PSMA-PET in der Prostatakarzinom-Diagnostik – Einsatzmöglichkeiten?

Die bildgebende Diagnostik nimmt beim Prostatakarzinom eine zentrale Rolle ein. Bereits bei der Abklärung des Verdachts auf Vorliegen eines Prostatakarzinoms sieht die aktuelle S3-Leitlinie nach negativer Biopsie die Magnetresonanztomografie (MRT) als sinnvolle ergänzende bildgebende Diagnostik an. Während beim Staging des Prostatakarzinoms mit Niedrigrisiko-Profil keine weitere bildgebende Diagnostik erfolgen sollte, ist bei Patienten mit hohem Risiko (Gleason-Score > 8 bzw. cT3/4-Stadium) eine MRT- bzw. CT-Untersuchung des Beckens sinnvoll. Hinsichtlich des Vorliegens einer ossären Metastasierung sollte bei einem PSA-Wert von über 10 ng/ml bzw. einem Gleason-Score > 8 oder einem cT3/4-Stadium oder dem Vorliegen von Knochenschmerzen eine Skelett-Szintigrafie erfolgen. Auch im Rahmen der Rezidivdiagnostik sowie zur Verlaufskontrolle bei metastasierter Erkrankung wird oftmals auf bildgebende Verfahren zurückgegriffen.
Bereits vor einigen Jahren hielt neben der klassischen Schnittbilddiagnostik und der Knochenszintigrafie die Posi­tronenemissionstomografie (PET) Einzug in die Diagnostik des Prostatakarzinoms. Hauptsächlich kamen dabei als nuklearmedizinische Tracer zunächst 18F-Fluordeoxyglukose und radioaktiv markierte Cholin-Derivate zum Einsatz. Nach anfänglicher Euphorie musste man jedoch feststellen, dass der diagnostische Zugewinn sowohl beim Primär-Staging als auch in der Rezidivdiagnostik beschränkt ist [1]. Seitdem wurde eine Reihe weiterer Zielstrukturen bzw. Tracer für die PET-Diagnostik beim Prostatakarzinom wie radioaktiv markiertes Acetat, Bombesin-Derivate oder 18F-Fluciclovin (18F-FACBC) untersucht [2–4].

PSMA als Zielstruktur für die PET-Bildgebung

Ein entscheidender Durchbruch scheint jedoch aktuell mit niedermolekularen Liganden, die am aktiven Zentrum der extrazellulären Domäne des Prostata-spezifischen Membranantigens (PSMA) binden, gelungen zu sein [5]. Das PSMA wird zwar – anders als sein Name vermuten lässt – nicht exklusiv auf Prostata- bzw. Prostatakarzinom-Gewebe exprimiert, zeigt jedoch physiologischerweise keine erhöhte Expression im Bereich von Lymphknoten bzw. Knochen, den primären Metastasierungsorten beim Prostatakarzinom. Des Weiteren weist PSMA eine signifikante Überexpression auf den meisten Prostatakarzinom-Zellen auf, v. a. bei höhergradigen Tumoren oder metastatischer Erkrankung [6]. Zudem wurde eine Erhöhung der PSMA-Expression unter stabiler Hormontherapie und beim kastrationsrefraktären Prostatakarzinom beschrieben.
Daher ist es nicht verwunderlich, dass große Hoffnungen in eine Verbesserung der Diagnostik durch PSMA-spezifische Tracer für die PET-Diagnostik gesetzt werden. Mittlerweile wurde bereits eine Vielzahl solcher niedermolekularer
PSMA-Liganden zur Verwendung in der PET-Diagnostik entwickelt (z. B. 68Ga-PSMA-11 [7], 68Ga-PSMA I & T [8], 18F-DCFBC [9], 18F-DCFPyL [10], 18F-PSMA-
1007 [11]). Allen diesen Tracern ist eine schnelle systemische Clearance gemein, was eine zeitnahe PET-Diagnostik mit einem guten Läsions- zu-Hintergrund-Kontrast ermöglicht. Die meisten klinischen Erfahrungen liegen dabei mit 68Ga-PSMA-11 (radiochemischer Name 68Ga-PSMA-HBED-CC) vor.

