Download PDF
Zentralbl Gynakol 2006; 128(6): 311-317
DOI: 10.1055/s-2005-836915
Übersicht

© Georg Thieme Verlag Stuttgart · New York

Fluoreszenzdiagnostik und photodynamische Therapie mit 5-Aminolävulinsäure induziertem Protoporphyrin IX in der Gynäkologie: eine Übersicht

Fluorescence Diagnosis and Photodynamic Therapy with 5-Aminolevulinic Acid Induced Protoporphyrin IX in Gynecology: An OverviewM. Löning1 , H. Diddens2 , M. Friedrich1 , C. Altgassen1 , K. Diedrich1 , G. Hüttmann2
  • 1Klinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein Campus Lübeck
  • 2Institut für Biomedizinische Optik, Universität zu Lübeck
Further Information

Publication History

Publication Date:
10 January 2007 (online)

    Permissions and Reprints

Zusammenfassung

Fluoreszenzdiagnostik und photodynamische Therapie mit 5-Aminolävulinsäure induziertem Protoporphyrin IX sind neue diagnostische und therapeutische Anwendungen in einem weiten Spektrum der Medizin wie der Urologie, Dermatologie, Gastroenterologie, Chirurgie, Neurochirurgie und Gynäkologie. Das Prinzip der Fluoreszenzdiagnostik basiert auf der exogenen Applikation der biochemischen-Vorstufe des Hämmoleküls 5-Aminolävulinsäure, die in bestimmten Zellen und Geweben die endogene Synthese und Akkumulation des Photosensibilisators Protoporphyrin IX induziert. Unter Anregung mit blauem Licht können so insbesondere maligne, prämaligne und proliferierende Läsionen über die charakteristische Rotfluoreszenz des Sensibilisators sichtbar gemacht werden. Die Fluoreszenzdiagnostik dient der Detektion auch kleinster pathologischer Gewebsveränderungen und kann den diagnostischen Wert anderer optischer Verfahren steigern. In der Gynäkologie sind in den letzten Jahren eine große Anzahl an Studien zur Fluoreszenzdiagnostik mit 5-Aminolävulinsäure durchgeführt worden. In dieser Arbeit soll auf die Grundlagen der Fluoreszenzdiagnostik und den gegenwärtigen Stellenwert dieser Methode der optischen Diagnostik im Bereich der Gynäkologie eingegangen und Optionen für das therapeutische Potenzial aufgezeigt werden.

Abstract

Fluorescence diagnosis and photodynamic therapy with 5-aminolevulinic acid induced protoporpyrin IX are promising new options in the diagnosis and therapy of diseases in a wide spectrum of medical disciplines such as urology, dermatology, gastroenterology, surgery, neurosurgery and gynecolgy. The techniques are based on the application of the heme biomolecule precursor 5-aminolevulinic acid which induces the endogenous accumulation of the photosensitizer protoporphyrin IX in designated tissues. After external excitation with blue light a strong red fluorescence can be initiated particulary in tumorous tissues. In gynecology many studies have been performed evaluating the usefulness of fluorescence based detection of cervical dysplasias, breast cancer, endometrial diseases, ovarian cancer and endometriosis. This work aims on the principles of fluorescence detection as an important tool in biomedical optical imaging and its current status in gynecology.

Schlüsselwörter

5-Aminolävulinsäure - Protoporphyrin IX - Fluoreszenzdiagnostik - photodynamische Therapie - Gynäkologie

Key words

5-aminolevulinic acid - protoporphyrin IX - fluorescence detection - photodynamic therapy - gynecology

