sich für die Beurteilung der Tumorausdehnung von zerebralen Gliomen im Vergleich zur CT und
MRT als sehr aussagekräftig erwiesen (24, 31,
50). Die Anwendung von MET ist wegen der
kurzen Halbwertszeit von 11C mit 20 Minuten
auf wenige Zentren mit eigenem Zyklotron
beschränkt. 18F-markierte Aminosäuren können hingegen über größere Distanzen transportiert werden und ermöglichen einen breiteren Einsatz in der klinischen Diagnostik.
Am besten evaluiert ist zurzeit die Aminosäure O-(2-18F-Fluorethyl)-L-tyrosin (FET)
(28–32).
PET-Untersuchungen des regionalen
Blutflusses und des Sauerstoffmetabolismus
von Hirntumoren mit 15O-markierten Tracern haben sich für klinische Fragestellungen
als wenig aussagekräftig erwiesen (8). Als
Proliferationsmarker zeigt 18F-3′-Deoxy3′-fluorthymidin (FLT) in zerebralen Gliomen eine bessere Korrelation mit Malignitätsgrad und Prognose als die FDG-Anreicherung (1). FLT reichert sich jedoch nur in
Arealen an, die in der MRT eine Kontrastmittelanreicherung aufweisen (1, 23). Deshalb
werden Tumoranteile mit intakter Blut-HirnSchranke und niedriggradigen Gliomen in
der FLT-PET nicht dargestellt. Mit 18F-Fluormisonidazol können hypoxische Areale in zerebralen Gliomen erfasst werden (4). Die Bedeutung der Tumorhypoxie für den Erfolg einer Strahlentherapie von Hirntumoren wird
zurzeit erforscht. Zur Differenzierung von
Hypophysenadenomen haben sich Dopamin-D2-Rezeptorliganden wie 11C-Racloprid
als hilfreich erwiesen (6). Für die Rezidivdiagnostik und Therapiekontrolle von Meningiomen eignen sich sowohl FDG als auch Soma-
tostatin-Rezeptor-Liganden, wobei diese insbesondere zur Abgrenzung einer Infiltration
der Schädelbasis geeignet sind (19). 68GaDOTATOC zeigt bei Somatostatinrezeptor
exprimierenden Tumoren eine besonders gute räumliche Auflösung und einen hohen
Kontrast. Der Nachweis dieser Rezeptoren gelingt auch in kindlichen Hirntumoren, insbesondere in Medulloblastomen. Auch die
Anreicherung von 11C-Cholin zeigte bei Gliomen eine gute Korrelation mit dem Malignitätsgrad, die Substanz wird jedoch wie FLT
ausschließlich im Bereich von Störungen der
Blut-Hirn-Schranke aufgenommen (35).
Verschiedene radioaktiv markierte Chemotherapeutika wie z. B. 11C-Temozolomid werden eingesetzt, um Informationen über den
Metabolismus und die Pharmakokinetik der
Substanzen in Hirntumoren zu gewinnen
(47). Interessante Perspektiven bietet auch
die Anwendung von spezifischen Substraten
der Herpes-Simplex-Virus Typ-1 Thymidinkinase (HSV-1-TK) wie z. B. 124I-FIAU. Diese
Tracer erlauben eine nicht invasive Bestimmung der vektorinduzierten Expression des
HSV-1-TK-Gens in Tumoren im Rahmen der
Gentherapie (21).
Radiotracer für die Hirntumordiagnostik mit SPECT
Das Spektrum der Tracer, die für die Hirntumordiagnostik mit der SPECT eingesetzt
werden können, ist im Vergleich zur PET relativ klein. So kommen bei der Diagnostik von
Hirntumoren insbesondere die Tracer 201Tl,
99m
Tc-Sestamibi, 99mTc-Tetrofosmin zur Anwendung, die als Perfusionsmarker für die
Myokardszintigrafie entwickelt wurden und
hauptsächlich dort verwendet werden (48).
