Prostata-Karzinom C

Struktur des Seminars
Nuklearmedizinische Diagnostik
• [11C]Cholin: Prostatakarzinom
• [68Ga]DOTATOC: Neuroendokrine Tumoren
Onkologie
PET/CT II
• [18F]FET: Hirntumoren
Cholin-Aufnahme im Prostatakarzinom
lpl
FPA
Prostata-Karzinom
C-11 Cholin
Ptd-Cho
Lyso-Ptd-Cho
eicosanoids
GPC
pd
G3P
Cho
at
CDP-Cho
ct
pap
DG
PA
Glycolysis
pct
plb
(membrane)
Acyl-CoA
P-Cho
dgk
ck
TG
CT
CT: High affinity and low affinity choline transporter
CK: choline kinase
CT
CH3
R
N++
CH3
Nuklearmedizinische Klinik im Klinikum rechts der Isar der Technischen Universität München
Cholin PET/CT fü
für die Bildgebung
des Prostatakarzinoms
11
H3 C
H3C
N
OH
+
CH3
[11C]Cholin
18
FH2C
H3C
[11C]Cholin und [18F]FCH bei rezidivierender Erkrankung:
PET/CT Studien
OH
+
N
 HJ Wester, TU Munich
CH3
[18F]Fluoroethylcholin (FEC)
[18F]Fluoromethylcholin (FC)
Schwarzenböck, …, und Krause (2011, im Druck)
OH
[11C]Cholin-PET/CT: Detektionseffizienz
Biochemisches Rezidiv – Prostatakarzinom
[11C]CholinC]Cholin-PET/CT
Prostatakarzinom Rezidiv - Synopsis
n = 63 Patienten; mittleres PSA = 5.9 ng/ml, 0.2 – 39 ng/ml
100
Rationale CholinCholin-PET/CT Diagnostik
beim Prostatakarzinomrezidiv ?
Detektionsrate [%]
90
73%
80
62%
70
60
50
40
43%
36%
30
Ja !
20
Stellenwert belegt
10
0
1
PSA <1ng/ml
2
PSA 1-<2ng/ml
3
PSA 2-<3ng/ml
PSA4>3ng/ml
Krause et al. EJNMMI (2008, 35: 18-23)
[11C]CholinC]Cholin-PET/CT:
Therapieplanung Prostatakarzinomrezidiv
Prostatakarzinomrezidiv
Operation (?)
konformale Bestrahlung
antihormonelle Therapie
Bestrahlungsplanung – Biochemisches Rezidiv
[11C]Cholin-PET/CT
Pat., 63 Jahre, Prostatakrebs
Prostatektomie 1998
Keine HTx or RTx
7/06 PSA-Anstieg: 0,9 ng/ml
Chemotherapie
• Lokal
• Regional (Lymphknotenmetastasen)
• Fernmetastasen
• Diagnostisches Management
Souvatzoglou et al. (2011)
Multimodales Imaging
[11C]CholinC]Cholin-PET/CT und DWI
Individualisierte Bestrahlungsplanung
Pat., 65 Jahre, Prostatakarzinom
pT3a, pN0 (0/15), R0, GII
Gleason Score 7 (4+3)
Prostatektomie 6/2005
Keine HTx or RTx
10/05 PSA-Anstieg: 31,0 ng/ml
[11C]Cholin-PET/CT
A
B
PET/CT
bone metastases
Souvatzoglou et al. (2011)
C
PET
D
A
DWI (b=600)
lymph node metastases
fused DWI-T1w
local recurrence
Beer, Eiber, Souvatzoglou, und Krause (Lancet Oncology, 2011 Feb;12(2):181-91]
[11C]Cholin Prostatakarzinom:
Prostatakarzinom: Patient #1
Cholin-PET/CT
Prostatakarzinom
Patient:
♂, 74 Jahre
Diagnose:
PC, ED: 9/1994
Anamnese:
Prostatektomie 10/1994
antihormonelle Therapie
aktuell:
PSA-Anstieg auf 9 ng/ml in einem Jahr
unter antihormoneller Therapie (2007)
Fragestellung:
Re Staging – Therapiestrategie?