Literatur

  • 1 Kriegmair M, Baumgärtner R, Knüchel R, Stepp H, Hofstädter F, Hofstetter A. Detection of early bladder cancer by 5-aminolevulinic acid induced porphyrin fluorescence.  J Urol. 1996;  155 105-109
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 2 Filbeck T, Pichlmeier U, Knüchel R, Wieland W F, Rossler W. Reducing the risk of superficial bladder cancer recurrence with 5-aminolevulinic acid-induced fluorescence diagnosis. Results of a 5-year study.  Urologe A. 2003;  42 1366-1373
    CrossrefPubMedSearch in Google Scholar
  • 3 Pottier R, Kennedy J C. Photodynamic therapy with 5-aminolevulinic acid: basic principles and applications. In: Ehrenberg B, Jori G, Moan J (eds). Photochemotherapy: Photodynamic Therapy and Other Modalities. Proc. SPIE 265 1996; 2-10
  • 4 Navone N M, Polo C F, Frisardi A L, Andrade N E, Battle A M. Heme biosynthesis in human breast cancer - mimetic in vitro studies and some heme enzymic activity levels.  Int J Biochem. 1990;  22 1407-1411
    CrossrefPubMedSearch in Google Scholar
  • 5 Fritsch C, Lang K, Neuse W, Ruzicka T, Lehmann P. Photodynamic diagnosis and therapy in dermatology.  Skin Pharmacol Appl Skin Physiol. 1998;  11 358-373
    CrossrefPubMedSearch in Google Scholar
  • 6 Wennberg A M, Lindholm L E, Alpsten M, Larko O. Treatment of superficial basal cell carcinomas using topically applied delta-aminolaevulinic acid and a filtered xenon lamp.  Arch Dermatol Res. 1996;  288 561-564
    CrossrefPubMedSearch in Google Scholar
  • 7 Szeimies R M, Landthaler M. Photodynamic therapy and fluorescence diagnosis of skin cancers.  Recent Results Cancer Res. 2002;  160 240-245
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 8 Ackroyd R, Kelty C J, Brown N J, Stephenson T J, Stoddard C J, Reed M W. Eradication of dysplastic Barrett's oesophagus using photodynamic therapy: long-term follow-up.  Endoscopy. 2003;  35 496-501
    Thieme ConnectPubMedSearch in Google Scholar
  • 9 Stepinac T, Felley C, Jornod P, Lange N, Gabrecht T, Fontolliet C, Grosjean P, Melle G, Bergh H, Monnier P, Wagnieres G, Dorta G. Endoscopic fluorescence detection of intraepithelial neoplasia in Barrett's esophagus after oral administration of aminolevulinic acid.  Endoscopy. 2003;  35 663-668
    Thieme ConnectPubMedSearch in Google Scholar
  • 10 Gahlen J, Stern J, Pressmar J, Bohm J, Holle R, Herfarth C. Local 5-aminolevulinic acid application for laser light-induced fluorescence diagnosis of early staged colon cancer in rats.  Lasers Surg Med. 2000;  26 302-307
    CrossrefPubMedSearch in Google Scholar
  • 11 Scholefield J H. Treatment of grade III anal intraepithelial neoplasia with photodynamic therapy: report of a case.  Dis Colon Rectum. 2003;  46 1555-1559
    CrossrefPubMedSearch in Google Scholar
  • 12 Kriegmair M, Baumgartner R, Knuechel R, Steinbach P, Ehsan A, Lumper W, Hofstädter F, Hofstetter A. Fluorescence photodetection of neoplastic urothelial lesions following intravesical instillation of 5-aminolevulinic acid.  Urology. 1994;  44 836-841
    CrossrefPubMedSearch in Google Scholar
  • 13 Waidelich R, Beyer W, Knüchel R, Stepp H, Baumgartner R, Schröder J, Hofstetter A, Kriegmair M. Whole bladder photodynamic therapy with 5-aminolevulinic acid using a white light source.  Urology. 2003;  61 332-337
    CrossrefPubMedSearch in Google Scholar
  • 14 Stummer W, Novotny A, Stepp H, Goetz C, Bise K, Reulen H J. Fluorescence-guided resection of glioblastoma multiforme by using 5-aminolevulinic acid-induced porphyrins: a prospective study in 52 consecutive patients.  J Neurosurg. 2000;  93 1003-1013