Die gesteigerte Aufnahme dieser Tracer in
Hirntumoren wird durch verschiedene Mechanismen beeinflusst. Bei 201Tl sind der
Blutfluss, die Zellviabilität und die Aktivität
der Na/K-ATPase von Bedeutung, bei 99mTcSestamibi und bei 99mTc-Tetrofosmin spielen
neben dem Blutfluss mitochondriale Membranpotenziale, der Tumorstoffwechsel und
die Angiogenese eine Rolle (48). Diese Tracer
werden im normalen Hirngewebe nicht angereichert und zeigen nur in Bereichen mit gestörter Blut-Hirn-Schranke eine vermehrte
Aufnahme. Andererseits führt eine Störung
der Blut-Hirn-Schranke nicht zwangsläufig
Nervenheilkunde 10/2009
© Schattauer 2009
Downloaded from www.nervenheilkunde-online.de on 2017-10-31 | IP: 88.99.70.242
For personal or educational use only. No other uses without permission. All rights reserved.
K.-J. Langen et al.: Neuroonkologie
zu einer Mehranreicherung dieser Tracer. Die
Anreicherung in Strahlennekrosen ist gering,
sodass diese von Tumorrezidiven relativ gut
unterschieden werden können. In zerebralen
Gliomen korreliert die Anreicherung dieser
Tracer mit dem Malignitätsgrad der Tumore
sowie der Prognose der Patienten. Bei 99mTcSestamibi und 99mTc-Tetrofosmin wird die
Diagnostik durch eine vermehrte Traceranreicherung im Bereich des Plexus Chorioideus beeinträchtigt, die bei 201Tl nicht beobachtet wird.
Für die SPECT stehen auch Aminosäuren
wie 123I-α-Methyltyrosin (IMT) und
p-123I-Iod-L-phenylalanin (IPA) zur Verfügung, welche ein ähnliches Potenzial wie
die Aminosäure-PET aufweisen (16, 28). Die
geringere räumliche Auflösung der SPECT im
Vergleich zur PET ist in der Praxis aber ein
Nachteil. Durch Hybridsysteme (SPECT-CT)
können pathologische Traceranreicherungen
anatomisch genauer zugeordnet werden (48).
Zur Diagnostik von Hypophysenadenomen
werden analog zur PET Dopamin-D2-Rezeptorliganden wie 123I-IBZM und 123I-Epideprid für die SPECT eingesetzt (6). Als Somatostatin-Rezeptorligand für die Rezidivdiagnostik und Therapiekontrolle von Meningiomen und Medulloblastomen mit der
SPECT befindet sich 111In-Octreotid in der
klinischen Evaluierung (34).
Klinische Einsatzgebiete
Abb. 1 Patient mit einem histologisch gesicherten anaplastischen Astrozytom WHO-Grad-III: Im
T1-gewichteten MRT nach Kontrastmittelgabe (links) inhomogener Prozess mit zwei kleinen punktförmigen Anreicherungen in der rechten Hemisphäre. Die T2-gewichtete Sequenz zeigt eine diffuse ausgedehntere Hyperintensität. Die FDG-PET ergibt im Bereich der gesamten Hirnveränderungen eine Verminderung der Glukoseaufnahme. Nur in der FET-PET gelingt eine metabolisch differenzierte Darstellung des Tumorgewebes.
Abb. 2 Patient mit initialem Verdacht auf ein niedriggradiges Gliom im MRT. Am linken Seitenventrikel-Hinterhorn kommt bei einer Verlaufskontrolle ein FET-speicherndes Areal zur Darstellung. Die anschließende Operation ergab in diesem Bereich ein anaplastisches Astrozytom WHO-Grad-III. Das
T1-gewichtete MRT nach Kontrastmittelgabe (links) sowie das T2-gewichtete Bild (Mitte) erlauben keine Differenzierung des anaplastischen Tumorgewebes vom umgebenden Gewebe.
