Die Rolle des PET/CT beim Prostatakarzinom Klinik f. Nuklearmedizin Universitätsklinikum

Klinik f. Nuklearmedizin
Universitätsklinikum Essen
Die Rolle des PET/CT
beim Prostatakarzinom
A. Bockisch, L. Freudenberg,
J. Nagarajah, G. Antoch (Radiologie)
Universitätsklinikum Essen
Anstalt des öffentlichen Rechts
PET/CT
•
•
•
•
CT
PET
Zusatzinformation des CT für die PET
Æ Organzuordnung
Æ Identifikation einer Struktur
Artefakte
CT beim Prostatakarzinom
Die kontrastmittelverstärkte CT ist für die Diagnostik des
lokalisierten PCa und zur Abklärung der Lymphknotenmetastasierung unergiebig,
da:
•
•
Schwächungsänderungen von Röntgenstrahlen oder
Kontrastmittelanreicherungen nicht karzinomtypisch
die Lymphknotengröße wenig zuverlässiges Beurteilungskriterium
PET beim Prostatakarzinom
Die Tracer
2-[18F]Fluordesoxyglukose
[11C]Methionin
[18F]Fluordihydrotestesteron
[11C]Azetat
[11C] oder 18F-Cholin
PET beim Prostatakarzinom
[18F]Fluordesoxyglukose (FDG)
•
•
•
•
FDG Aufnahme ist abhängig von
Expression von Glukosetransportmolekülen
GLUT 1 und GLUT 3 glykolytischen Schlüsselenzymen
In schnell wachsenden, entdifferenzierten Tumorzellen
aerobe und anaerobe Glykolyse gesteigert
Æ FDG-PET für solche Tumoren sensitiv
Beim Prostatakarzinom sowohl schnell wachsende Zellreihen
Æ FDG-PET gut geeignet
als auch langsam wachsenden regionale Zellreihen
Æ komplementäre Tracer erforderlich
PET beim Prostatakarzinom
[18F]Fluordihydrotestesteron (FDHT)
•
Androgene wichtige Rolle als Wachstums- und
Überlebensfaktoren von Prostatakarzinomzellen
Æ Androgenentzug fundamentales Therapieprinzip
Æ Androgen-abhängiges PCa positiv für FDHT-PET
•
Im weiteren Krankheitsverlauf Mutationen des Androgenrezeptors
Æ veränderten Affinitäts- und Aktivierungsprofil
Æ Resistenzentwicklung des PCA auf den Androgenentzug
•
derzeit noch in der Entwicklung
•
entdifferenzierte(re), aggressivere Läsionen d. PCa FDG - positiv
PET beim Prostatakarzinom
[11C]Methionin
• Zelluläre Aufnahme reflektiert Aminosäureeinwärtstransport und
teilweise auch die zelluläre Proteinsyntheserate.
• In soliden Tumoren Gewebsanreicherung eng mit dem Anteil von
vitalem Tumorgewebe und locker mit der Proliferationsrate
korreliert
• Darstellung des Androgen-unabhängigen, metastasierten PCa
• In fortgeschrittenen Tumorstadium Indexläsionen des PCa sicher
detektiert, höhere und frühere Aktivitätsspeicherung als FDG
• Aber: Nur wenige Studien mit [11C]Methionin als Marker für PCa
PET beim Prostatakarzinom
[11C]Azetat
Prinzip
•
Aufnahme in PCa-Zellen basiert auf gesteigertem Lipidstoffwechsel.
Experimentellen PCa-Modell zeigt gesteigerte Inkorporation von
Azetat in Phosphatidylcholin (Strukturlipid zahlreicher biologischer
Membranen) und in den zellulären Lipidpool
•
Azetateinbau erfolgt topographisch in diejenigen
Zellmembranabschnitte, die einen erhöhten Umsatz als Folge einer
aufregulierten Lipidsignal-Transduktionskaskade aufwiesen
•
Überexpression der Fettsäuresynthase, eines Schlüsselenzyms des
Fettsäurestoffwechsels Æ gesteigerte Fettsäuresynthese beim PCa
PET beim Prostatakarzinom
[11C]Azetat
Klinik
•
•
PCa positiv
Aber:
[11C]Azetat auch bei benigner Prostata-Hyperplasie (BPH)
und akut entzündlichen Läsionen positiv
•
Dennoch:
[11C]Azetat klinisch nützlicher Marker zum Nachweis des
Lokalrezidivs des PCa
•
Eine Überlegenheit von Azetat über Cholin ist nicht belegt.
PET beim Prostatakarzinom
[11C]Cholin und [18F]Cholin
Prinzip
•
•
Phospholipide zellulärer Membranlipide zu 1/3 Phosphatidylcholin
Cholinkinase (Schlüsselenzym des Cholinstoffwechsels) und wie
Phospholipase C und D im PCa und anderen soliden Tumoren
aufreguliert
Æ deutlich gesteigerter Cholinaufnahme in Tumorzellen des PCa.
•
[11C]Cholin – Aufnahme sehr schnell durch Cholintransporter
intrazellulär
Æ durch die zytosolische Cholinkinase phosphoryliert
Æ enzymatischer Aktivierung mit Diacylglyceriden
Æ zu Phosphatidylcholin verestert
PET beim Prostatakarzinom
[11C]Cholin und [18F]Cholin
Klinik
•
[11C]Cholin und 18F-Cholinverbindungen pharmakokinetisch
ähnlich
•
•
beide gut geeignet zur Detektion von Manifestationen des PCa
•
Ausscheidung in die Blase sehr variabel:
bei 18F-Cholin relevant; bei [11C]Cholin vernachlässigbar
hohe Cholinaufnahme in Leber, Nieren, Pankreas
sehr variable im Intestinum
Cholin - Verteilung
physiologisch
Leber, Milz
Nieren
Intestinum
Knochenmark
PET beim Prostatakarzinom
Tracer
Conclusio
beim differenzierten PCa (Primarius)
[11C]Cholin oder 18F-Cholin
oder [11C]Azetat
beim entdifferenzierten PCa (Fernmetastasen)
[18F]FDG
PET beim Prostatakarzinom
[11C]Cholin
[11C]Cholin SUV 2,4-9,5 (Spannweite) beim PCa (Primarius)
[11C]Cholin SUV 1,3-3,2 bei BPH
de Jong I, et al. (2002) Visualization of Prostate Cancer with 11C-Choline Positron Emission Tomography. Eur Urol 42:18-23
PET beim Prostatakarzinom
Genauigkeit [11C]Cholin
In histologischen Stufenschnitten und Großfeldtechnik (5 mm Dicke)
aufgearbeitetes Prostatagewebe im Vergleich mit [11C]Cholin
26
66
147
33
241
Patienten 36 Segmente
Segmente mit normalem Prostatagewebe,
Segmente mit BPH,
Segmente mit chronischer Prostatitis,
Segmente mit einem Mischbild aus BPH,
chronischer Prostatitis und normalem Prostatagewebe
449 Segmente mit überwiegender Infiltration eines PCa
Reske SN, et al. (2006) Imaging Prostate Cancer with [11C]Choline PET/CT. J Nucl Med:im Druck
Multifokales auf die Prostata beschränktes Karzinom
PET beim Prostatakarzinom
Genauigkeit [11C]Cholin
SUV
3,5 ± 1,3 *
1,7 ± 0,5
2,0 ± 0,6
2,1 ± 0,6
•
•
•
•
PCa
Normalgewebe
BPH
Chron. Prostatitis
•
Die ROC-Analyse Æ Schwellenwert des segmentalen SUV von 2,65 Æ
Sensitivität:
0,81
Spezifität: 0,87
PP Wert:
0,86
NP Wert: 0,83 - Richtigkeit: 0,84
•
In der visuelle Analyse 26/26 Patienten mit PCa positiv
Tumor Ø > 5 mm:
3,8 ± 1,5
* signifikant erhöht gegen
jede Differ.-Diagnose
Reske SN, et al. (2006) Imaging Prostate Cancer with [11C]Choline PET/CT. J Nucl Med:im Druck
PET/CT und Primärkarzinom
Sensitivität
88 %
Spezifität
63 %
Metastasendetektion
77 %
Krause B. J. et al: The detection rate of [11C]Choline-PET/CT depends on the serum PSA-value in
patients with biochemical recurrence of prostate cancer. J Nucl Med Mol Imaging (2008) 35:18–23
PET beim Prostatakarzinom
[11C]Cholin
Geburtsdatum:
25.02.1937
Untersuchung:
18F-Cholin
Diagnose:
Prostatakarzinom,
V.a. Rezidiv
PET/CT
Skelettmetastase
Cholin PET SUVmax und Serum PSA
(r=0.52, p<0.05)
linear correlation between SUVmax and serum PSA
Takako et al.: Prostate cancer: a comparative study of 11C-choline PET and MR
imaging combined with proton MR spectroscopy. EJNM 32, (2005) 742
Sensitivität [%]
Cholin PET und PSA - Spiegel
80
70
60
50
40
73 %
62 %
43 %
36 %
30
20
10
0
PS
PS
PS
PS
A
A
A
A
>
2
1
<
3
-<
-<
1
3
2
Krause B. J. et al: The detection rate of [11C]Choline-PET/CT depends on the serum PSA-value in
patients with biochemical recurrence of prostate cancer. J Nucl Med Mol Imaging (2008) 35:18–23
Cholin PET - Ergebnis - Übersicht
PSA –
Bereich
[ng/ml]
Referenz
Zielstruktur
Sensitivität
[%]
Spezifität
[%]
Primarius
hoch
eingeschränkt
< 1,5
Rinnab
Lokalrezidiv
80
< 2,0
Scattoni
Lokalrezidiv
64
Lokalrezidiv
44
85
PSA > 0,5
und < 1,0
?
Reske
Lokalrezidiv
81
87
> 1,0
Krause
Lokalrezidiv
88
63
?
Gemittelt
Krause
alle
Metastase
Lokalrezidiv
77
60 - 70
Klinischen Routine: untere Grenzwerte für PSA von 0,2 ng/ml (auch 0,4 bzw. 0,5 ng/ml)
unterschiedliche Tests und Normwerte für PSA
Dynamik des PSA - Anstiegs wichtig
PET versus PET/CT
Fallzahl Pat.
350
der PETTable Zunahme
5
Frequent diagnoses
in oncology
Untersuchungen
beim
300
250
200
150
100
Prostate cancer
50
0
PET_PRAE
n
%
83
2.0
PET
Prostata Ca. innerhalb
PET_POST
PCT
eines Jahres beim
Wechsel von PET auf
n
%
n
%
PET/CT.
30
0.9
( 5 Univ. Kliniken
) 314
4.5
PET/CT
Stergar, H. et al.: The influence of PET/CT- introduction on PET scanning
frequency and indications. Results of a multicenter study.
PET versus PET/CT
unremarkable findings,
PSA 0.1 ng/ml.
Small perianasthomotic relapse
(arrow), PSA 1.05 ng/ml.
Right paramedian retrovesical
relapse (arrow), PSA 1.9 ng/ml
CT
[11C]Cholin PET
[11C]Cholin PET/CT
Reske
Prostate
with [11C]Choline
PET/CT.
Nuclim
Med:im
Reske SN,
SN, et
et al.
al. (2006)
ImagingImaging
Prostate
CancerCancer
with [11C]Choline
PET/CT.
J NuclJMed:
DruckDruck
Lymphknotenmetastase
PET/CT beim Prostatakarzinom
Zusammenfassung
•
[18F]FDG sensitiv für das entdifferenzierte(re)n PCa
Æ Suche nach Fernmetastasen
sehr hohes PSA
•
wichtig:
in den Fällen ist [18F]FDG gut geeignet für die Therapiekontrolle
PET/CT beim Prostatakarzinom
Zusammenfassung
•
Beim lokalisierten differenzierten PCa
[11C]Cholin oder 18F-Cholin
Sensitivität PSA abhängig
Rezidivdiagnostik zu rechtfertigen ab PSA > 0,5 ng/ml
sicher sinnvoll ab PSA > 1,0 ng/ml
CT des PET/CT steigert die Spezifität !
•
Cholin - PET/CT sensitiv für lokoregionäre Metastasen,
auch für Fernmetastasen.
•
Für das Lokalrezidiv besteht noch Optimierungsbedarf
PET/CT beim Prostatakarzinom
Ausblick
•
Die Frührezidivdiagnostik bei PSA eindeutig unter 1 ng/ml
ist heute eine Herausforderung.
•
Die Literatur basiert auf Studien mit PET-Geräten mit einer
räumlichen Auflösung von etwa 5 mm.
•
PET Komponente modernster PET/CT hat
räumliche Auflösung von 2 mm
•
•
Æ für kleine Läsionen steigt Signal um Faktor 10 oder mehr
Cholin PET muß re-evaluiert werden.
`