Fallbeispiele
[11C]Cholin Prostatakarzinom:
Prostatakarzinom: Patient #1
[11C]Cholin Prostatakarzinom:
Prostatakarzinom: Patient # 5
…. 2005
[11C]Cholin PC: “sensitiv”
sensitiv” lesen
Patient:
♂, 74 Jahre
Diagnose:
PC, ED: 9/1994
Anamnese:
Prostatektomie 10/1994
antihormonelle Therapie
aktuell:
PSA-Anstieg auf 2,8 ng/ml in einem Jahr
unter antihormoneller Therapie
Fragestellung:
Re Staging – Therapiestrategie?
[11C]Cholin Prostatakarzinom:
Prostatakarzinom: Patient #1
2005 …. PSA 2,8 ng/ml
Patient:
♂, 74 Jahre
Diagnose:
PC, ED: 9/1994
Anamnese:
Prostatektomie 10/1994
antihormonelle Therapie
aktuell:
PSA-Anstieg auf 9 ng/ml in einem Jahr
unter antihormoneller Therapie
Fragestellung:
Re Staging – Therapiestrategie?
Diagnose:
► Lokalrezidiv
Prostatakarzinom: Patient # 2
Patient:
Patient:
♂, 67 Jahre
Diagnose:
Diagnose:
ProstataProstata-Ca.;
Ca.; ED: 03/2004; pT3, pN0, Ro
Anamnese:
Anamnese:
Z. n. RRP 03/2004;
aktuell:
PSAPSA-Anstieg 1,04 ng/ml
Fragestellung:
Fragestellung: Filiae?
Prostatakarzinom: Patient # 2
Prostatakarzinom: Patient # 2
Rezidiv Prostata-Ca
Prostatakarzinom: Patient # 2
Patient:
Patient:
♂, 67 Jahre
Diagnose:
Diagnose:
ProstataProstata-Ca.;
Ca.; ED: 03/2004; pT3, pN0, Ro
Anamnese:
Anamnese:
Z. n. RRP 03/2004;
aktuell:
PSAPSA-Anstieg 1,04 ng/ml
Fragestellung:
Fragestellung: Filiae?
Befund:
Prostatakarzinom: Patient # 3
Patient:
♂, 73 Jahre
Diagnose:
Prostatakarzinom, ED: 2008; pT2 bpN0M0G3, Gleason 8;
Anamnese:
Z. n. RRP 07/2008;
iPSA 12 ng/ml, PSA postOP 4,19 ng/ml;
Fragestellung: Re-Staging?
Lokalrezidiv ProstataProstata-Ca.
Ca.
Prostatakarzinom: Patient # 3
Prostatakarzinom: Patient # 3
Prostatakarzinom: Patient # 3
Patient:
♂, 73 Jahre
Diagnose:
Prostatakarzinom, ED: 2008; pT2 bpN0M0G3, Gleason 8;
Anamnese:
Z. n. RRP 07/2008;
iPSA 12 ng/ml, PSA postOP 4,19 ng/ml;
Fragestellung: Re-Staging?
LK-Metastase:
Stromgebiet
Befund:
Lymphknotenmetastase im Stromgebiet der Iliaca interna li.,
medial des Acetabulum
Iliaca interna
Prostatakarzinom: Patient # 4
Patient:
♂, 74 Jahre
Diagnose:
Prostatakarzinom, ED: 05/2002; Gleason 7;
Anamnese:
Z. n. RPE 05/2002
aktuell:
PSA-Anstieg auf 46, 96 ng/ml
Prostatakarzinom: Patient # 4
LK-Metastase periklavikulär I
Fragestellung: Re-Staging?
Prostatakarzinom: Patient # 4
LK-Metastase periklavikulär II
Prostatakarzinom: Patient # 4
LK-Metastase mediastinal I
Ossäre Metastase
Prostatakarzinom: Patient # 4
Prostatakarzinom: Patient # 4
LK-Metastasen iliacal
LK-Metastase mediastinal II
Ossäre Metastase
Prostatakarzinom: Patient # 4
Prostatakarzinom: Patient # 4
Ossäre Metastasen
Lungenmetastase
Ossäre Metastase
Prostatakarzinom: Patient # 4
Prostatakarzinom: Patient # 4
Patient:
♂, 74 Jahre
Diagnose:
Prostatakarzinom, ED: 05/2002; Gleason 7;
Anamnese:
Z. n. RPE 05/2002
aktuell:
PSA-Anstieg auf 46, 96 ng/ml
Fragestellung: Re-Staging?