Primärdiagnostik von Hirntumoren
Mit der MRT können die meisten Hirntumore frühzeitig erfasst und anhand der Binnenstruktur gut charakterisiert werden (9). Bei
inhomogenen Gliomen bietet die MRT allerdings oft nur eingeschränkte Hinweise auf die
tatsächliche Ausdehnung des Tumors und
stark proliferierende Tumoranteile, insbesondere bei fehlender Kontrastmittelaufnahme. Die Gewinnung repräsentativer Gewebsproben ist für die Beurteilung des Tumortyps, der Prognose und die weitere Therapieplanung von entscheidender Bedeutung. In zahlreichen Studien konnte anhand
von Probebiopsien bzw. anhand des Operationsbefundes nachgewiesen werden, dass
PET-Untersuchungen mit radioaktiv markierten Aminosäuren die Ausdehnung von
zerebralen Gliomen genauer erfassen können
als die MRT oder die CT (24, 31, 50). Am besten validiert sind diesbezüglich die Aminosäuren MET und FET (26, 36). Des Weiteren
konnte in mehreren Studien nachgewiesen
werden, dass die Aminosäure-PET hervorragend geeignet ist, um innerhalb eines heterogenen Glioms die Regionen mit ausgeprägten anaplastischen Veränderungen zur Planung der Biopsie zu identifizieren (13, 37).
Beispiele der differenten Darstellung der Tumorausdehnung in der FET-PET und MRT
bei inhomogenen anaplastischen Astrozytomen WHO-Grad-III und die Vorteile der
Aminosäure-PET zur Definition eines Biopsieortes sind in den !Abbildungen 1 und 2
dargestellt.
Bei unklaren Primärherden ist die Aussagekraft nuklearmedizinischer Verfahren
zur weiteren Differenzierung begrenzt, sodass nicht auf eine Biopsie verzichtet werden
kann. Eine vermehrte Anreicherung von
201
Tl, 99mTc-MIBI und 99mTc-Tetrofosmin in
der SPECT ist hinweisend auf einen malignen
Prozess, eine Differenzierung zwischen niedriggradigen Tumoren und benignen Läsionen ist jedoch nicht möglich (48). Dies gilt
auch für die Anreicherung von FDG, radioaktiven Aminosäuren und Proliferationstracern
(20, 30). So wurde über eine perifokale Aufnahme von MET bei Hämatomen und Ischämien berichtet sowie auch in Einzelfällen
über eine vermehrte MET- und FET-Aufnahme in Hirnabszessen und in Entmarkungsherden (31). Zur Beurteilung unklarer Hirnläsionen kann die Kombination der Aminosäure-PET mit der 1H-Magnetresonanzspek-
© Schattauer 2009
Nervenheilkunde 10/2009
Downloaded from www.nervenheilkunde-online.de on 2017-10-31 | IP: 88.99.70.242
For personal or educational use only. No other uses without permission. All rights reserved.
685
686
K.-J. Langen et al.: Neuroonkologie
Gewebe zu vermeiden. Darüber hinaus verspricht die Bewertung von zerebralen Gliomen mit Aminosäuren eine verbesserte Planung sowohl des chirurgischen Eingriffs als
auch der Strahlentherapie. Erste Untersuchungen deuten darauf hin, dass der Einsatz der Aminosäure-Bildgebung bei der Bestrahlungsplanung von zerebralen Gliomen
im Vergleich zur konventionellen Planung zu
einer Verlängerung der Überlebenszeiten der
Patienten führt (15).
Graduierung von Gliomen
und Prognose
Abb. 3 Patient mit einem Glioblastom WHO-Grad-IV. In der ersten Kontrolle nach der Operation
(oberste Reihe) zeigt sich im FET-PET ein Resttumor an der Resektionshöhle, der im MRT keine Kontrastmittelanreicherung zeigt und nicht zu identifizieren ist. Nach Radiatio und Chemotherapie mit Temozolomid findet sich zwei Monate später (mittlere Reihe) im MRT eine „scheinbare“ Progredienz mit vermehrter KM-Anreicherung, während die FET-PET einen rückläufigen Befund zeigt. Eine weitereVerlaufskontrolle nach drei Monaten (untere Reihe) bestätigt dann das gute Ansprechen der Therapie und die
Regredienz des Tumors.
troskopie (MRS) die diagnostische Genauigkeit steigern (10).
