Fluoreszenzdiagnostik von Karzinomen im Mund-Rachen-Kehlkopf-Bereich nach Applikation von 5-Aminolävulinsäure

Zusammenfassung

Hintergrund: Karzinome der Mundhöhle, des Oropharynx und des Larynx zählen zu den häufigsten Malignomen des Kopf-Hals-Bereiches. Die Prognose der betroffenen Patienten ist abhängig von frühzeitiger Diagnostik sowie schnell eingeleiteter Behandlung. Fluoreszenzgestützte Untersuchungen zeigen als diagnostisches Hilfsmittel ein vielversprechendes Potenzial, um eine bessere Erkennung und Abgrenzung von Kopf-Halstumoren zu erreichen. In der dargestellten Studie wurde daher die selektive Anreicherung von fluoreszierendem Protoporphyrin IX (PPIX) in Malignomen der Mundhöhle und des Oropharynx sowie des Larynx nach lokaler und systemischer Applikation von 5-Aminolävulinsäure (5-ALA) untersucht.

Patienten: Die Untersuchung schließt 193 Patienten mit verdächtigen Schleimhautarealen von Mundhöhle und Oropharynx (n = 126) sowie des Larynx (n = 67) ein. Die Patienten erhielten unterschiedliche Dosierungen (Spülung 200 mg; Inhalation 30 mg, per os 2,5 - 25 mg/kg KG) einer wässrigen 5-ALA-Lösung. In der Fluoreszenzbildgebung als auch makroskopisch unter Weißlicht verdächtige Areale wurden mittels Farb-CCD-Kamera festgehalten. Die Fluoreszenzkontraste zwischen Tumor- und Normalgewebe wurden in situ mittels Spektrometrie ermittelt.

Ergebnisse: Nach lokaler und systemischer Applikation von 5-ALA konnte bei allen untersuchten Patienten eine typische PPIX-Rotfluoreszenz im Schleimhautbereich der Mundhöhle, des Oropharynx und des Larynx festgestellt werden, die nach systemischer Applikation bis zu 48 h anhielt. Maligne Areale zeigten höhere Fluoreszenzintensitäten als umgebendes Normalgewebe. Ein maximaler Kontrast zwischen Tumor- und Normalgewebe konnte 1,5 h nach lokaler und 3 h nach systemischer 5-ALA-Applikation beobachtet werden.

Schlussfolgerungen: Ziel weiterer Untersuchungen der laufenden Studie ist es, die optimale Dosis sowie Inkubationszeit nach systemischer 5-ALA-Applikation zu ermitteln, um einen möglichst starken Kontrast zwischen Tumor- und Normalgewebe zu erreichen und somit die Basis für fluoreszenzgestützte Tumorresektionen zu setzen.

Abstract

Background: Cancer of the oral cavity, oropharynx and larynx are the most common malignancies in the head and neck region. The prognosis for the patients concerned is highly dependent on an early detection and fast surgical treatment. Fluorescence guided examinations may serve as a possible diagnostic tool for better demarcation and delimitation of head and neck cancer. Therefore, the presented study was aimed at the detection of a selective Protoporphyrin IX (PPIX) accumulation in malignant oral, oropharyngeal and laryngeal lesions following topical and systemic application of 5-aminolevulinic acid (5-ALA).

Patients: We investigated 193 patients with suspected lesions in the oral cavity and oropharynx (n = 126) as well as in the larynx (n = 67). The patients received a varying dose (rinsing 200 mg, inhalation 30 mg, 2,5 - 25 mg/kg BW by mouth) of 5-ALA in aqueous solution. Both fluorescence pictures and macroscopic findings under white light were recorded using a target integrating, color CCD camera. Fluorescence contrasts between tumor and normal tissue were registered by an optical multichannel analyser.

Results: Our results have shown that after topical and systemic application of 5-ALA, PPIX fluorescence could be identified within the mucosa of the oral cavity, oropharynx and the larynx of all patients with a duration of up to 48 hours after systemic application. Malignant lesions usually showed higher intensities of PPIX-fluorescence than surrounding innocuous mucosa. A maximum fluorescence contrast between normal tissue and neoplastic lesions was observed at 1.5 hours after topical application and 3 hours after systemic application.

Conclusions: It will be the aim of further investigations to verify the optimal time of incubation and dosing of systemical 5-ALA application to enhance fluorescence contrasts and set the basis for fluorescence guided resections.

Schlüsselwörter

Fluoreszenzdiagnostik - 5-Aminolävulinsäure - Protoporphyrin IX - Karzinome

Key words

Fluorescence diagnosis - 5-aminolevulinic acid - Protoporphyrin IX - Carcinoma

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