PSMA-PET zur Lokalisations­diagnostik

Während das lokale T-Staging eine Domäne der Magnetresonanztomografie ist und bleiben wird, da sich hier eine extraprostatische Ausbreitung bzw. eine Samenblasen-Infiltration nachweisen lässt [12, 13], eignet sich die Positronenemissionstomografie hierfür aufgrund der zu geringen räumlichen Auflösung nicht. Gleichwohl kann die PSMA-basierte PET zusätzlich zur multiparametrischen MRT molekulare Informationen liefern und so in der lokalen Lokalisationsdiagnostik hilfreich sein (Abb. 1). 

Abb. 1: 74-jähriger Patient mit einem Stanz-bioptisch gesicherten Prostatakarzinom in der Zielbiopsie dorsal rechts (Gleason-Score 3 + 4 = 7a; PSA 8,6 ng/ml): Die multiparametrische 68Ga-PSMA-PET/MRT zeigt eine hypointense, unscharf begrenzte Zone in der T2-Wichtung (A) mit leichter Diffusions-Restriktion (B) sowie eine deutlich erhöhte Signalintensität in der PSMA-PET-Bildgebung (C). Bildquelle: Autor

In diesem Zusammenhang konnten wir eine Serie von 53 Patienten untersuchen, die bei gesichertem Prostatakarzinom präoperativ vor radikaler Prostatektomie eine multiparametrische MRT-Untersuchung in Kombination mit einer PSMA-basierten PET im Rahmen einer Hybrid-Kombinationsuntersuchung erhielten [14]. Während die multiparame­trische MRT anhand der PIRADS-Kriterien evaluiert wurde, wurde für die PET eine dazu analoge 5-Punkt-Likert-Skala verwendet. Es erfolgte eine Patienten- und Sextanten-basierte Auswertung sowie ein Vergleich mit dem histologischen Ergebnis nach radikaler Prostatektomie.
Sowohl auf Patienten- als auch Sextanten-Basis zeigte sich hierbei ein signifikanter Vorteil der PET bzw. der Kombinationsuntersuchung gegenüber der alleinigen MRT für die Lokalisationsdiagnostik des Prostatakarzinoms. Auf Patientenbasis konnten 92% der Prostatakarzinome mittels PSMA-PET lokalisiert werden gegenüber 66% mithilfe der multiparametrischen MRT (p < 0,001). Auf Sextanten-Basis zeigte sich für die PSMA-PET eine Sensitivität von 64% bei einer Spezifität von 94% (AUC 0,83) gegenüber einer Sensitivität von 43% bei einer Spezifität von 98% (AUC 0,73) für die multiparametrische MRT (p = 0,003). Die Kombination beider Verfahren zeigte sich dabei den Einzeluntersuchungen überlegen.
Auf diese Weise könnte die PSMA-PET in Kombination mit einer multiparametrischen MRT evtl. hilfreich in der Diagnostik (z. B. im Rahmen von zielgerichteten Biopsien) bzw. Therapieplanung (z. B. Boost-Bestrahlung) sein, wenngleich der Stellenwert dieser doch sehr aufwendigen Diagnostik für die Lokalisationsdia­gnostik aktuell noch unklar bleibt.

PSMA-PET beim Primärstaging

Eine wesentliche Verbesserung lässt sich jedoch für das Primärstaging bei Patienten mit einem erhöhten Risikoprofil erwarten, sodass hier ein vermehrter Einsatz der PSMA-PET in Zukunft wahrscheinlich erscheint. In mittlerweile mehreren Arbeiten wurde ein verbesserter Nachweis von Lymphknotenmetastasen mithilfe der PSMA-PET beschrieben (Abb. 2; [15–17]).

Abb. 2: Patient mit primärer Hochrisiko-Konstellation eines Prostatakarzinoms (Gleason-Score 4 + 5 = 9; PSA 6,2 ng/ml) und Nachweis einer Lymphknotenmetastase in der 68Ga-PSMA-PET/CT (A) in einem morphologisch nicht vergrößerten Lymphknoten (B).