Die FDG-PET ist aufgrund der hohen Traceraufnahme im normalen Kortex zur Darstellung der Tumorausdehnung von Gliomen
nicht geeignet (!Abb. 1), kann jedoch bei
hochgradigen Gliomen ebenfalls zur Auffindung eines optimalen Biopsieortes beitragen
Sensitivität
(%)
(22, 37). Auch die 201Tl-SPECT kann bei
hochgradigen Gliomen die Biopsieplanung
erleichtern (17).
Somit trägt neben der FDG-PET und der
201
Tl-SPECT die Diagnostik mit radioaktiv
markierten Aminosäuren zu einer verbesserten Steuerung der Biopsien bei und hilft,
Fehlbiopsien aus unspezifisch verändertem
Spezifität
(%)
Literatur
18
F-FDG-PET
84
50
52
11
C-MET-PET
79 bis 89
70 bis 100
52
93
44
100
27
18F-FET-PET
100
123I-IMT-SPECT
78 bis 95
201
88
76
14
99mTc-MIBI-SPECT
Tl-SPECT
90
91
43
MRI
94
50
44
Tab. 2
Sensitivität und Spezifität bei der Differenzierung Tumorrezidiv /Radionekrose
Bezüglich der Graduierung von Hirntumoren werden sowohl für die FDG-PET als auch
für die SPECT-Untersuchungen mit 201Tl,
99m
Tc-Sestamibi und 99mTc-Tetrofosmin signifikante Unterschiede der Traceranreicherung bei Tumoren verschiedener Malignitätsgrade berichtet (5, 51). Die Tumor/HirnQuotienten zeigen jedoch bei den verschiedenen Malignitätsgraden einen deutlichen
Überlappungsbereich, sodass eine zuverlässige Aussage im Einzelfall nicht möglich ist. Des
Weiteren korreliert die Anreicherung der genannten Tracer mit der Prognose von Patienten mit zerebralen Gliomen (25, 49). Da die
Prognose der Patienten jedoch von vielen
Faktoren beeinflusst wird, ist auch hier eine
verlässliche Aussage im Einzelfall schwierig.
Bei den Aminosäure-Tracern weisen die
Tumor/Hirn-Quotienten
verschiedener
WHO-Grade in den meisten Studien eine
stärkere Überlappung auf als bei den vorgenannten Tracern (31). Neuere Untersuchungen berichten über Unterschiede in
der Kinetik der FET-Anreicherung in Abhängigkeit vom Tumorgrad, die eine bessere Differenzierung von niedriggradigen und hochgradigen Gliomen erlaubt (40, 42, 54). Das
diagnostische Potenzial der dynamischen
FET-PET zur Differenzierung des Malignitätsgrades von zerebralen Gliomen erreicht
mit einer Sensitivität und Spezifität von ca.
90% ein hohes Niveau.
Bezüglich der prognostischen Bedeutung
der Aminosäureuntersuchungen bei zerebralen Gliomen sind die Ergebnisse insgesamt
kontrovers, jedoch zeichnet sich als klinisch
relevante Indikation die Beurteilung der
Prognose von Patienten mit niedriggradigen
Gliomen ab (31). Eine Studie mit der MET-
Nervenheilkunde 10/2009
© Schattauer 2009
Downloaded from www.nervenheilkunde-online.de on 2017-10-31 | IP: 88.99.70.242
For personal or educational use only. No other uses without permission. All rights reserved.
K.-J. Langen et al.: Neuroonkologie
Tab. 3 Beitrag nuklearmedizinischer Verfahren in der Diagnostik von zerebralen Gliomen; ++ hohe
diagnostische Aussagekraft, + eingeschränkte Aussagekraft, – nicht geeignet, *verbesserte Diagnostik durch den Einsatz der dynamischen FET-PET
FDG
Aminosäuren
(MET, FET, IMT, FDOPA)
MIBI, TL, TF
FLT
Tumorausdehnung
–
++
–
–
Biopsieführung
+
++
+
+
Graduierung
++
+(++)*
++
++
Prognose
++
+
++
++
Rezidivdiagnostik
–
++
+
+
Therapiekontrolle
–
++
+
++
PET bei Patienten mit niedriggradigen Gliomen konnte nachweisen, dass diese Patienten
erst dann von einem operativen Eingriff profitierten, wenn eine vermehrte Aminosäureanreicherung nachweisbar war (45). In einer
prospektiven Studie erwiesen sich die FETAnreicherung und das Muster einer diffusen
bzw. umschriebenen Tumordarstellung in
der MRT als sehr aussagekräftig, um niedriggradige Gliome mit günstiger Prognose von
solchen mit einer ungünstigen Prognose zu
differenzieren (11).
