In Deutschland erkranken ca. 12.800 Männer und Frauen zu ca. gleichen Teilen am Pankreaskarzinom. Das mittlere Erkrankungsalter liegt beim Mann bei ca. 68, bei der Frau bei ca. 75 Jahren. In der Mortalitätsstatistik rangiert das Pankreaskarzinom auf Platz 5 der häufigsten krebsbedingten Todesursachen und verursacht damit ca. 6% aller Krebstodesfälle [1]. Die Prognose des Pankreaskarzinoms ist ausgesprochen schlecht, die 5-Jahres-Überlebensrate liegt bei 4%. Ursachen sind in der aggressiven Tumorbiologie, der meist unspezifischen klinischen Symptomatik im Frühstadium und hiermit verknüpft in der späten Diagnosestellung in einer nichtkurativen Situation zu sehen [1].

Neu aufgetretene Oberbauch- oder Rückenschmerzen oder ein schmerzloser Ikterus sollten diagnostische Untersuchungen, die den Nachweis eines Pankreaskarzinoms erlauben, auslösen [1]. Hierfür spielt neben der klinischen Untersuchung und diversen laborchemischen Untersuchungen die Bildgebung eine zentrale Rolle. Zur Abklärung eines Tumorverdachts in der Bauchspeicheldrüse stehen die

  • Sonographie,

  • Endosonographie (EUS),

  • Multislice-CT,

  • MRT und Magnetresonanz-Cholangiopankreatikographie (MRCP),

  • endoskopische retrograde Cholangiopankreatikographie (ERCP) und

  • molekulare Bildgebung mit PET bzw. PET-CT

zur Verfügung.

Im Folgenden werden pathophysiologische Grundlagen und diagnostische Aussagekraft für Primärtumordiagnostik, Staging, Therapiekontrolle und Rezidivdiagnostik des Pankreaskarzinoms mittels PET-CT komprimiert dargestellt.

Pathophysiologische Grundlagen

Änderungen des Intermediärstoffwechsels von Kohlenhydraten gehören zu den prominenten Auffälligkeiten von Tumorzellen [13, 17, 18]. Während normale Zellen bei ausreichender Sauerstoffversorgung ihren überwiegenden Energie- (ATP-)Bedarf durch oxidative Phosphorylierung von Glukose gewinnen, decken sehr viele maligne Tumoren ihren Energiebedarf durch Oxidation von Glukose zu Laktat, d. h. sie weisen einen distinkten glykolytischen Phänotypus auf [13, 17, 18]. Dieser „glykolytische Phänotypus“, bei dem zahlreiche Gene und Genprodukte des Glukosestoffwechsels wie z. B. auch Schlüsselproteine und Enzyme der Glykolyse wie die Glukosetransportproteine 1 und 3 sowie die Hexokinase II aufreguliert sind, vermittelt den Tumorzellen unter den meist ungünstigen Wachstumsbedingungen in vivo mit reduzierter Perfusion, reduzierter Sauerstoffversorgung und azidotischem Milieu einen selektiven Wachstumsvorteil [17, 18]. Der hohe Glukoseumsatz zu Laktat bewirkt einen hohen Uptake von Glukose in die Tumorzellen und findet auch unter aeroben Bedingungen, d. h. bei ausreichender Sauerstoffversorgung, statt [17, 18]. Die prominente Stoffwechseleigenschaft der hohen Laktatproduktion von Tumorzellen wurde erstmals von Otto Warburg in den frühen 20er Jahren des vorigen Jahrhunderts beschrieben [38, 39, 40].

Mit 2-Fluor-18-Desoxyglukose (FDG) steht ein radioaktiv markiertes Glukoseanalogon zur Verfügung, mit dem der Glukosestoffwechsel in vivo nichtinvasiv in pharmakokinetischen Modellen quantitativ gemessen und mit modernen PET-CT-Scannern hochauflösend bildgebend dargestellt werden kann [6, 14, 29]. Die überwiegende Mehrzahl maligner Tumoren und – in diesem Kontext wichtig – 80 bis 90% der exokrinen Pankreastumoren weisen einen hohen FDG-Uptake auf, der

  • zum Tumornachweis,

  • zur Differenzialdiagnose der Pankreatitis vom Pankreaskarzinom,

  • zum Tumorstaging,

  • zur Therapiekontrolle und

  • zur Rezidivdiagnostik

eingesetzt werden kann [8, 9, 10, 11, 12, 29, 32].

Die FDG-PET-CT stellt die derzeit am weitesten entwickelte klinisch einsetzbare molekulare Bildgebung maligner Tumoren dar. Aufgrund der unscharfen anatomischen Abbildungseigenschaften der PET haben in den letzten Jahren PET-CT-Kombinationsgeräte die konventionellen PET-Scanner verdrängt und stellen den gegenwärtigen Stand der Technik der molekularen Bildgebung mit der PET-CT dar. Durch Integration moderner Multislice-CT-Komponenten und multiphasischer CT-Untersuchungsprotokolle wird eine weitere deutliche Verbesserung der Aussagekraft und des Anwendungsspektrums der PET-CT bei malignen Tumoren der Bauchspeicheldrüse erwartet. Gegenwärtige PET-CT-Untersuchungsprotokolle finden sich bei Strobel et al. [35].

Primärtumor

Das normale Pankreas nimmt FDG ähnlich wenig wie Bindegewebe oder mesenteriales Fettgewebe auf und ist deshalb mit der FDG-PET oder FDG-PET-CT nicht selektiv darstellbar. Dem gegenüber weisen die meisten Adenokarzinome des Pankreas einen relativ hohen FDG-Uptake auf und sind deshalb mit positivem Kontrast als gut abgegrenzte fokale Herdbefunde leicht nachweisbar (Abb. 1).

Abb. 1
figure 1

Pankreaskarzinom mit regionaler Lymphknotenmetastasierung. Der Primärtumor (dicker Pfeil) und die peripankreatische Lymphknotenmetastase (dünner Pfeil) speichern intensiv FDG

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Die Ergebnisse der PET zum Nachweis des Pankreaskarzinoms, die zumeist Ende der 90er Jahre bis Anfang 2001 publiziert wurden, sind in mehreren Übersichtsarbeiten zusammengefasst und weisen eine Sensitivität von 81–100% und eine Spezifität von 53–100% auf (Tab. 1; [7, 16, 29]).

Tab. 1 PET-CT zur Diagnose des Pankreaskarzinoms
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Problematisch kann die Abgrenzung einer Raumforderung des Pankreas auf dem Boden einer chronischen Pankreatitis dann werden, wenn ein akuter entzündlicher Schub der chronischen Pankreatitis vorliegt [4, 12, 33, 41]. Dies ist im Allgemeinen laborchemisch durch Erhöhung des CRP, der alkalischen Phosphatase und durch eine moderate Leukozytose nachweisbar [12]. Aktivierte Leukozyten weisen aufgrund einer bis auf das 20-fache des Ruhezustands aufregulierten Glukoseoxidation eine hohe FDG-Aufnahme auf, sodass akut entzündliche Prozesse einen intensiven FDG-Uptake zeigen und dann schwer oder unmöglich vom Pankreaskarzinom unterschieden werden können (Abb. 2). Dem gegenüber hat die blande chronische Pankreatitis nur einen sehr niedrigen basalen Energiestoffwechsel, vergleichbar mit fibrotischem Binde- oder Narbengewebe, und kann deshalb einfach vom sehr stoffwechselaktiven Pankreaskarzinom differenziert werden. Aus diesen Gründen können die FDG-PET oder aktuell jetzt PET-CT in diagnostischen Problemfällen ausgesprochen hilfreich bei der Differenzialdiagnose einer chronischen Pankreatitis vom Pankreaskarzinom bei bekannter pankreatischer Raumforderung sein [37]. Erste Ergebnisse von Herrmann et al. [20] weisen auf ein großes Potenzial der Verwendung von Proliferationsmarkern wie F-18-Fluorthymidin und PET-CT zur Differenzialdiagnose des Pankreaskarzinoms von der chronischen Pankreatitis hin [20]. In Einzelfällen wurden auch kleine Pankreaskarzinome in Pankreastumorformationen auf dem Boden einer chronischen Pankreatitis mit der FDG-PET-CT nachgewiesen [25].

Abb. 2
figure 2

Akuter Schub einer chronischen Pankreatitis. Intensive, unregelmäßig begrenzte fokale Speicherung von FDG im Pankreaskopf (Pfeile, FDG-PET)

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Wichtig für eine sensitive Diagnostik des Pankreaskarzinoms ist eine ausreichend gut eingestellte Glukosekonzentration im Blut beim Diabetiker. Die Blutglukosekonzentration sollte unter 150 mg/dl (8,4 mmol/l) betragen, da bei höheren Blutzuckerkonzentrationen die Aussagekraft der FDG-PET zum Nachweis des Pankreaskarzinoms erheblich abnimmt [12]. Eine wesentliche Limitation der FDG-PET des Pankreaskarzinoms stellt die fehlende Aussagemöglichkeit zur Operabilität dar. Ebenso ist ein Tumorstaging bzgl. des T-Stagings aufgrund der limitierten örtlichen Auflösung der FDG-PET nicht möglich. Jedoch wird mit modernen PET-CT-Geräten und KM-verstärkten Untersuchungsprotokollen eine vergleichbar sichere Aussage zur Dignität pankreatischer Raumforderungen wie die des endoskopischen Ultraschalls (EUS), der ERCP mit intraduktaler Ultraschalluntersuchung (IDUS) und der transabdominellen Sonographie erzielt [32].

Adäquate CT-Mehrphasen-KM-Protokolle in Kombination mit modernen PET-CT-Multislice-CT-Kombinationsgeräten steigern die Aussagekraft der PET-CT beim Pankreaskarzinom erheblich und ermöglichen eine sichere Beurteilung der Resektabilität [35]. So berichten Strobel et al. [35] in einer kürzlich publizierten Studie bei 50 Patienten eine Sensitivität, Spezifität, Genauigkeit, positiven und negativen prädiktiven Wert der KM-verstärkten Mehrphasen-FDG-PET-CT von 96, 82, 88, 82 und 96 zur Resektabilität des Pankreaskarzinoms. Bei 5 Patienten wurde die Nichtresektabilität erst intraoperativ festgestellt. Die Autoren zogen die Schlussfolgerung, dass die KM-verstärkte FDG-PET-CT bei Einsatz eines adäquaten Untersuchungs- und Auswerteprotokolls als „One-stop-shop-Methode“ zur präoperativen Abklärung der Resektabilität des Pankreaskarzinoms geeignet und zuverlässig ist [35].

Bei Verwendung einer insuffizienten apparativen Ausstattung (Doppelkopf-Gammakamera) und Untersuchungstechnik ist die Aussagekraft bei der Diagnostik des Pankreaskarzinoms limitiert [23]. Dies sollte nicht zur undifferenzierten Verallgemeinerung des diagnostischen Stellenwerts der molekularen Bildgebung des Pankreaskarzinoms mit FDG führen.

Metastasen

Der Nachweis der extratumoralen Dissemination (Abb. 3) des Pankreaskarzinoms ist von eminenter prognostischer Bedeutung und wegweisend für die Verfolgung kurativer und palliativer Therapiestrategien. Die Aussagekraft der FDG-PET bzgl. Lymphknotenstaging, Nachweis peritonealer Absiedelungen und kleiner Lebermetastasen (Durchmesser <1 cm) ist begrenzt [2, 15]. Insbesondere zur Abklärung kleiner Lebermetastasen ist die kontrastmittelverstärkte MRT der FDG-PET deutlich überlegen [31]. Allerdings liegen bisher keine vergleichenden Studien mit modernen PET-CT-Scannern vs. kontrastmittelverstärkte MRT vor. Gegenwärtig wird der wesentliche Stellenwert der PET-CT beim extratumoralen Staging im Nachweis okkulter Läsionen, insbesondere von Fernmetastasen und synchronen Zweittumoren gesehen [19]. In einem Patientenkollektiv von 59 Patienten wurden durch die PET-CT bei 5 Patienten Metastasen des Pankreaskarzinoms und 2 synchrone Rektumkarzinome nachgewiesen [19]. In einer Kosten-Effizienz-Analyse ergab sich eine Ersparnis von ca. 1000 US-$/Patient durch Vermeidung einer Pankreasresektion in einer nichtkurativen Situation [19].

Abb. 3
figure 3

Lebermetastasen in S3 und S7 mit FDG-positiven fokalen Herdbefunden in der FDG-PET (Pfeile)

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Therapiekontrolle und Rezidivdiagnostik

Die FDG-PET wurde in kleineren Studien zur Therapiekontrolle und Rezidivdiagnostik eingesetzt [3, 30, 42, 43]. Eine Reduktion des FDG-Uptakes nach Chemotherapie war mit einem signifikant längeren Überleben assoziiert [3, 24, 43]. Im Vergleich zu der mit der CT oder MRT bestimmten Volumenänderung scheint die Abnahme der tumoralen FDG-Speicherung sensitiver zu sein [3, 43]. Eigene Erfahrungen sowie Untersuchungen von Ruf et al. [30] zeigen einen deutlichen Vorteil der FDG-PET-CT bzw. FDG-PET zur Rezidivdiagnostik des Pankreaskarzinoms nach Pankreasresektion (Ruf et al. fanden eine Sensitivität von 96% bei 22/23 Patienten für die PET im Vergleich zu 39% bei 9/23 Patienten für die CT/MRT zum Nachweis eines Rezidivs des Pankreaskarzinoms; Abb. 4 a und b; [30]). Der besondere Wert der PET-CT ist in diesem Kontext in einer präzisen Lokalisation des Rezidivs zu sehen. Hierdurch wird die Option einer erneuten operativen Intervention mit dem Potenzial einer Prognoseverbesserung eröffnet (PD Dr. med. B. Poch, Donauklinik Neu-Ulm, persönliche Mitteilung).

Abb. 4
figure 4

a Lokalrezidiv eines Pankreaskarzinoms bei Zustand nach Whipple-Operation. Intensive, unscharf begrenzte FDG-Speicherung in der Weichteilformation der Mesenterialwurzel mit benachbarten Operationsclips. Die FDG-Speicherung erleichtert die Differenzierung vitalen Tumorgewebes auf dem Boden eines Lokalrezidivs von postoperativem Narbengewebe. b Aortointerkavales Lymphknotenrezidiv eines Pankreaskarzinoms bei Zustand nach Whipple-Operation

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Zystische Pankreastumoren

Nach den WHO-Kriterien werden intraduktale papilläre muzinöse Neoplasien (IPMN) in Adenome, Borderline-Tumoren, Karzinome in situ und invasive Karzinome eingeteilt [34]. Die Häufigkeit wird mit 0,5–10% der exokrinen Pankreastumoren angegeben [34]. Die Differenzierung maligner von benignen IPMN ist essenziell, da sie die Wahl der therapeutischen Strategie wesentlich beeinflusst. Neben Fallbeschreibungen [26, 42] wurde von Sperti et al. [34] in einer größeren Serie bei 64 Patienten mit zystischen Pankreastumoren die diagnostische Aussagekraft der FDG-PET untersucht. Als Zeichen der Malignität wurde eine fokale FDG-Aufnahme mit einem SUV >2,5 im Pankreastumor bewertet. Die Autoren fanden eine Sensitivität, Spezifität, einen positiven und negativen prädiktiven Wert und eine Genauigkeit von 92, 97, 96, 95 und 95% [34]. Die diagnostische Sicherheit der FDG-PET zur Beurteilung der Dignität der IPMN war derjenigen der konventionellen Bildgebung (CT, MRT, MRCP) deutlich überlegen [34].

Benigne Zysten und Pseudozysten zeigen eine zentrale fehlende FDG-Aufnahme. Bei postentzündlichen Pseudozysten kann es im Randbereich zu einer zirkulär umschriebenen FDG-Mehrspeicherung kommen.

Fazit für die Praxis

Einen deutlich aufregulierten Glukosestoffwechsel haben 80–90% der Adenokarzinome des Pankreas und ca. 90% der malignen IPMN und speichern deshalb intensiv das radioaktiv markierte Traubenzuckerpräparat 2-F-18-Fluorodesoxyglukose (FDG). Mit moderner Bildgebung durch die PET-CT können diese Pankreaskarzinome gut nachgewiesen und lokalisiert werden. Bei Verwendung entsprechender Untersuchungsprotokolle kann bei Einsatz der kontrastmittelverstärkten mehrphasigen CT und FDG die Operabilität zuverlässig beurteilt werden. Die Differenzialdiagnose der chronischen Pankreatitis vom Pankreaskarzinom wird durch die FDG-PET-CT erheblich erleichtert. Problematisch ist nach wie vor das Lymphknotenstaging des Pankreaskarzinoms. Bei der Abklärung der Lebermetastasierung ist zum Nachweis kleiner Lebermetastasen das kontrastmittelverstärkte MRT der Standard-FDG-PET-CT deutlich überlegen. Ein wesentlicher Vorteil der PET-CT-Methode ist in der Abklärung der extrahepatischen Fernmetastasierung und im gelegentlichen Nachweis von Zweittumoren zu sehen.