Während die konventionelle Schnittbildgebung v. a. die Größe der Lymphknoten zur Beurteilung heranzieht (suspekt meist ab einen Kurzachsen-Durchmesser von 8 mm) und so beim Prostatakarzinom bis zu 80% der Lymphknotenmetastasen nicht nachweisbar sind [18], bietet hier die PSMA-PET zusätzliche molekulare Informationen und kann auch in kleineren, morphologisch nicht suspekten Lymphknoten Prostatakarzinom-Zellen nachweisen. In der bisher größten Serie mit systematischer histologischer Aufarbeitung der Lymphknotenfelder konnten wir bei 130 Patienten mit erhöhtem Risikoprofil vor radikaler Prostatektomie, die präoperativ entweder eine PSMA-PET/CT bzw. PET/MRT erhalten hatten, sowohl auf Patientenebene als auch auf Ebene der Lymphknotenstationen eine signifikante Verbesserung der Diagnostik beobachten [16]. Während auf Patientenebene für die alleinige anatomische Bildgebung Sensitivität, Spezifität und diagnostische Genauigkeit bei 43,9%, 85,4% bzw. 72,3% lagen, erhöhten sich die Werte für die PSMA-PET auf 65,9%, 98,9% und 88,5%. Auf Ebene der Lymphknotenstationen ließ sich dasselbe beobachten: Hier lagen Sensitivität, Spezifität und diagnostische Genauigkeit für die konventionelle Schnittbildgebung bei 27,3%, 97,1% und 87,6% versus 68,3%, 99,1% und 95,2% für die PSMA-PET. Allerdings ist zu beachten, dass selbst mittels PSMA-basierter PET-Diagnostik Lymphknotenmetastasen einer Größe von unter 3–4 Millimetern meist unentdeckt bleiben.
Hinsichtlich der Detektion einer ossären Metastasierung liegen bisher nur erste limitierte Informationen vor, sodass hierzu noch keine belastbaren Aussagen gemacht werden können. In einer ersten Arbeit mit 126 Patienten, die im Rahmen eines Primär- oder Rezidivstagings eine Knochenszintigrafie sowie PSMA-PET/CT-Untersuchung innerhalb von drei Monaten ohne zwischenzeitliche Therapieänderung erhielten, zeigte sich die PSMA-PET als signifikant überlegen [19]. Je nachdem, ob unklare Befunde als positiv oder negativ gewertet wurden, betrugen die Sensitivität und Spezifität 98,7–100% und 88,2–100% für die PSMA-PET bzw. 86,7–89,3% und 60,8–96,1% für die Knochenszintigrafie.
Gerade kleine Knochenherde können mittels PSMA-PET leichter identifiziert werden – ebenso kommt es bei einem geringeren Anteil von Patienten zu unklaren Befunden, sodass eine zusätzliche Knochenszintigrafie bei Patienten, die bereits eine PSMA-PET-Untersuchung hatten, entbehrlich ist (Abb. 3). Da diese retro­spektive Analyse jedoch die erste ihrer Art ist, sollten hier noch weitere systematische Untersuchungen folgen.

Abb. 3: Patient mit ossär metastasiertem kastrationsrefraktärem Prostatakarzinom. Während die konventionelle Skelettszintigrafie (A) auch unspezifische Anreicherungen zeigt (z. B. obere Halswirbel­säule) und erst größere ossäre Metastasen sicher erkennt, bietet die 68Ga-PSMA-PET (B; Maximum-intensity-Projektion) eine höhere Zahl von ossären Metastasen (z. B. Beckenskelett) sowie ein geringeres Hintergrundsignal. Bildquelle: Autor

Im Primärstaging ist die PSMA-PET sinnvoll gerade bei lokal fortgeschrittenen entdifferenzierten Prostatakarzinomen, bei denen kein oder nur eine sehr geringe Menge an PSA im Serum gemessen werden kann. Hier kann durch eine primäre PSMA-PET-Untersuchung nicht nur das Ausmaß der Erkrankung erfasst, sondern gleichzeitig für die weitere Nachsorge die PSMA-Expression des Tumors überprüft werden.