Rezidivdiagnostik
Die Unterscheidung eines Gliomrezidivs von
posttherapeutischen Veränderungen kann
mit der konventionellen MRT schwierig sein.
So weist die konventionelle MRT bei der Differenzierung zwischen einem Rezidiv und
unspezifischen posttherapeutischen Veränderungen zwar eine hohe Sensitivität, jedoch nur eine geringe Spezifität von ca. 50%
auf (44). Die FDG-PET ist mit einer Spezifität
von 50% ebenfalls ungeeignet (52). Hohe
Spezifitäten (90 bis 100%) bei der Differenzierung von Rezidiv und Radionekrose werden für die FET-PET (44), für die IMTSPECT (27) und für die 99mTc-SestamibiSPECT (33) berichtet. Für 99mTc-Tetrofosmin
ist die Datenlage noch unzureichend. Die
MET-PET zeigt zwar im Falle einer geringen
Traceranreicherung im suspekten Areal einen
hohen Vorhersagewert zum Ausschluss eines
Rezidivs, allerdings ist eine vermehrte Anreicherung weniger spezifisch für ein Tumorrezidiv (Spezifität 75%) (52). Die Spezifität der
201
Tl-SPECT scheint bei dieser Fragestellung
mit ca. 75% ebenfalls relativ niedrig zu sein
(14). Im direkten Vergleich erwies sich die
IMT-SPECT der 99mTc-Sestamibi-SPECT
überlegen (18). Auch im Vergleich zur
1
H-MRS zeigte die IMT-SPECT etwas bessere
Ergebnisse (38). Somit zeigen die IMT-SPECT
und die FET-PET bei dieser Fragestellung eine
hohe diagnostische Aussagekraft (!Tab. 2).
Therapiemonitoring
Bei der MRT und der CT werden durch die
Beobachtung von Größenveränderungen
oder Veränderungen in der Kontrastmittelanreicherung Rückschlüsse auf das Ansprechen eines Tumors gezogen. Leider ist die Anzahl der Studien zur Bedeutung frühzeitiger
Veränderungen der Traceranreicherung für
das Ansprechen eines Tumors und die Prognose noch begrenzt. Für 201Tl und 99mTc-Sestamibi-SPECT wird in einzelnen Studien
über ein hohes Potenzial zur frühzeitigen Erfassung von Therapieeffekten in Gliomen berichtet, die mit dem Ansprechen des Tumors
korrelieren (43, 53) während die FDG-PET
wenig geeignet erscheint (46).
Mehrere Studien berichteten, dass bei
Gliomen eine Reduktion der MET-Aufnahme ein Ansprechen des Tumors auf die Therapie vorhersagt (12, 22, 50). Ähnliche Ergebnisse werden auch für die FET-PET berichtet
(39, 41). Ein Beispiel für das Therapiemonitoring bei einem Glioblastom mit der FETPET ist in !Abbildung 3 dargestellt. Ein hoher Vorhersagewert wurde auch mit der FLTPET bei der Therapie von rezidivierenden
Glioblastomen mit Bevacizumab und Irinotecan beobachtet (3).
Fazit für die Praxis
Die Diagnostik hirneigener Tumoren ist auch
im Zeitalter der MRT mit Problemen behaftet, die durch den ergänzenden Einsatz nuklearmedizinischer Verfahren verbessert
werden kann. Die besten Daten bietet die Diagnostik mit radioaktiv markierten Aminosäuren. Sie ermöglicht eine spezifischere
Darstellung der Ausdehnung des soliden
Gliomgewebes, welche bei der Planung einer Biopsie, eines neurochirurgischen Eingriffs und einer Bestrahlung überzeugende
Vorteile bietet. Des Weiteren können Tumorrezidive von posttherapeutischen Veränderungen mit hoher Spezifität differenziert,
wertvolle prognostische Informationen bei
niedriggradigen Gliomen gewonnen und
Therapieeffekte frühzeitig beurteilt werden.