Befund:
►Multiple Lymphknotenmetastasen:
periklavikulär li., mediastinal, iliacal
►Multiple Skelettmetastasen
►Lungenmetastase Mittellappen
[11C]Cholin Prostatakarzinom:
Prostatakarzinom: Patient # 5
Patient:
♂, 70 Jahre
Diagnose:
PC, ED: 4/2009
Anamnese:
Prostatektomie 4/2009
keine weitere Therapie
2/2010:
PSA-Anstieg auf 5,03 ng/ml
Fragestellung:
Re Staging – Therapiestrategie?
Fallbeispiel Patient # 5
Abbildung 2
Rezidivdiagnostik II: Lymphknotenrezidiv
Lymphknoten
(Durchmesser 6 mm)
Neuroendokrine Tumoren
NETNET-Lokalisationen
Neuroendokrine Tumoren
~ 65 % Magendarmtrakt
~ 30 % Tracheobronchialtrakt & Pulmonal
Gustafsson et al., Cur Opin Oncology,
Oncology, 2008
Neuroendokrine Tumoren : SSR Expression
Neuroendokrine Tumoren
in vitro Rezeptor-Status
•
•
•
•
•
•
•
Gastrinom, Glukagonom
Insulinom
Paragangliom
MTC
Karzinoid
SCLC
Phäochromozytom
Reubi et al., JNM 1999, Curr Med Chem 2000
100 %
72 %
92 %
38 %
88 %
57 %
73 %
• Selten, eher langsam wachsend
(im Vergleich zu AdenoAdeno-Ca)
Ca)
• Phä
Phänotyptisch zum System der disseminierten
neuroendokrinen Zellen gehö
gehörig (APUD
(APUD--Zellen)
Zellen)
Neuroendokrine Tumoren
Neuroendokrine Tumoren
Aktuelle WHOWHO-Klassifikation
Ursprü
Ursprüngliche Klassifikation nach embryogenetischen
Gesichtspunkten
• Vorderdarm (foregut)foregut)-Karzinoide
(Lunge, Magen Duodenum, oberes Jejunum,
Jejunum, Pankreas)
• Proliferative Aktivitä
Aktivität
(Expression KiKi-6767-Antigen durch proliferierende Zellen)
• Tumorgröß
e
Tumorgröße
• Angioinvasion
• Mitteldarm (Midgut)Midgut)-Karzinoide
hinteres Jejunum,
Jejunum, Ileum,
Ileum, Coecum,
Coecum, Appendix, prox.
prox. Kolon)
• Metastasen
• Invasion benachbarter Organe
• Enddarm (Hindgut)Hindgut)-Karzinoide
(Distales Kolon, Rektum)
• Hormonelle Aktivitä
Aktivität
Neuroendokrine Tumoren
Neuroendokrine Tumoren
Hoch differenzierter neuroendokriner Tumor
(G1a) / Karzinoid
• < 2 Mitosen (High power field,
field, 2 cm2, mind. 40
Felder)
• KiKi-67 Index ≤ 2 % (% von 2000 Tumorzellen )
Hoch differenziertes neuroendokrines
Karzinom (G1b) / malignes Karzinoid
• 2 - 20 Mitosen (High power field,
field, 2 cm2, mind. 40
Felder)
• KiKi-67 Index 3 - 20 % (% von 2000 Tumorzellen )
Niedrig differenziertes neuroendokrines
Karzinom (G2)
• > 20 Mitosen (High power field,
field, 2 cm2, mind. 40
Felder)
• KiKi-67 Index > 20 % (% von 2000 Tumorzellen )
NET Bildgebungsmodalitäten: Sensitivitäten
Verfahren
Sensitivität
CT
20 - 40%
Sonographie
20 - 40%
Angiographie
20 - 70%
Endosonographie
50 - 75%
MRT
50 - 75%
intraoperative Palpation
Neuroendokrine Tumoren
90%
Konventionelle Diagnostik
PET / PET-CT
• 99mTc-MDP
• 18F- (FDG)
• 123I, 131I-MIBG
• Amine-precurser (Apud-System)
18F/11C-DOPA, Dopamin
• 111In-Octreotid
• 86Y, 64Cu, 18F, 68Ga-DOTATOC
Peptid Probes: Indikationen
Peptid-Rezeptor-Bildgebung
lysosomes
late endosomes
Ligand-Receptor
Dissociation
early endosomes
?
Externalization /
Reexpresson
sst1
[68Ga]DOTATOC
[90Y]DOTATOC
[177Lu]DOTATATE
… and others
sst2
recycling endosomes
sst3
sst4
sst5
?
Reubi & Mäcke, JNM 2009
[68Ga]DOTATOC-PET/CT: Protokoll
Nuklearmedizinische Klinik im Klinikum rechts der Isar der Technischen Universität München
[68Ga]DOTATOC-PET/CT: NET Bildgebung
68Ga-Dotatoc
Pitfalls
Untersuchungsprotokoll
• Applikation von 100-150 MBq Gallium-68 Dotatoc i.v
• Beginn Datenakquisition 20 - 30 min. p.i.
• Scandauer 3-4 min pro Bettposition
 HJ Wester, TU Munich
• Allgemein: CT-bedingte Ursachen, wie Misalignment,
Bewegung, Schwächungsartefakte
• Speziell:
- Hepato-biliäre Ausscheidung =>
Cave: Pankreaskopfbereich/Duodenum
physiologische Ausscheidung vs. Tumor
• Pat.-Info (Heilversuch, Einwilligung)
bei diagnostischem CT (iv-Kontrastmittel)
• nüchtern
• ggf. Metformin absetzen (Diabetiker)
• akt. Kreatinin und SD-Werte
hohe physiologische Hintergrundaktivität
(Leber, Milz, Nieren)
teils sehr hohe SUV im Tumorgewebe
[111In]Octreotid-Szintigraphie
[18F]Octreotat-PET/CT
Peptid-Rezeptor-Bildgebung
•
Indikationen
- Diagnose (CUP), Staging (NET)
- Rezeptorstatus – Therapie?
- Therapiemonitoring
Planar ventral
Planar dorsal
Max. Intens. Projektionen; dorsal
Metastasiertes Dünndarmkarzinoid
Octreotate PET vs. Octreotide SPECT
Patientin, Alter 50 Jahre, vor 5 Jahren Diagonse eines metastatasierten Paraganglioms
18F-TOCA
60-120 min p.i.
111In-Octreotide,
24 h p.i.
18F/68Ga-Gluc/Dota-TOC(A)
sind
vielversprechende Tracer für die Somatostatinrezeptorbildgebung mit PET-CT
• Schnelle Tumoranreicherung
• Hoher Target zu Untergrund Quotient
• Schnelle Clearance
• Keine Darmaktivität im Bildgebungsfenster
• Produktion größerer Mengen auch von
Analoga innerhalb < 1 h
Posterior view
MIP
Posterior view
[68Ga]DOTATOC-PET/CT – Fallbeispiel
[68Ga]DOTATOC-PET/CT – Fallbeispiel
retroperitoneale LK-Filia, neuroendokrines Ca
( [68Ga]DOTATOC-PET/CT)
PET/CT: NET Bildgebung
[68Ga]DOTATOC-PET/CT – Fallbeispiel
Therapiekontrolle
11C-Cholin
18F-FDG
68Ga-DOTATOC
z.B. Spezifität, Kontrast, Sensitivität, Kosten
68Ga - DOTATOC: ein (fast) idealer Radiotracer
in Kombination mit der CT zur anatomischen Zuordnung
Patient:
♂, 65 Jahre
Diagnose:
NET, unbekannter Primärtumor (09/2007)
Anamnese:
hepatische Metastasen, Knochenmetastasen
Ki-67 Proliferations-Index 20%
1/2008 - 5/2008: CTx
Rationale:
68Ga-DOTATOC
Therapie:
6/2008 1. 177Lu-DOTATATE Therapie (7.4 GBq)
9/2008 2. 177Lu-DOTATATE Therapie (7.4 GBq)
11/2008 3. 177Lu-DOTATATE Therapie (7.4 GBq)
2/2009 4. 177Lu-DOTATATE Therapie (7.4 GBq)
PET/CT – Therapiekontrolle
68GaGa-DOTATOC
PET/CT
Therapiekontrolle NET
Vor 177Lu-DOTATATE Therapie
Therapiekontrolle nach 4 Zyklen
Neuroendokrine Tumoren: PET/CT
Zusammenfassung
68Ga-Dotatoc
PET-CT
• Hochspezifische (biol.) und hoch-sensitive (phys.,
PET-CT) Somatostatin-Rezeptordiagnostik
• noch als indiv. Heilversuch (keine allgemeine
Zulassung), aber relativ kostengünstig
• das bessere Octreoscan ...
05/2008
03/2009
Aminosäurebildgebung bei Hirntumoren
Hirntumoren
[11C] Methionin
[18F] Flurethyltyrosin
• Aufnahme in Hirntumorzellen
• [18F]FET – präoperative Tumordiagnostik
• [18F]FET - Bestrahlungsplanung
• Rezidivdiagnostik
• Multimodale Hirntumordiagnostik
AS-Uptake in Hirntumor-Zellen
Glioblastom: Stoffwechsel
Aminosäuretracer z.B. [11C]Methionin
oder AS-Analoga z.B. [18F]FET
L-AT
AS-Transporter (z.B. L-AT) überexprimiert
0
[18F]FDG PET
Tumor-Zelle
Kanai, J Biol Chem (1998)
Ishiwata et al. J Nucl Med (1993)
T1-Gd MRT
SUV
4
[11C]Methionin PET
Aminosä
Aminosäureure-Tracer
Definition der Tumorausdehnung
Hirntumordiagnostik: Aminosäuren
Navigationsgestützte Biopsie
• Methionin-Uptake in der PET Bildgebung korreliert gut
mit der Tumor-Ausdehnung in der
Histologie/Biopsie/Tiermodell
• Methionin-PET ist MRT/CT überlegen bei der
Differenzierung zwischen Tumorgewebe und reaktiven
x
Veränderungen wie dem Hirnödem
x
2. Biopsie (rot) – FET positiv/MRT positiv
Histologie: solider Tumor
Oligodendrogliom III
Mosskin et al. Acta Radiol 1986, Massager et al. J Neurosurg 2001,
Mosskin et al. Acta Radiol 1987, Braun et al. Acta Neurochir 2002,
Pauleit et al. Brain 2005
Definition der Tumorausdehnung
Glioblastom - prä
präoperativ
MRTMethionin-PET
(T1, Gd-DTPA)
1. Biopsie (grün) – FET negativ/MRT positiv
Histologie: kein solider Tumor /
Astrogliose, einzelne tumorsusp. Zellen
Bildfusion
Glioblastomrezidiv: Bestrahlungsplanung
MET-PET
KM-CT
MR-GD
Tumor-volumen:
Tumor-volumen:
4ml
72 ml
Nachweis von Tumorrezidiven
Grosu et al. Int J Rad Oncol Biol (2005) 63
Quantifizierung: Tumor/Hintergrund Quotient
[11C]MET
Differenzierung zwischen Rezidivtumor und Therapieinduzierten Reaktionen (N = 157 mit fraglichen MRTBefunden)
• Sensitivität:
82%
• Spezifizität:
96%
[18F]FET
Tumor
Tumor
Hintergrund
Kuwert et al. J Nucl Med (1998)
Bader et al. Eur J Nucl Med (1999)
Mean Tumor/Background Ratio
> 1.5 = suspekt
Mean Tumor/Background Ratio
> 1.6 = suspekt
Samnik et al. J Clin Oncol (2002)
Tsuyuguchi et a. J Neurosurg (2003)
Hintergrund
Herholz et al. Neurology, 1998; Floeth et al. J Neurosurg 2005
Poepperl et al. Eur J Nucl Med 2007
Hirntumordiagnostik: Aminosäuren
Hirntumordiagnostik: Aminosäuren
Biopsielokalisation
Navigationsgestützte Biopsie
F-18-FET
PET
MRT
Anatomie
MRT
Diffusionsbildgebung
Multimodale Bildgebung: PETPET-MRT
Multimodale Bildgebung: PETPET-MRT
[11C]Methionin PET
Fusion MRT + [11C]Methionin PET
Tumor
Links
ventrolateral
kaudal
A. Drzezga, B. Kläsner
A. Drzezga, B. Kläsner
Multimodale Bildgebung: PETPET-MRT
Multimodale Bildgebung: PET + MRT
Fusion MRT + BOLD fMRT + [11C]Methionin PET
Tumor
Links
dorsolateral
Sprachzentrum
fMRT:
[11C]Methionin PET:
Bestimmung der eloquenten
Gehirnareale
Definition der
Tumorausdehnung
Links
ventrolateral
T1-MRT:
A. Drzezga, B. Kläsner
Morphologische Beurteilung
Multimodale Bildgebung: PETPET-MRT
Fusion DTI + BOLD fMRT + [11C]Methionin PET
PyramidenPyramidenbahnen
A. Drzezga, B. Kläsner