PSMA-PET im Rezidivstaging

Die Domäne der PSMA-PET Dia­gnostik wird jedoch zukünftig wohl die Rezidivdiagnostik darstellen. Insbesondere zwei größere Studien sowie eine Metaanalyse von Perera et al. sollten hier Erwähnung finden [20–22]. Gerade bei niedrigen PSA-Werten ist eine genaue Lokalisationsdiagnostik wünschenswert, da hierdurch eine zielgerichtetere und möglicherweise effektivere Therapie ermöglicht wird (Abb. 4):

Abb. 4: Patient mit Lokalrezidiv in der ehemaligen Samenblasenloge rechts und histologischer Sicherung mittels PSMA-radioguided surgery: Die 68Ga-PSMA-PET/CT (A) zeigt eine intensive Tracer-Anreicherung dorsal der Blase in Projektion auf eine diskrete Weichgewebs-Vermehrung (B). Bildquelle: Autor

In der Arbeit von Afshar-Oromieh et al. mit insgesamt 319 Patienten zeigten sich Detektionsraten von 50%, 58,3% und 71,8% für Patienten mit PSA-Werten zwischen 0,2 und 0,5 ng/ml, 0,5–1,0 ng/ml und 1–2 ng/ml [20]. Patienten mit initial aggressiveren Tumoren (höherer Gleason-Score) wiesen dabei eine erhöhte Detektionsrate auf. Vergleichbare Ergebnisse konnten wir bei 248 Patienten beobachten – bei 57,9%, 72,7% und 93,0% konnte bei einem PSA-Wert zwischen 0,2 und 0,5 ng/ml, 0,5–1,0 ng/ml und zwischen 1 und 2 ng/ml jeweils mindestens ein suspekter Befund in der PSMA-PET identifiziert werden [21].
Im direkten Vergleich zur konventio­nellen Schnittbildgebung (CT bzw. MRT) konnte darüber hinaus gezeigt werden, dass suspekte Befunde sich bei ca. 30% der Patienten nur durch die molekulare Bildgebung nachweisen ließen und bei weiteren 22% der Patienten zusätzliche Läsionen durch die PSMA-PET identifiziert werden konnten. Die etwas unterschiedlichen Detektionsraten der beiden Studien könnten unter anderem darauf zurückgeführt werden, dass in der Studie von Afshar-Oromieh ca. 30% der Patienten keine radikale Prostatektomie erhalten hatten, während in der Studie von Eiber et al. nur Patienten nach radikaler Prostatektomie eingeschlossen wurden.
In der unlängst veröffentlichten ersten systematischen Metaanalyse zur PSMA-PET von Perera et al., die 16 Studien mit über 1.300 Patienten einbezog, wurden Detektionsraten von 58%, 76% und 95% für PSA-Werte von 0,2–1,0 ng/ml, 1,0–2,0 ng/ml und über 2,0 ng/ml ermittelt [22]. In diesem Zusammenhang ist vor allem auch der Vergleich zu den bisher in der PET-Diagnostik des Prostatakarzinoms meist genutzten Cholin-basierten Tracern von Interesse. Hier konnten vergleichende Studien bei Patienten, die beide Untersuchungsmodalitäten erhalten hatten, eine signifikant erhöhte Tumordetektionsrate und vor allem weniger Hintergrundsignal mit einem verbesserten Verhältnis von Tumor- zu Hintergrundaktivität für die PSMA-PET zeigen [23, 24]. Einschränkend muss hier jedoch angemerkt werden, dass meist keine histologische Verifikation der positiven Befunde erfolgte. Als Gegenargument lässt sich anführen, dass erst durch die hohe Spezifität der für die PSMA-PET-Bildgebung verwendeten Tracer ein intraoperatives Tracking von Prostatakarzinomen im Rahmen einer PSMA-radioguided surgery möglich wurde [25].
Zusammenfassend lässt sich also konstatieren, dass die PSMA-PET gerade bei niedrigen PSA-Werten die Rezidivdia­gnostik verbessert und eventuell dadurch die onkologischen Langzeitergebnisse verbessern hilft. Diese überzeugenden Daten haben nun bereits dazu geführt, dass die PSMA-PET-Diagnostik Einzug in die deutsche S3-Leitlinie gefunden hat, falls sich im Rezidivfall aus dem Ergebnis eine therapeutische Konsequenz ergeben könnte.

