Früherkennung von Mundhöhlenkrebs mittels Gewebefluoreszenz
Martin Scheer, Jörg Neugebauer, Joachim E. Zöller16. April 2008 - Plattenepithelkarzinome der Mundhöhle entstehen zum Teil aus Vorstufen, die klinisch als Erythro- oder Leukoplakie imponieren. In Deutschland erkranken nach Daten des Robert Koch-Institutes jährlich rund 7 700 Männer und 2 300 Frauen. Dies entspricht einem Anteil von knapp fünf Prozent an allen bösartigen Neubildungen bei Männern, beziehungsweise einem Prozent bei Frauen. Zur Diagnostik wird neben der klinischen Inspektion und der Biopsie auch die Exfoliativzytologie eingesetzt. Nun gibt es eine neue Methode, die hier vorgestellt wird.
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| Abb. 1a): Klinisches Bild von
einer bioptisch gesicherten Hyperkeratose der linken Zunge bei einem Patienten
nach Resektion eines Plattenepithelkarzinoms der linken Zunge und
Rekonstruktion mittels Forearm-flap b): VelScope-Bild der Hyperkeratose mit erhaltener Fluoreszenz sowie der bakteriell bedingten orangenen Fluoreszenz des Zungenrückens |
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Zur Diagnosesicherung von unklaren Schleimhautveränderungen ist in vielen Fällen ein invasiver Eingriff im Sinne einer Biopsie notwendig. Bei großflächigen Veränderungen können in der Praxis aus repräsentativen Arealen einzelne Proben entnommen werden, da für eine vollständige Aufarbeitung eine aufwendige Exzision notwendig wäre. Mittels Bürstenbiopsie
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| Abb. 2: VELScope-Gerät | |
Als weitere adjuvante Methode zur Identifikation von Dysplasien und Karzinomen in klinisch auffälligen Läsionen wurde die Vitalfärbung der Mundschleimhaut mit einprozentiger Toluidin-Blau-Lösung propagiert [Guo et al., 2001; Warnakulasuriya et al., 1996]. Zur Bestätigung sind eine Kontrolle des Befundes nach zwei Wochen und gegebenenfalls eine Inzisionsbiopsie indiziert.
Eine Reihe von aktuellen Untersuchungen konnte zeigen, dass sich prämaligne und maligne Schleimhautveränderungen von Normalbefunden unter Zuhilfenahme der Spektroskopie oder Fluoreszenz unterscheiden lassen [Kulapaditharom et al., 2001; Lam et al., 1993; Muller et al., 2003; Ramanujam et al., 1994; Svistun et al., 2004; Zheng et al., 2003].
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| Abb. 3: Prinzip des VELScope-Gerätes zur Anregung und Detektierung der Gewebeautofluoreszenz |
Gewebeautofluoreszenz
Die Fluoreszenz eines Gewebes wird durch die natürlich vorkommenden Fluorchrome und die anregende Wellenlänge bestimmt und ist ein physikalisches Phänomen. Als Fluorochrome kommen intra- und extrazelluläre Substanzen, wie Nicotinamid Adenin Dinukleotid (NADPH), Flavin Adenin Dinukleotid (FAD), Kollagenmatrix, Elastin und Keratin in Frage. Ferner wurden auch Porphyrine als Ursache der Autofluoreszenz in Mundhöhlentumoren identifiziert [Harris et al., 1987]. Neben der intrinsischen Fluoreszenz ist die Absorption und Streuung des emitierten Lichtes von Bedeutung. Durch Zellkerne und andere Zellorganellen wird das emitierte Licht gestreut. Oxy- und Desoxyhämoglobin absorbieren die Autofluoreszenz. Zusammengenommen führen Veränderungen der Gewebearchitektur und Durchblutung über die oben geschilderten Phänomene zu Veränderungen der Autofluoreszenz im Vergleich zur umgebenden Schleimhaut. Einschränkend ist zu bedenken, dass durch Porphyrin produzierende Mikroorganismen auf Schleimhautläsionen sowie auf dem Zungenrücken und in Plaque eine abwischbare, orangefarbene Autofluoreszenz detektiert werden kann (Abbildungen 1a und b) [Onizawa et al., 2002; Poh et al., 2007].
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| Tabelle 1: Verschiedene Methoden zur Früherkennung von Mundhöhlenkrebs |
Darstellung der Gewebeautofluoreszenz
Das "VELScope" (Visually Enhanced Lesion Scope) ist ein Gerät, das aus einem Handstück und einer Lichtquelle besteht (Abbildung 2). Das Handstück besitzt zwei Öffnungen. Durch die vordere Öffnung tritt das blaue Licht mit einem Exzitationsspektrum von 400 bis 460 Nanometer (nm) aus. Durch die andere Öffnung kann der Betrachter mithilfe eines dichroitischen Spiegels die grüne Autofluoreszenz der angeregten Mundschleimhaut erkennen (Abbildung 3). Sowohl für die Anregung als auch für die Detektion der Autofluoreszenz steht der gleiche Strahlengang zur Verfügung. An das Objektiv lassen sich verschiedene Kamerasysteme für die Dokumentation und Auswertung anschließen. Die normale Schleimhaut der Mundhöhle imponiert als grünlich, leicht inhomogene Färbung (Abbildungen 4a bis f).
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| 4.) Normale Schleimhaut der Wange (a), des Gaumens (c) und der Zunge (e) mit dem korrespondierenden VELScope-Bild (b, d und f) |
Im Rahmen einer eigenen Pilotstudie wurden Schleimhautveränderungen vor geplanter Biopsieentnahme mithilfe dieses Verfahrens untersucht. Die ersten Ergebnisse zeigten, dass Veränderungen ohne Nachweis von Dysplasie oder invasivem Karzinom keine Auslöschung der Fluoreszenz zeigten (Abbildungen 5a/b und 6a/b).
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| Tabelle 2: Studien mit VELScope |
Bei dysplastischen Läsionen und Karzinomen wird das Licht durch den Abbau der Kollagenmatrix stärker absorbiert und gestreut, was zu einer Verminderung der grünen Autofluoreszenz ("Fluorescence Visualization Loss", FVL) führt und im Objektiv als Region mit ausgelöschter oder verminderter Fluoreszenz erkennbar ist [Lane et al., 2006] (Abbildung 6a und b). In der Untersuchung von Poh et al., war ein FVL signifikant mit einem LOH (Loss of Heterozygosity) auf dem Chromosom 9p assoziiert [Poh et al., 2007].
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| Abb. 5: Raucher-leukokeratose bioptisch ohne Dysplasie klinischer Befund (a) und VELScope-Darstellung (b) ohne Fluoreszenzauslöschung |
Bei erosiven oder akut entzündeten Läsionen kann ebenfalls ein FVL erkennbar sein. Hierbei erscheint die verbesserte Durchblutung die Ursache für die falsch positive Auslöschung der Autofluoreszenz zu sein [Kois et al., 2006] (Abbildungen 7a und b).
Studien mit VELScope
Neben älteren Studien zur Fluoreszenzdiagnostik [Sankaranarayanan, 1989] wurden mit dem VELScope-Gerät bislang zwei Beobachtungsstudien und zwei Fallsammlungen mit insgesamt 77 Patienten veröffentlicht (Tabelle 2). Bei den untersuchten Patienten handelte es sich durchweg um ein hoch selektioniertes Patientengut mit vorbestehenden Plattenepithelkarzinomen. Weit häufigere Schleimhautläsionen, wie der Lichen ruber, mechanische Druckstellen und andere, wurden bislang mit dem Verfahren noch nicht systematisch auf ihr Autofluoreszenzverhalten hin untersucht.
Zusammenfassung
Mithilfe der Gewebefluoreszenz können die Schleimhäute der Mundhöhle direkt auf fluoreszenzgeminderte Areale untersucht werden. In Ergänzung zur klinischen Untersuchung soll die Sensitivität bei der Erkennung von Hochrisikoläsionen und invasiven Karzinomen der Mundschleimhaut erhöht werden. Die einfache und schnelle Anwendung ermöglichen ein Screening von Risikopatienten und Entnahme von Biopsien aus den Arealen mit verminderter Autofluoreszenz. Durch eine Reihe von Untersuchungen konnte unter Berücksichtigung der Autofluoreszenz die Sensitivität und Spezifität gegenüber der rein klinischen Betrachtung gesteigert werden, jedoch liegen bislang nur begrenzte Erfahrungen zu benignen Mundschleimhautläsionen vor [Kulapaditharom et al., 2001]. Bei klinisch unauffälligen, phenotypisch normal erscheinender Schleimhaut scheint die Fluroreszenzdiagnostik ebenso zusätzliche Informationen zu liefern, wie bei der Darstellung der Resektionsgrenzen bei manifesten Plattenepithelkarzinomen [Paczona et al., 2003; Poh et al., 2006].
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| Abb. 6: Geringgradige Dysplasie im Bereich einer Leukoplakie (a) der Wange bei einem 37-jährigen Patienten mit Verlust der Gewebefluoreszenz (b) |
Weitere prospektive Untersuchungen zur Bewertung der Interobservervariabilität sind ebenso notwendig wie kontrollierte Studien zur Häufigkeit und Aussagekraft von FVLs in einem nicht selektionierten Patientengut.
Die Wertigkeit des Screenings auf Mundhöhlenkarzinome wurde in einer kontrollierten, randomisierten Studie in Indien untersucht. Zwar konnte durch das Screening die Mortalitätsrate nicht signifikant gesenkt werden, jedoch war in der Hochrisikogruppe mit Alkohol- und Tabakabusus die Sterblichkeit in dem gescreenten Kollektiv geringer als in der Beobachtungsgruppe [Sankaranarayanan et al., 2005].
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| Abb. 7: Hyperkeratose und Akanthose sowie Entzündung durch einen mechanischen Reiz, klinisches Bild (a) und VELScope-Darstellung mit FVL (b) als falsch positiver Befund |
Die Ergebnisse dieser Untersuchung unterstreichen die Notwendigkeit des Screenings von Risikogruppen mit Alkohol und/oder Tabakabusus ebenso, wie das Statement der 1. Nationalen onkologischen Präventionskonferenz für Kopf-Hals-Tumore, das unter der Schirmherrschaft der Deutschen Krebsgesellschaft formuliert wurde. Vorerst kommt der zahnärztlichen Untersuchung der Mundschleimhaut sowie der konsequenten Aufklärung und Beratung von Risikopatienten, insbesondere von Rauchern, die größte Bedeutung bei der Früherkennung und Prävention von Mundhöhlentumoren zu.
Dr. med. Dr. med. dent. Martin Scheer
Dr. Jörg Neugebauer
Professor Dr. Dr. Joachim Zöller
Klinik für Mund-, Kiefer- und Plastische Gesichtschirurgie und Interdisziplinäre
Poliklinik für Orale Chirurgie und Implantologie der Universität zu Köln
Kerpener Straße 62
50931 Köln
m.scheer@uni-koeln.de
zm 98, Nr. 8, 16.04.2008, Seite 36-40