Nuklearmedizinische Diagnostik in der Neuroonkologie

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1 Nuklearmedizinische Bildgebung Nuklearmedizinische Diagnostik in der Neuroonkologie K.-J. Langen 1 ; M. Weckesser 2 ; D. Pauleit 1 ; J. Steiger 3 1 Institut für Neurowissenschaften und Medizin, Forschungszentrum Jülich; 2 Nuklearmedizinische Klinik und Poliklinik, Universität Münster; 3 Neurochirurgische Klinik des Universitätsklinikums Düsseldorf Schattauer Schlüsselwörter PET, SPECT, Hirntumoren Zusammenfassung Die Beurteilung der Ausdehnung von Hirntumoren, dieabschätzung der Prognose und die Rezidivdiagnostik stellen auch im Zeitalter der Magnetresonanztomografie (MRT) noch wichtige Herausforderungen in der neuroonkologischen Diagnostik dar. NuklearmedizinischeVerfahren unterverwendung der Positronen-Emissions-Tomografie (PET) und Single- Photonen-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. Korrespondenzadresse Prof. Dr. med. Karl-Josef Langen Institut für Neurowissenschaften und Medizin Forschungszentrum Jülich Leo-Brandt-Str., Jülich Tel / , Fax k.j.langen@fz-juelich.de 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 Keywords Refractory PET, SPECT, brain tumors Summary 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. Nuclear medicine diagnostics in neurooncology Nervenheilkunde 2009; 28: Eingegangen am: 10. Juni 2009; angenommen am: 07. Juli 2009 Kontraindikationen gegen eine MRT bestehen. Nuklearmedizinische Verfahren spielen eine zunehmenderolle 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 Positronen- Emissions-Tomografie-(PET-) und Single- Photonen-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 F-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 on IP:

2 684 K.-J. Langen et al.: Neuroonkologie Tab. 1 Wichtige nuklearmedizinische Tracer für die Diagnostik von Hirntumoren Tracer Abkürzung Funktion Methode Review F-Fluordeoxyglukose FDG Glukosemetabolismus PET 2, 7, 22 C-Methionin MET Aminosäuretransport PET 24, 31, 50 F-Fluorethyltyrosin FET Aminosäuretransport PET 29, 31, 32 F-Fluor-DOPA FDOPA Aminosäuretransport PET 2 F-Fluorthymidin FLT Proliferation PET 1, 23 F-Fluormisonidazol FMISO Hypoxie PET 4 68 Ga-DOTATOC DOTATOC Somatostatinrezeptoren PET 19 C-Raclopride D2R D 2 -Rezeptoren PET 6 Tl-Chlorid Tl Na/K-ATPase SPECT 48 Tc-MIBI MIBI mitochondriale Membranpotenziale Tc-Tetrofosmin TF mitochondriale Membranpotenziale 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 C-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 C mit 20 Minuten auf wenige Zentren mit eigenem Zyklotron beschränkt. F-markierte Aminosäuren können hingegen über größere Distanzen transportiert werden und ermöglichen einen breiteren Einsatz in der klinischen Diagnostik. SPECT 48 SPECT 48 I-α-Methyltyrosin IMT Aminosäuretransport SPECT 24, 28 I-Phenylalanin IPA Aminosäuretransport SPECT 16 I-IBZM IBZM D 2 -Rezeptoren SPECT 6 1 In-Octreotid Octreoscan Somatostatinrezeptoren SPECT 34 Am besten evaluiert ist zurzeit die Aminosäure O-(2- F-Fluorethyl)-L-tyrosin (FET) (28 32). PET-Untersuchungen des regionalen Blutflusses und des Sauerstoffmetabolismus von Hirntumoren mit 15 O-markierten Tracern haben sich für klinische Fragestellungen als wenig aussagekräftig erwiesen (8). Als Proliferationsmarker zeigt F-3 -Deoxy- 3 -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-Hirn- Schranke und niedriggradigen Gliomen in der FLT-PET nicht dargestellt. Mit F-Fluormisonidazol können hypoxischeareale 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-D 2 -Rezeptorliganden wie C-Racloprid als hilfreich erwiesen (6). Für die Rezidivdiagnostik und Therapiekontrolle von Meningiomen eignen sich sowohl FDG als auch Somatostatin-Rezeptor-Liganden, wobei diese insbesondere zur Abgrenzung einer Infiltration der Schädelbasis geeignet sind (19). 68 Ga- DOTATOC 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 C-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. C-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. 124 I-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 Tl, Tc-Sestamibi, Tc-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 Tl sind der Blutfluss, die Zellviabilität und die Aktivität der Na/K-ATPase von Bedeutung, bei Tc- Sestamibi und bei Tc-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 on IP:

3 K.-J. Langen et al.: Neuroonkologie 685 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 Tc- Sestamibi und Tc-Tetrofosmin wird die Diagnostik durch eine vermehrte Traceranreicherung im Bereich des Plexus Chorioideus beeinträchtigt, die bei Tl nicht beobachtet wird. Für die SPECT stehen auch Aminosäuren wie I-α-Methyltyrosin (IMT) und p- I-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-D 2 -Rezeptorliganden wie I-IBZM und I-Epideprid für die SPECT eingesetzt (6). Als Somatostatin-Rezeptorligand für die Rezidivdiagnostik und Therapiekontrolle von Meningiomen und Medulloblastomen mit der SPECT befindet sich 1 In-Octreotid in der klinischen Evaluierung (34). Klinische Einsatzgebiete Primärdiagnostik von Hirntumoren 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. Mit der MRT können die meisten Hirntumore frühzeitig erfasst und anhand der Binnenstruktur gut charakterisiert werden (9). Bei inhomogenen Gliomen bietetdie 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 Tl, Tc-MIBI und Tc-Tetrofosmin in der SPECTisthinweisend 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, radioaktivenaminosäuren 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 1 H-Magnetresonanzspek- Schattauer 2009 Nervenheilkunde 10/2009 Downloaded from on IP:

4 686 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 (%) Spezifität (%) F-FDG-PET C-MET-PET 79 bis bis F-FET-PET I-IMT-SPECT 78 bis Tl-SPECT Tc-MIBI-SPECT MRI (22, 37). Auch die Tl-SPECT kann bei hochgradigen Gliomen die Biopsieplanung erleichtern (17). Somit trägt neben der FDG-PET und der Tl-SPECT die Diagnostik mit radioaktiv markierten Aminosäuren zu einer verbesserten Steuerung der Biopsien bei und hilft, Fehlbiopsien aus unspezifisch verändertem Literatur Tab. 2 Sensitivität und Spezifität bei der Differenzierung Tumorrezidiv /Radionekrose Bezüglich der Graduierung von Hirntumoren werden sowohl für diefdg-pet als auch für die SPECT-Untersuchungen mit Tl, Tc-Sestamibi und Tc-Tetrofosmin signifikante Unterschiede der Traceranreicherung bei Tumoren verschiedener Malignitätsgrade berichtet (5, 51). Die Tumor/Hirn- Quotienten zeigen jedoch bei den verschiedenen Malignitätsgraden einen deutlichen Überlappungsbereich, sodass eine zuverlässigeaussage 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 on IP:

5 K.-J. Langen et al.: Neuroonkologie 687 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 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 FET- Anreicherung 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 (). Rezidivdiagnostik FDG Die Unterscheidung eines Gliomrezidivs von posttherapeutischen Veränderungen kann mitderkonventionellen 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 IMT- SPECT (27) und für die Tc-Sestamibi- SPECT (33) berichtet. Für Tc-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 Tl-SPECT scheint bei dieser Fragestellung Aminosäuren (MET, FET, IMT, FDOPA) MIBI, TL, TF Tumorausdehnung ++ Biopsieführung Graduierung ++ +(++)* Prognose Rezidivdiagnostik Therapiekontrolle mit ca. 75% ebenfalls relativ niedrig zu sein (14). Im direkten Vergleich erwies sich die IMT-SPECT der Tc-Sestamibi-SPECT überlegen (). 