Bei der Abklärung unklarer Hirnläsionen
kann durch die Kombination der Aminosäure-Diagnostik mit der 1H-MRS eine hohe Genauigkeit erreicht werden.
Die Aufnahme der SPECT Tracer 201Tl,
99m
Tc-Sestamibi, 99mTc-Tetrofosmin sowie
die FDG-PET zeigen eine Korrelation mit dem
Grading und der Prognose zerebraler Gliome, die jedoch im klinischen Entscheidungsprozess keinen wesentlichen Zugewinn erbringen. Im Bezug auf die Erkennung von Rezidiven sind die Aminosäuren diesen Tracern
überlegen. Der Einsatz radioaktiv markierter
Aminosäuren bietet somit zurzeit die wichtigste nuklearmedizinische Perspektive, um
eine Optimierung der Hirntumordiagnostik
zu erreichen.
Literatur
1. Chen W et al. Imaging proliferation in brain tumors
with 18F-FLT PET: comparison with 18F-FDG. J
Nucl Med 2005; 46: 945–952.
2. Chen W. Clinical applications of PET in brain tumors. J Nucl Med 2007; 48: 1468–1481.
3. Chen W, Delaloye S, Silverman DH et al. Predicting
treatment response of malignant gliomas to bevacizumab and irinotecan by imaging proliferation
with [18F] fluorothymidine positron emission tomography: a pilot study. J Clin Oncol 2007; 25:
4714–4721.
4. Cher LM et al. Correlation of hypoxic cell fraction
and angiogenesis with glucose metabolic rate in
gliomas using 18F-fluoromisonidazole, 18F-FDG
PET, and immunohistochemical studies.J Nucl Med
2006; 47: 410–418.
5. Choi JY et al. Brain tumor imaging with 99mTctetrofosmin: comparison with 201Tl, 99mTc-MIBI,
© Schattauer 2009
Nervenheilkunde 10/2009
Downloaded from www.nervenheilkunde-online.de on 2017-10-31 | IP: 88.99.70.242
For personal or educational use only. No other uses without permission. All rights reserved.
687
688
K.-J. Langen et al.: Neuroonkologie
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
and 18F-fluorodeoxyglucose. J Neurooncol 2000; 46:
63–70.
De Herder WW et al. Diagnostic imaging of dopamine receptors in pituitary adenomas. Eur J Endocrinol 2007; 156 Suppl 1: S53–56.
Del Sole A et al. Anatomical and biochemical investigation of primary brain tumours. Eur J Nucl Med
2001; 28: 1851–1872.
Derlon JM. The in vivo metabolic investigation of
brain gliomas with positron emission tomography.
Adv Tech Stand Neurosurg 1998; 24: 41–76.
Ernst S. Hirntumoren. In: Heindel W, Kugel H,
Lackner K (eds). Rationelle MR-Untersuchungstechniken. Stuttgart: Thieme 1997; 3–7.
Floeth F et al. Multimodal metabolic imaging of
cerebral gliomas using positron emission tomography with [18F]-fluoroethyl-l-tyrosine and
magnetic resonance spectroscopy. J Neurosurgery
2005; 102: 318–327.
Floeth FW et al. Prognostic value of O-(2-18F-fluoroethyl)-L-tyrosine PET and MRI in low-grade
glioma. J Nucl Med 2007; 48: 519–527.
Galldiks N et al. Use of 11C-methionine PET to
monitor the effects of temozolomide chemotherapy
in malignant gliomas. Eur J Nucl Med Mol Imaging
2006; 33: 516–524.
Goldman S et al. Regional methionine and glucose
uptake in high-grade gliomas: A comparative study
on PET-guided stereotactic biopsy. J Nucl Med
1997; 38: 1459–1462.
