Kombination aus molekularer und morphologischer Bildgebung

Die Kombination aus Positronen-Emissions-Tomographie (PET) und Computertomographie (CT) wird seit ungefähr zehn Jahren eingesetzt und hat vor allem Einzug in die onkologische Diagnostik, in geringerem Maße auch in die Neurologie und Kardiologie gefunden. Durch die Kombination aus PET und CT ist eine wesentlich genauere Diagnostik wie mit den einzeln eingesetzten Verfahren möglich und man erhält Auskünfte über Morphologie und Stoffwechsel der nachzuweisenden Tumore oder bestimmter Zellverbände. Im Vergleich zu den einzelnen bildgebenden Verfahren werden bis zu 40% mehr Therapie-entscheidende Informationen erlangt. Theoretisch ist bereits der Nachweis von 104 Zellen mit einem Durchmesser von 1 mm möglich, in der Praxis liegt die Nachweisgrenze bei etwa 2 mm. Darüber hinaus kann mit einer PET/CT-Untersuchung der ganze Körper dargestellt werden, bei anderen Methoden werden jeweils nur einzelne Körperregionen erfasst. Die Untersuchung dauert etwa 20 Minuten.

PET-Tracer

Die PET beruht auf der Markierung von Molekülen (Tracern) mit kurzlebigen Radionukleotiden (Positronenstrahlern), die in Form von Schnittbildern ein qualitatives und quantitatives Bild von Stoffwechselprozessen und molekularen Interaktionen wiedergeben. Der am häufigsten eingesetzte PET-Tracer ist [¹⁸ F]Fluor-2-desoxy-D-Glucose (FDG). Dies hat folgenden Hintergrund: Tumorzellen weisen einen gesteigerten Glucosestoffwechsel auf. 2-desoxy-D-Glucose (DG) wird von Glucosetransportern in die Zelle eingeschleust und durch die Hexokinase zu 2-desoxy-D-Glucose-6-phosphat umgesetzt. Dieser Metabolit wird durch keine weiteren Enzyme angegriffen und akkumuliert in der Zelle. Durch die Einführung von ¹⁸ F in DG entsteht das Radionukleotid [¹⁸ F]Fluor-2-desoxy-D-Glucose (FDG). Aufgrund der hohen Anzahl an Glucosetransportern in Tumorzellen wird eine Anreicherung von [¹⁸ F]FDG erzielt, deren Energie in Form medizinischer Bilder nachgewiesen wird. Neben [¹⁸ F]FDG werden weitere PET-Radiotracer in der onkologischen Diagnostik eingesetzt (siehe Tabelle). Sie wirken wie [¹⁸ F]FDG über den erhöhten Grundumsatz von Tumorzellen, können aber auch auf andere, tumorspezifische Zielstrukturen ausgerichtet sein. Eine Vielzahl neuer PET-Radiotracer befindet sich in der Entwicklung oder bereits in der präklinischen Phase.

Klinischer Einsatz

Die molekulare Bildgebung wird in der klinischen Onkologie zu diagnostischen Zwecken (Staging), zur Detektion von Erst- und Zweittumoren und zur Therapiekontrolle eingesetzt. Ferner fließt sie in die Therapieentscheidung ein. So kann etwa mithilfe von PET/CT festgestellt werden, ob es sich bei vergrößerten Lymphknoten um eine Metastasierung oder um Entzündungsreaktionen handelt; im zweiten Fall ist eine onkologische Therapie überflüssig. Beim Staging von nicht-kleinzelligen Bronchialkarzinomen kann durch eine exakte Angabe die Wahrscheinlichkeit einer falschen Beurteilung um etwa ein Drittel gesenkt werden, was sich auf die Therapie und letztendlich auf den Erfolg einer Behandlung auswirkt. Des Weiteren ermöglicht die molekulare Bildgebung eine rasche Therapiekontrolle. Im Vergleich zur konventionellen Diagnostik, die nur morphologische Veränderungen erkennt, kann mithilfe der PET/CT das Ansprechen oder Fehlschlagen der Behandlung bereits wenige Tage nach einer zytotoxischen Therapie gezeigt werden. Ferner kann die molekulare Bildgebung in der Nachsorge wie etwa bei Mammakarzinompatientinnen der Hochrisikogruppe eingesetzt werden.