Photodynamische Diagnostik von Neoplasien der Mundhöhle nach lokaler Applikation von 5-Aminolävulinsäure

Zusammenfassung

Hintergrund: Ziel der Photodynamischen Diagnostik (PDD) ist die vollständige Erfassung und Lokalisierung aller malignen Areale eines tumorbefallenen Organs nach Visualisierung von malignem-dysplastischem Gewebe anhand einer lokalen oder systemischen Applikation eines tumorselektiven Fluoreszenzmarkers. Wir berichten über eine erste semiquantitative Fluoreszenzanalyse von 5-Aminolävulinsäure (5-ALA) induziertem Protoporphyrin IX (PpIX) bei Patienten mit Neoplasien in Mundhöhle. Methodik: Bei 11 Patienten mit Karzinomen der Mundhöhle wurde bis zu 3h nach 15 minütigem Spülen mit einer 0,4%igen 5-Aminolävulinsäure-Lösung die Fluoreszenz von PpIX im Tumor- und angrenzendem Normalgewebe mit violettem Licht (λ = 375-440 nm, Xenon-Kurzbogenlampe) angeregt. Die Fluoreszenzemission im roten Spektralbereich als auch der Befund unter Weißlichtausleuchtung wurden mit einer CCD-Farbkamera aufgezeichnet. Eine semiquantitative Analyse des Fluoreszenzkontrastes zwischen Tumor- und Normalgewebe erfolgte mit Hilfe von Fluoreszenzspektren, die von einem optischen Vielkanalanalysator registriert wurden. Ergebnisse: Bei allen untersuchten Patienten war nach Spülen mit 5-ALA PpIX Fluoreszenz in der Mundhöhle nachweisbar. Die Umsetzung von 5-ALA in PpIX erfolgte dabei im Tumor effizienter als im umliegenden Normalgewebe. Die Fluoreszenzintensität im Tumorgewebe war nach 5-ALA-Applikation im Mittel zehnfach höher als im angrenzenden gesunden Gewebe. Die maximale Fluoreszenzintensität im Tumorgewebe wurde ein bis zwei Stunden nach 5-ALA-Applikation erreicht. Diskussion: Der Nachweis von malignem-dysplastischem Gewebe der Mundschleimhaut mit Protoporphyrin IX Fluoreszenzmarkierung nach lokaler Applikation von 5- Aminolävulinsäure stellt ein vielversprechendes neues Verfahren dar. Die Bewertung dieses Verfahrens als zusätzliches, nicht-invasives, wenig belastendes und reproduzierbares Verfahren bei Patienten mit Neoplasien im Kopf-Hals-Bereich sowohl in der prä- und post-operativen Diagnostik als auch in einer fluoreszenzgestützten Resektion von Tumoren ist Ziel weiterer Untersuchungen.

Summary

Background: The aim of photodynamic diagnosis (PDD) is the complete visualization of all neoplastic lesions in a tumorous organ after topical or systemic application of a tumor selective photosensitizer. In this investigation we performed semiquantitative fluorescence measurements following topical application of 5-aminolevulinic acid (5-ALA) in 11 patients with neoplastic lesions of the oral cavity. Methods: Time course and type of porphyrin accumulation were analyzed in neoplastic and surrounding normal tissue by measuring emission spectra of 5-ALA-induced protoporphyrin IX (PpIX) fluorescence at regular intervals for up to three hours following 15 min continuous rinsing of a 0.4% 5-ALA solution. After excitation with violet light of a high pressure xenon arc lamp (375 - 440 nm), fluorescence images in the red spectral range from the tumor tissue and the corresponding macroscopic visible tumor were recorded with a CCD camera. A quantitative analysis of the fluorescence contrast in neoplastic and surrounding tissue was performed using an optical multichannel analyzer. Results: PpIX fluorescence was detected in the oral mucosa of all patients after local application of 5-ALA. PpIX in neoplastic tissue accumulated earlier in comparison to the surrounding normal tissue. The fluorescence contrast between tumor and host tissue was 10:1 and the maximum fluorescence was measured 1 - 2 hours following 5-ALA application. Conclusion: Labeling of mucosal lesions of the oral cavity with PpIX fluorescence induced by the local application of 5-ALA seems to be a promising dignostic procedura for neoplastic lesions. Further investigations are required to assess the value of this new diagnostic procedura as a non-invasive and sensitive method for patients with head and neck cancer not only in pre- and postoperative diagnostic studies but also for a fluorescence-guided resection of tumors.

Schlüsselwörter

Photodynamische Diagnostik - 5-Aminolävulinsäure - Karzinom - Mundhöhle

Key words

Photodynamic diagnosis - 5-Aminolevulinic acid - Carcinoma - Oral cavity