Gomez-Rio M et al. 201Tl-SPECT in low-grade gliomas: diagnostic accuracy in differential diagnosis
between tumour recurrence and radionecrosis. Eur
J Nucl Med Mol Imaging 2004; 31: 1237–1243.
Grosu AL et al. Reirradiation of recurrent highgrade gliomas using amino acid PET(SPECT)/CT/
MRI image fusion to determine gross tumor volume for stereotactic fractionated radiotherapy. Int J
Radiat Oncol Biol Phys 2005; 63: 511–519.
Hellwig D et al. Intra-individual comparison of
p-[123I]-iodo-L-phenylalanine and L-3-[123I]-iodoalpha-methyl-tyrosine for SPECT imaging of gliomas. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2008; 35: 24–31.
Hemm S et al. Stereotactic coregistration of 201Tl
SPECT and MRI applied to brain tumor biopsies. J
Nucl Med 2005; 46: 1151–1157.
Henze M et al. PET and SPECT for detection of
tumor progression in irradiated low-grade astrocytoma: a receiver-operating-characteristic analysis. J
Nucl Med 2004; 45: 579–586.
Henze M et al. Characterization of 68Ga-DOTAD-Phe1-Tyr3-octreotide kinetics in patients with
meningiomas. J Nucl Med 2005; 46: 763–769.
Herholz K et al. 11C-methionine PET for differential
diagnosis of low-grade-gliomas. Neurology 1998;
50: 1316–1322.
Jacobs AH et al. Positron-emission tomography of
vector-mediated gene expression in gene therapy
for gliomas. Lancet 2001; 358(9283): 727–729.
22. Jacobs AH et al. Imaging in neurooncology. NeuroRx 2005; 2: 333–347.
23. Jacobs AH et al. 18F-fluoro-L-thymidine and
11C-methylmethionine as markers of increased
transport and proliferation in brain tumors. J Nucl
Med 2005; 46: 1948–1958.
24. Jager PL et al. Radiolabeled amino acids: basic aspects and clinical applications in oncology. J Nucl
Med 2001; 42; 432–445.
25. Kaschten B et al. Preoperative evaluation of 54 gliomas by PET with fluorine-18-fluorodeoxyglucose
and/or carbon-11-methionine. J Nucl Med 1998;
39: 778–785.
26. Kracht LW et al. Delineation of brain tumor extent
with [11C]L-methionine positron emission tomography: local comparison with stereotactic histopathology. Clin Cancer Res 2004; 10: 7163–7170.
27. Kuwert T et al. Diagnosis of recurrent glioma with
SPECT and iodine-123-alpha-methyl tyrosine. J
Nucl Med 1998; 39: 23–27.
28. Langen KJ, Pauleit D, Coenen HH. [123I]Iodoa-Methyl-L-Tyrosine: uptake mechanisms and clinical applications. Nucl Med Biol 2002; 29: 625–631.
29. Langen KJ et al. O-(2-[18F]fluoroethyl)-L-tyrosine:
uptake mechanisms and clinical applications. Nucl
Med Biol 2006; 33: 287–294.
30. Langen KJ, Stoffels G. Hirntumoren. Nuklearmediziner 2007, 30: 204–211.
31. Langen KJ et al. Diagnostik von zerebralen Gliomen
mit radioaktiv markierten Aminosäuren. Dtsch
Arztebl 2008; 105: 55–61.
32. Langen KJ, Stoffels G. O-(2-[18F]Fluorethyl)-L-tyrosin (FET) in der Diagnostik von Hirntumoren.
Nuklearmediziner 2009, 32: 1–7.
33. Le Jeune F et al. Sestamibi technetium-99m brain
single-photon emission computed tomography to
identify recurrent glioma in adults: 201 studies. J
Neurooncol 2006; 77: 177–183.
34. Nathoo N et al. The role of 111indium-octreotide
brain scintigraphy in the diagnosis of cranial, duralbased meningiomas. J Neurooncol 2007; 81:
167–174.
35. Ohtani T et al. Brain tumour imaging with carbon-11 choline: comparison with FDG PET and gadolinium-enhanced MR imaging. Eur J Nucl Med
2001; 28: 1664–1670.
36. Pauleit D et al. O-(2-[18F]fluoroethyl)-L-tyrosine
PET combined with Magnetic Resonance Imaging
Improves the Diagnostic Assessment of Cerebral
Gliomas. Brain 2005; 128: 678–687.
37. Pirotte B et al. Comparison of 18F-FDG and
11C-methionine for PET-guided stereotactic brain
biopsy of gliomas. J Nucl Med 2004; 45: 1293–1298.
38. Plotkin M et al. 123I-IMT SPECT and 1H MR-spectroscopy at 3.0 T in the differential diagnosis of recurrent or residual gliomas: a comparative study. J
Neurooncol 2004; 70: 49–58.
39. Pöpperl G et al. O-(2-[18F]fluoroethyl)-L-tyrosine
PET for monitoring the effects of convection-en-
hanced delivery of paclitaxel in patients with recurrent glioblastoma. Eur J Nucl Med Mol Imaging
2005; 32: 1018–1025.
40. Pöpperl G et al. Serial O-(2-[18F]fluoroethyl)-L-tyrosine PET for monitoring the effects of intracavitary radioimmunotherapy in patients with malignant glioma. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2006; 33:
792–800.
41. Pöpperl G et al. Analysis of 18F-FET PET for grading
of recurrent gliomas: is evaluation of uptake kinetics superior to standard methods? J Nucl Med
2006; 47: 393–403.
42. Pöpperl G et al. FET PET for the evaluation of untreated gliomas: correlation of FET uptake and uptake kinetics with tumour grading. Eur J Nucl Med
Mol Imaging 2007; 34: 1933–1942.
43. Le Jeune FP et al. Sestamibi technetium-99m brain
single-photon emission computed tomography to
identify recurrent glioma in adults: 201 studies. J
Neurooncol 2006; 77: 177–183.
44. Rachinger W et al. Positron emission tomography
with O-(2-[18F]fluoroethyl)-l-tyrosine versus magnetic resonance imaging in the diagnosis of recurrent gliomas. Neurosurgery 2005; 57: 505–511.
45. Ribom D et al. Positron emission tomography
(11)C-methionine and survival in patients with lowgrade gliomas. Cancer 2001; 92: 1541–1549.
46. Ricci PE et al. Differentiating recurrent tumor from
radiation necrosis: time for re-evaluation of positron emission tomography? Am J Neuroradiol
1998; 19: 407–413.
47. Saleem A et al. Metabolic activation of temozolomide measured in vivo using positron emission tomography. Cancer Res 2003; 63: 2409–2415.
48. Schillaci O et al. Single-photon emission computed
tomography/computed tomography in brain tumors. Semin Nucl Med 2007; 37: 34–47.
49. Semba T et al. Thallium-201 SPECT in prognostic
assessment of malignant gliomas treated with postoperative radiotherapy. Ann Nucl Med 2006; 20:
287–294.
50. Singhal T et al. 11C-L-methionine positron
emission tomography in the clinical management
of cerebral gliomas. Mol Imaging Biol 2008; 10:
1–18.
51. Sun D et al. Clinical application of 201Tl SPECT imaging of brain tumors. J Nucl Med 2000; 41: 5–10.
52. Van Laere K et al. Direct comparison of 18F-FDG
and 11C-methionine PET in suspected recurrence of
glioma: sensitivity, inter-observer variability and
prognostic value. Eur J Nucl Med Mol Imaging
2005; 32: 39–51.
53. Vos MJ et al. Thallium-201 SPECT: the optimal prediction of response in glioma therapy. Eur J Nucl
Med Mol Imaging 2006; 33: 222–227.
54. Weckesser M et al. Initial experiences with
O-(2-[18F]fluorethyl)-L-tyrosine PET in the evaluation of primary brain tumors. Eur J Nucl Med
2005; 32: 422–429.
Nervenheilkunde 10/2009
© Schattauer 2009
Downloaded from www.nervenheilkunde-online.de on 2017-10-31 | IP: 88.99.70.242
For personal or educational use only. No other uses without permission. All rights reserved.
Herunterladen