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 FLT 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 Tl und Tc-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 FET- PET ist in Abbildung 3 dargestellt. Ein hoher Vorhersagewert wurde auch mit der FLT- PET 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 1 H-MRS eine hohe Genauigkeit erreicht werden. Die Aufnahme der SPECT Tracer Tl, Tc-Sestamibi, Tc-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. ChenWet al. Imaging proliferation in brain tumors with F-FLT PET: comparison with F-FDG. J Nucl Med 2005; 46: Chen W. Clinical applications of PET in brain tumors.j Nucl Med 2007; 48: Chen W, Delaloye S, Silverman DH et al. Predicting treatment response of malignant gliomas to bevacizumab and irinotecan by imaging proliferation with [ F] fluorothymidine positron emission tomography: a pilot study. J Clin Oncol 2007; 25: Cher LM et al. Correlation of hypoxic cell fraction and angiogenesis with glucose metabolic rate in gliomas using F-fluoromisonidazole, F-FDG PET, and immunohistochemical studies.j Nucl Med 2006; 47: Choi JY et al. Brain tumor imaging with Tctetrofosmin: comparison with Tl, Tc-MIBI, Schattauer 2009 Nervenheilkunde 10/2009 Downloaded from on IP:

6 688 K.-J. Langen et al.: Neuroonkologie and F-fluorodeoxyglucose.J Neurooncol 2000; 46: De Herder WW et al. Diagnostic imaging of dopamine receptors in pituitary adenomas. Eur J Endocrinol 2007; 156 Suppl 1: S Del Sole A et al. Anatomical and biochemical investigation of primary brain tumours. Eur J Nucl Med 2001; 28: Derlon JM. The in vivo metabolic investigation of brain gliomas with positron emission tomography. AdvTech StandNeurosurg1998; 24: Ernst S. Hirntumoren. In: Heindel W, Kugel H, Lackner K (eds). Rationelle MR-Untersuchungstechniken. Stuttgart: Thieme 1997; Floeth F et al. Multimodal metabolic imaging of cerebral gliomas using positron emission tomography with [ F]-fluoroethyl-l-tyrosine and magnetic resonance spectroscopy. J Neurosurgery 2005; 102: Floeth FW et al. Prognostic value of O-(2- F-fluoroethyl)-L-tyrosine PET and MRI in low-grade glioma. J Nucl Med 2007; 48: Galldiks N et al. Use of C-methionine PET to monitor the effects of temozolomide chemotherapy in malignant gliomas. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2006; 33: 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: Gomez-Rio M et al. Tl-SPECT in low-grade gliomas: diagnostic accuracy in differential diagnosis between tumour recurrence and radionecrosis. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2004; 31: 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: Hellwig D et al. Intra-individual comparison of p-[ I]-iodo-L-phenylalanine and L-3-[ I]-iodoalpha-methyl-tyrosine for SPECT imaging of gliomas.eur J Nucl Med Mol Imaging 2008; 35: Hemm S et al. Stereotactic coregistration of Tl SPECTandMRIappliedto braintumorbiopsies. J Nucl Med 2005; 46: 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: Henze M et al. Characterization of 68 Ga-DOTA- D-Phe1-Tyr3-octreotide kinetics in patients with meningiomas. J Nucl Med 2005; 46: Herholz K et al. C-methionine PET for differential diagnosis of low-grade-gliomas. Neurology 1998; 50: Jacobs AH et al. Positron-emission tomography of vector-mediated gene expression in gene therapy for gliomas. Lancet 2001; 358(9283): Jacobs AH et al. Imaging in neurooncology. NeuroRx 2005; 2: Jacobs AH et al. F-fluoro-L-thymidine and C-methylmethionine as markers of increased transport and proliferation in brain tumors. J Nucl Med 2005; 46: Jager PL et al. Radiolabeled amino acids: basic aspects and clinical applications in oncology. J Nucl Med 2001; 42; Kaschten B et al. Preoperative evaluation of 54 gliomas by PET with fluorine--fluorodeoxyglucose and/or carbon--methionine. J Nucl Med 1998; 39: KrachtLW etal. Delineationof braintumorextent with [ C]L-methionine positron emission tomography: local comparison with stereotactic histopathology. Clin Cancer Res 2004; 10: Kuwert T et al. Diagnosis of recurrent glioma with SPECT and iodine--alpha-methyl tyrosine. J