Hemorrhage-Induced Bias of [18F]FDG PET Signal Interpretation in Pancreatic Ductal Adenocarcinoma

Das duktale Adenokarzinom des Pankreas ist eine besonders aggressive Form von Krebs, die dafür bekannt ist, sich schnell auszubreiten und resistent gegen Behandlungen zu sein. Da die Krankheit oft stillschweigend fortschreitet, verlassen sich Ärzte stark auf bildgebende Verfahren, um zu verstehen, was im Körper eines Patienten vorgeht. Eines der gängigsten Werkzeuge hierfür ist eine Untersuchung namens PET-Scan, bei der ein spezieller radioaktiver Zucker verwendet wird, um Bereiche aufzuhellen, in denen Zellen Energie in hohem Maße verbrauchen. Da Krebszellen normalerweise viel mehr Zucker essen als gesunde Zellen, zeigen diese Scans meist helle Flecken an den Stellen, an denen Tumore wachsen. Diese Methode ist jedoch nicht perfekt. Der Zucker kann auch Bereiche aufhellen, in denen der Körper gegen Entzündungen kämpft oder in denen Gewebe abgestorben ist, was ein verwirrendes Bild erzeugt, das es schwierig macht, genau zu bestimmen, wie viel aktiver Krebs tatsächlich noch vorhanden ist.

Ein Forschungsteam der Technischen Universität München und des Universitätsklinikums Hamburg-Eppendorf hat einen spezifischen Grund entdeckt, warum diese Scans manchmal irreführend sein können. Sie fanden heraus, dass interne Blutungen innerhalb eines Tumors den Scan täuschen können, indem sie einen hellen, aktiven Tumor vortäuschen, selbst wenn das Gewebe eigentlich tot ist. In ihrer Studie untersuchten die Wissenschaftler Pankreastumore bei Mäusen sowie eine kleine Gruppe menschlicher Patienten, um zu sehen, wie Blutungen innerhalb des Tumors die Ergebnisse der Bildgebung beeinflussen. Sie fanden heraus, dass totes Gewebe auf diesen Scans normalerweise dunkel erscheint, da es keine Energie verbraucht; totes Gewebe, das jedoch gleichzeitig blutet, erscheint hingegen hell. Dies geschieht, weil die Blutung eine Immunreaktion auslöst, die weiße Blutkörperchen anlockt, die hungrig auf Zucker sind, welche den Scan dann genauso aufhellen wie ein lebender Tumor.

Die Forscher begannen damit, zwei verschiedene Arten von Pankreastumoren in Mäusen zu züchten, die die Hauptvariationen der Krankheit repräsentieren, wie sie beim Menschen vorkommen. Sie führten dann die zuckerbasierten Scans an diesen Tieren durch und verglichen die Bilder mit detaillierten Karten der internen Struktur der Tumore. In Tumoren, die abgestorben waren, aber nicht bluteten, zeigten die Scans korrekt dunkle, leere Räume, in denen die Zellen aufgehört hatten zu arbeiten. Aber in Tumoren, die abgestorben waren und zudem Taschen von Blutungen aufwiesen, zeigten die Scans helle, leuchtende Bereiche. Die Forscher maßen die Helligkeit dieser Stellen und fanden heraus, dass die blutenden Tumore signifikant höhere Werte des Zuckerkonsums aufwiesen als jene ohne Blutungen. Dieser Unterschied war sowohl in den Mausmodellen als auch in der kleinen Gruppe menschlicher Patienten, die sie untersuchten, deutlich, wobei die Tumore mit Blutungen wesentlich höhere Scan-Werte zeigten als jene ohne Blutungen.

Um zu verstehen, warum dies geschah, betrachtete das Team das Gewebe unter einem Mikroskop sehr genau. Sie entdeckten, dass die Blutungsbereiche mit Immunzellen gefüllt waren, speziell mit einer Art von weißem Blutkörperchen namens Makrophage, die als Aufräumtrupp des Körpers fungiert. Diese Zellen eilen zur Stelle der Blutung, um das beschädigte Blut und Gewebe zu beseitigen. Da diese Immunzellen sehr aktiv sind, verbrauchen sie große Mengen an Zucker, was den Scan aufhellen lässt. Die Forscher stellten fest, dass dieser Effekt so stark war, dass er das tote, blutende Gewebe genauso aktiv aussehen ließ wie einen lebenden, wachsenden Tumor. Das bedeutet, dass ein Arzt, der einen Scan betrachtet, fälschlicherweise glauben könnte, ein Tumor würde noch wachsen und aktiv sein, während er in Wirklichkeit bereits abgestorben ist und lediglich vom Immunsystem „aufgeräumt“ wird.

Dieser Befund stellt die Standardweise infrage, wie Ärzte diese Scans interpretieren. Normalerweise, wenn ein Scan einen dunklen, „kalten“ Punkt zeigt, wird davon ausgegangen, dass es sich um totes Gewebe handelt, und dieser wird ignoriert. Wenn ein Fleck hell ist, wird davon ausgegangen, dass er aktiven Krebs darstellt. Diese Studie legt nahe, dass ein heller Fleck tatsächlich ein toter, blutender und entzündeter Tumor sein könnte. Die Forscher testeten, ob eine Anpassung der Zahlen unter Berücksichtigung des Zuckerspiegels des restlichen Körpers das Problem lösen würde, aber der Unterschied blieb bestehen. Die blutenden Tumore sahen immer noch viel heller aus als die nicht blutenden, unabhängig davon, wie die Daten berechnet wurden. Dies deutet darauf hin, dass das Vorhandensein von Blut ein wesentlicher Faktor ist, der die Ergebnisse verfälschen und zu einer Überschätzung dessen führen kann, wie viel Krebs tatsächlich vorhanden ist.

Die Studie untersuchte auch, ob verschiedene Arten von Pankreastumoren unterschiedlich auf dieses Phänomen reagieren. Sie fanden heraus, dass der Effekt bei beiden Hauptsubtypen der Krankheit auftrat, was bedeutet, dass es sich um ein allgemeines Problem handelt und nicht auf eine spezifische Art von Tumor beschränkt ist. In der menschlichen Testgruppe wiesen Patienten mit blutenden Tumoren Scan-Werte auf, die mehr als doppelt so hoch waren wie die von Patienten ohne Blutungen. Obwohl die Gruppe der menschlichen Patienten klein war, spiegelten die Ergebnisse das wider, was bei den Mäusen beobachtet wurde, was darauf hindeutet, dass dies ein reales biologisches Phänomen ist, das auch die menschliche Diagnose betrifft. Die Forscher betonten, dass dies nicht bedeutet, dass die Scans nutzlos sind, sondern dass sie mit größerer Sorgfalt gelesen werden müssen.

Um dieses Problem zu lösen, schlagen die Autoren vor, dass Ärzte sich nicht allein auf den Zucker-Scan verlassen sollten. Sie empfehlen, diesen mit anderen Arten der Bildgebung zu kombinieren, wie etwa der MRT, die die physische Struktur des Tumors klar darstellen und das Vorhandensein von Blut nachweisen kann. Indem sie sowohl die metabolische Aktivität aus dem Zucker-Scan als auch die strukturellen Details aus der MRT betrachten, können Ärzte zwischen einem lebenden Tumor und einem toten, blutenden Tumor unterscheiden. Dieser Ansatz würde helfen, die Fehlklassifizierung des Zustands eines Patienten zu verhindern und sicherzustellen, dass Behandlungsentscheidungen auf dem tatsächlichen Zustand der Krankheit basieren und nicht auf einem Artefakt interner Blutungen.

Die Forscher räumen ein, dass ihre Studie Grenzen hat, insbesondere die geringe Anzahl der von ihnen untersuchten menschlichen Patienten. Sie merken auch an, dass die Mausmodelle, obwohl nützlich, die komplexe Umgebung eines menschlichen Tumors nicht perfekt replizieren. Sie betonen jedoch, dass die Konsistenz der Ergebnisse über verschiedene Modelle hinweg und der klar identifizierte biologische Mechanismus eine starke Basis für weitere Untersuchungen bieten. Sie schlagen vor, dass zukünftige Studien größere Patientengruppen untersuchen sollten, um zu bestätigen, wie häufig dies vorkommt, und um bessere Wege zu finden, dies zu erkennen. Bis dahin ist die wichtigste Erkenntnis, dass Blutungen innerhalb eines Tumors ein falsches Aktivitätssignal erzeugen können, und das Erkennen dessen ist entscheidend für ein genaues Verständnis des Fortschreitens von Pankreaskrebs.