Stabilität des Hypoxietracers [¹⁸F]-FMISO während sequentieller PET-Untersuchungen bei Patienten mit radiochemotherapierten HNO-Tumoren und Korrelation von funktionellen Tumor-Subvolumina zur Rezidivlokalisation

Fragestellung.
Untersucht wurde die Verteilung der Aktivitätskonzentration des Hypoxietracers FMISO in sequentiellen PET-Untersuchungen bei Patienten mit primär radiochemotherapierten Kopf-Hals-Tumoren. Patienten mit residueller Hypoxie während der zweiten Behandlungswoche erleiden fast immer ein Lokalrezidiv im Hochdosis-Bereich. Zur Erhöhung der Strahlendosis werden unter anderem FMISO-PET-basiert adaptierte Dosisverschreibungen (Dose-painting) diskutiert. Für eine erste Plausibilitätsprüfung dieses Ansatzes wurde die Stabilität der FMISO-Verteilung und die Lokalisation von Lokalrezidiven mit, während der Therapie erfassten, PET-Parametern untersucht.
Methodik.
Von 25 Patienten, die während der primären Radiochemotherapie sequentielle FMISO Aufnahmen erhielten (FMISO1 vor Therapie, FMISO2 in der ersten, FMISO3 in der zweiten und FMISO4 in der fünften Woche) zeigten 12 eine ausgeprägte residuelle Hypoxie (bestimmt als TBR_max>1,9). Sechs dieser Patienten hatten ein auswertbares Lokalrezidiv (2 x in der CT und 4 x in der FDG-PET-CT). Die Rezidivbildgebung und darauf basierende Konturen wurden auf die FMISO- und FDG PET-Untersuchungen vor Therapie fusioniert und die PET-Konturen auf ein Überlappen überprüft.
Ergebnis.
Die wiederholten FMISO-PET-Untersuchungen während der Radiochemotherapie zeigten ein sehr heterogenes volumetrisches Verhalten der hypoxischen Subvolumina zu Beginn der Therapie. In der FMISO4-Bildgebung war nur noch selten Hypoxie nachzuweisen. Trotz der Größenvariationen innerhalb der ersten beiden Wochen war die Überlappung der sequentiellen Sub-Volumina ausgeprägt, bestimmt als mittlerer Dice-Index von 62% zwischen FMISO1 und FMISO2 und 58% zwischen FMISO2 und FMISO3. Die Lokalisation des Aktivitäts-Hot-Spots SUV_max zeigte demgegenüber dramatische Veränderungen, der mittlere Abstand betrug zwischen FMISO2 und FMISO3 13,5
mm. Die vorhandenen, registrierten Rezidive zeigten sowohl ein Überlappen mit dem initialen FDG-PET, als auch mit FMISO1 und FMISO3 (medianer Dice-Index 27, 24 und 28%). Zur Überprüfung ob es wirklich eine reproduzierbare und stabile FMISO-PET-positive Region gibt, die sich zur Dosiseskalation eignet, wurden die überlappenden Konturen verschiedener FDG und FMISO-Konturen zu einer gemeinsamen Kontur zusammengefasst (FDG, FMISO1, FMISO3). Nur in 2 Fällen trat das Rezidiv in der so eingegrenzten Region auf.
Schlussfolgerung.
Die FMISO-Verteilung variiert während der ersten beiden Therapiewochen erheblich, es erfolgt jedoch keine komplette Verschiebung des hypoxischen Subvolumens sondern eine unterschiedlich ausgeprägte Volumenveränderung. Die Überlappung der FMISO-PET-basierten Subvolumina mit dem Lokalrezidiv stärken die Hypothese, dass radioresistente Zellen in diesen Regionen das Rezidiv verursachen können. Die Variabilität des SUV_max und die geringe Rate an Rezidiven innerhalb einer reproduzierbar abgrenzbaren FDG und FMISO aviden Region sprechen jedoch gegen eine, rein voxelbasierte, Dosisverschreibung.