Nucl Med 1998; 39: Langen KJ, Pauleit D, Coenen HH. [ I]Iodoa-Methyl-L-Tyrosine: uptake mechanisms and clinical applications. Nucl Med Biol 2002; 29: Langen KJ et al. O-(2-[ F]fluoroethyl)-L-tyrosine: uptake mechanisms and clinical applications. Nucl Med Biol 2006; 33: Langen KJ, Stoffels G. Hirntumoren. Nuklearmediziner 2007, 30: Langen KJetal. Diagnostik von zerebralen Gliomen mit radioaktiv markierten Aminosäuren. Dtsch Arztebl 2008; 105: Langen KJ, Stoffels G. O-(2-[ F]Fluorethyl)-L-tyrosin (FET) in der Diagnostik von Hirntumoren. Nuklearmediziner 2009, 32: Le Jeune F et al. Sestamibi technetium- brain single-photon emission computed tomography to identify recurrent glioma in adults: studies. J Neurooncol 2006; 77: Nathoo N et al. The role of 1 indium-octreotide brain scintigraphy in the diagnosis of cranial, duralbased meningiomas. J Neurooncol 2007; 81: Ohtani T et al. Brain tumour imaging with carbon- choline: comparison with FDG PET and gadolinium-enhanced MR imaging. Eur J Nucl Med 2001; 28: Pauleit D et al. O-(2-[ F]fluoroethyl)-L-tyrosine PET combined with Magnetic Resonance Imaging Improves the Diagnostic Assessment of Cerebral Gliomas. Brain 2005;128: Pirotte B et al. Comparison of F-FDG and C-methionine for PET-guided stereotactic brain biopsy of gliomas.j Nucl Med 2004; 45: Plotkin M et al. I-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: Pöpperl G et al. O-(2-[ F]fluoroethyl)-L-tyrosine PET for monitoring the effects of convection-enhanceddeliveryof paclitaxelinpatientswithrecurrent glioblastoma. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2005; 32: Pöpperl G et al. Serial O-(2-[ F]fluoroethyl)-L-tyrosine PET for monitoring the effects of intracavitary radioimmunotherapy in patients with malignant glioma. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2006; 33: Pöpperl G et al.analysis of F-FET PET for grading of recurrent gliomas: is evaluation of uptake kinetics superior to standard methods? J Nucl Med 2006; 47: 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: Le Jeune FP et al. Sestamibi technetium- brain single-photon emission computed tomography to identify recurrent glioma in adults: studies. J Neurooncol 2006; 77: Rachinger W et al. Positron emission tomography with O-(2-[ F]fluoroethyl)-l-tyrosine versus magnetic resonance imaging in the diagnosis of recurrent gliomas. Neurosurgery 2005; 57: Ribom D et al. Positron emission tomography ( )C-methionine and survival in patients with lowgrade gliomas. Cancer 2001; 92: RicciPEetal. Differentiatingrecurrent tumor from radiation necrosis: time for re-evaluation of positron emission tomography? Am J Neuroradiol 1998; 19: Saleem A et al. Metabolic activation of temozolomidemeasuredinvivo usingpositronemissiontomography. Cancer Res 2003; 63: Schillaci O et al. Single-photon emission computed tomography/computed tomography in brain tumors. Semin Nucl Med 2007; 37: Semba T et al. Thallium- SPECT in prognostic assessmentof malignant gliomas treated with postoperative radiotherapy. Ann Nucl Med 2006; 20: Singhal T et al. C-L-methionine positron emission tomography in the clinical management of cerebral gliomas. Mol Imaging Biol 2008; 10: Sun D et al. Clinical application of Tl SPECT imaging ofbrain tumors. J Nucl Med 2000; 41: Van Laere K et al. Direct comparison of F-FDG and C-methionine PET in suspected recurrence of glioma: sensitivity, inter-observer variability and prognostic value. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2005; 32: Vos MJ et al. Thallium- SPECT: the optimal prediction of response in glioma therapy. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2006; 33: Weckesser M et al. Initial experiences with O-(2-[ F]fluorethyl)-L-tyrosine PET in the evaluation of primary brain tumors. Eur J Nucl Med 2005; 32: Nervenheilkunde 10/2009 Schattauer 2009 Downloaded from on IP: