Korrelation von histologischer PSMA-Expression mit quantitativen Bildmerkmalen der PSMA-PET/CT beim Prostatakarzinom

Die histopathologische Untersuchung stellt den Goldstandard der Charakterisierung des Prostatakarzinoms dar. Nebst der Tumormorphologie, klassifiziert im Gleason Score, wird üblicherweise die Expression des prostataspezifischen Membranantigens (PSMA) untersucht, die mit dem Gleason Score und direkt mit prognoserelevanten Eigenschaften wie Kastrationsresistenz, Metastasierungs- und Rezidivrisiko korreliert. Indes hätte eine nicht-invasive Charakterisierungsmethode des Prostatakarzinoms im Vergleich zur Biopsie möglicherweise entscheidende Vorteile im Hinblick auf das Komplikationsrisiko und die Erfassung der Tumorheterogenität. Die PSMA-Positronenemissionstomographie (PSMA-PET) stellt hierfür einen aussichtsreichen Kandidaten dar, der bereits zur Ausbreitungsdiagnostik sowie Planung von Strahlentherapie und 177Lu-PSMA-Radioligandentherapie eingesetzt wird. Bisherige Studien zur Überprüfung der Korrelation von histologischer PSMA-Expression und Signalstärke im PSMA-PET, üblicherweise quantifiziert in „standardized uptake values“ (SUV), für Tumorläsionen lieferten teils signifikante, teils nicht-signifikante Ergebnisse. Unklar blieb insbesondere, ob es möglich ist, mit dem PSMA-PET die Heterogenität der histologischen PSMA-Expression innerhalb einer Tumorläsion zu erfassen. In der vorliegenden Arbeit wurde die Korrelation zwischen histologischer PSMA-Expression, quantifiziert als H-Score, und SUV des PET mit [68Ga]Ga-PSMA-11 oder [18F]PSMA-1007 in koregistrierten histologisch definierten Tumorflächen untersucht. Ein etablierter Arbeitsablauf zur Koregistrierung histologischer Schnitte über Ex-vivo- sowie In-vivo-CT mit PSMA-PET-Aufnahmen wurde weiterentwickelt, um die Information über die histologische PSMA-Expression präziser zu transportieren. Beim Vergleich der koregistrierten Tumorareale mit dem im PSMA-PET erkennbaren „gross tumor volume“ (GTV) zeigten sich eine überwiegende Übereinstimmung und keine signifikanten Unterschiede der Ergebnisse im Vergleich der beiden Tracer. Tumoranteile mit hoher PSMA-Expression wurden signifikant häufiger im PSMA-PET-GTV erfasst. Die Korrelationsanalysen bestätigten für beide Tracer [68Ga]Ga-PSMA-11 und [18F]PSMA-1007 eine signifikante und ähnlich deutliche Korrelation zwischen H-Score und mittlerem sowie maximalem SUV. Eine besonders eindeutige und näherungsweise lineare Korrelation zeigte sich für Tumorareale mit einem histologischen Flächeninhalt über 400 µm². Diese Größenabhängigkeit der Korrelation wurzelte wahrscheinlich in Unsicherheiten bei der Koregistrierung zwischen Ex-vivo- und In-vivo-CT. Gleichwohl sollten das Auflösungslimit der PET und der Partialvolumeneffekt in der Planung künftiger Studien stärkere Berücksichtigung finden. Mit der bestätigten Korrelation von PSMA-Expression und Signalstärke des PSMA-PET für histologisch definierte Tumorflächen kann diese Arbeit als erfolgreiche Positivkontrolle des weiterentwickelten Koregistrierungsablaufs gewertet werden. Folglich könnte er zur präzisen Untersuchung der Korrelation zwischen SUV und weiteren klinisch relevanten histologischen Merkmalen wie beispielsweise der ALDH1A1-Expression eingesetzt werden. Vor allem zeigen die Ergebnisse, dass die PSMA-PET sowohl mit [68Ga]Ga-PSMA-11 als auch mit [18F]PSMA-1007 die intratumorale Heterogenität der histologischen PSMA-Expression erfassen kann. Darauf aufbauende klinische Studien könnten überprüfen, ob eine Strahlentherapie mit erhöhten Dosen auf im PSMA-PET sichtbare Tumorregionen oder Tumorregionen mit besonders hohen SUV in einer erfolgreichen Therapie bei weiterhin guter Verträglichkeit resultiert.