Limitationen der PSMA-PET-Diagnostik

Trotz aller dieser ermutigenden Ergebnisse müssen jedoch auch die Limitationen der PSMA-PET-Diagnostik bedacht werden. Bei bis zu 10% der primären Prostatakarzinome kann das PSMA gering exprimiert sein oder gänzlich fehlen, sodass die PSMA-PET den Primärtumor (und in der Folge auch Metastasen) nicht detektieren kann [14, 16]. Auch kann die PSMA-PET metastatische Absiedlungen erst ab einer gewissen Größe bzw. ab einem gewissen PSMA-Expressionslevel nachweisen, sodass sich z. B. im Primärstaging bei Patienten mit einem Hochrisiko-Prostatakarzinom durch eine negative PSMA-PET eine mikroskopische lymphogene Metastasierung nicht ausschließen lässt [15, 16, 26]. Daher sollte man sich durch eine unauffällige PSMA-PET-Untersuchung bei geplanter radikaler Prostatektomie in solch einem Fall nicht dazu verleiten lassen, auf eine adäquate Lymphknoten-Dissektion zu verzichten.
Ebenso sollte beim biochemischen Rezidiv und unauffälliger PSMA-PET-Untersuchung mit einer Salvage-Strahlentherapie nicht abgewartet werden, bis schließlich die PSMA-PET einen positiven Befund ergibt, weil das eine Verschlechterung der onkologischen Pro­gnose zur Folge haben könnte.
Andererseits soll nicht unerwähnt bleiben, dass selbst bei niedrigen PSA-Werten im Rezidivfall die PSMA-PET für die weitere Therapie (z. B. Boost-Bestrahlung, Salvage-Lymphknoten-Dissektion) wertvolle Informationen liefern kann. Eine Zusammenschau mit den klinischen Parametern ist jedoch immer obligat.
Des Weiteren ist das PSMA nicht ein solch „spezifischer“ Oberflächenmarker für die Prostata und das Prostatakarzinom, wie der Name vermuten lassen könnte – bei einer Reihe von gut- und bösartigen Erkrankungen lässt sich auch eine erhöhte Expression dieses Mem­branantigens nachweisen, das auch in der Neoangiogenese eine Rolle spielt [27]. Neben der physiologischen Anreicherung des PSMA-Tracers in Speicheldrüsen, Leber, Milz, Dünndarm sowie der Ausscheidung über den Harntrakt können beispielsweise Schilddrüsen- und Nebennierenadenome, intestinale und paravertebrale Ganglien (nicht zu verwechseln mit Lymphknotenmetastasen), Sarkoidose, Schwannome, Tuberkulose-Herde, Morbus Paget und eine Reihe weiterer gutartiger Erkrankungen ein positives Signal in der PSMA-PET bedingen. An bösartigen Läsionen seien exemplarisch das Nierenzell-, Bronchial-, Schilddrüsen- und Leberzellkarzinom genannt. Eine sorgfältige nuklearmedizinische Beurteilung der durchgeführten Bildgebung ist daher unabdingbar, auch wenn sich die oftmals überzeugenden und eindrücklichen Bilder dem Nicht-Nuklearmediziner von alleine zu erschließen scheinen.

Zusammenfassung

Die meiste Evidenz für die PSMA-PET-Diagnostik liegt für das Staging im Rezidivfall vor. Hier kann selbst bei niedrigen PSA-Werten < 1 ng/ml der Nachweis von Tumorrezidiven gelingen und so die Therapie beeinflusst werden. Für das Lymphknotenstaging und die Abklärung einer ossären Metastasierung in der Primärdiagnostik sind die gegenwärtig verfügbaren Daten nicht belastbar genug, um eine Leitlinien-Empfehlung außerhalb von Studien auszusprechen. Es ist aber zu erwarten, dass gerade bei erhöhtem Risikoprofil die PSMA-PET auch hier zukünftig einen Stellenwert erhalten wird.

 

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PD Dr. med. Tobias Maurer, FEBU
(korrespondierender Autor)
Leitender Oberarzt, Klinik und
Poliklinik für Urologie
Technische Universität München (TUM)
Klinikum rechts der Isar
Ismaninger Str. 22, 81671 München
+49 89 4140 2508
+49 89 4140 4843


PD Dr. med. Matthias Eiber
Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin
Technische Universität München und
Department of Molecular and Medical Pharma­cology, David Geffen School of Medicine
University of California Los Angeles
Los Angeles, CA, USA