    CrossrefPubMedSearch in Google Scholar
  • 15 Wyss P, Degen A, Caduff R, Hornung R, Haller U, Fehr M. Fluorescence hysteroscopy using 5-aminolevulinic: a descriptive study.  Lasers Surg Med. 2003;  33 209-212
    CrossrefPubMedSearch in Google Scholar
  • 16 Degen A F, Gabrecht T, Mosimann L, Fehr M K, Hornung R, Schwarz V A, Tadir Y, Steiner R A, Wagnieres G, Wyss P. Photodynamic endometrial ablation for the treatment of dysfunctional uterine bleeding: a preliminary report.  Lasers Surg Med. 2004;  34 1-4
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 17 Nisolle M, Casanas-Roux B, Anaf V, Mine J M, Donnez J. Morphometric study of the stromal vascularization in peritoneal endometriosis.  Fertil Steril. 1993;  59 681-684
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 18 Donnez J, Smoes P, Gillerot S, Casanas-Roux F, Nisolle M. Vascular endothelial growth factor (VEGF) in endometriosis.  Hum Reprod. 1998;  13 1686-1690
    CrossrefPubMedSearch in Google Scholar
  • 19 Malik E, Berg C, Meyhofer-Malik A, Buchweitz O, Moubayed P, Diedrich K. Fluorescence diagnosis of endometriosis using 5-aminolevulinic acid.  Surg Endosc. 2000;  14 452-455
    CrossrefPubMedSearch in Google Scholar
  • 20 Hillemanns P, Weingandt H, Stepp H, Baumgartner R, Xiang W, Korell M. Assessment of 5-aminolevulinic acid-induced porphyrin fluorescence in patients with peritoneal endometriosis.  Am J Obstet Gynecol. 2000;  183 52-57
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 21 Fehr M K, Hornung R, Degen A, Schwarz V A, Fink D, Haller U, Wyss P. Photodynamic therapy of vulvar and vaginal condyloma and intraepithelial neoplasia using topically applied 5-aminolevulinic acid.  Lasers Surg Med. 2002;  30 273-279
    CrossrefPubMedSearch in Google Scholar
  • 22 Wang X L, Wang H W, Wang H S, Xu S Z, Liao K H, Hillemanns P. Topical 5-aminolaevulinic acid-photodynamic therapy for the treatment of urethral condylomata acuminata.  Br J Dermatol. 2004;  151 880-885
    CrossrefPubMedSearch in Google Scholar
  • 23 Hillemanns P, Untch M, Prove F, Baumgärtner R, Hillemanns M, Korell M. Photodynamic therapy of vulvar lichen sclerosus with 5-aminolevulinic acid.  Obstet Gynecol. 1999;  93 71-74
    CrossrefPubMedSearch in Google Scholar
  • 24 Pahernik S A, Botzlar A, Hillemanns P, Dellian M, Kirschstein M, Abels C, Korell M, Mueller-Hoecker J, Untch M, Goetz A E. Pharmacokinetics and selectivity of aminolevulinic acid-induced porphyrin synthesis in patients with cervical intra-epithelial neoplasia.  Int J Cancer. 1998;  78 310-314
    CrossrefPubMedSearch in Google Scholar
  • 25 Hillemanns P, Weingandt H, Baumgärtner R, Diebold J, Xiang W, Stepp H. Photodetection of cervical intraepithelial neoplasia using 5-aminolevulinic acid-induced porphyrin fluorescence.  Cancer. 2000;  88 2275-2282
    CrossrefPubMedSearch in Google Scholar
  • 26 Löning M, Diddens H, Krauß T, Diedrich K, Hüttmann G. Protoporphyrin IX evaluation in cervical intraepithelial neoplasia after topical application of 5-aminolevulinic acid: qualitative and quantitative fluorescence detection. submitted
  • 27 Andrejevic-Blant S, Major A, Ludicke F, Ballini J P, Wagnieres G, den Bergh H van, Pelte M F. Time-dependent hexaminolaevulinate induced protoporphyrin IX distribution after topical application in patients with cervical intraepithelial neoplasia: A fluorescence microscopy study.  Lasers Surg Med. 2004;  35 276-283
    CrossrefPubMedSearch in Google Scholar
  • 28 Hillemanns P, Korell M, Schmitt-Sody M, Baumgärtner R, Beyer W, Kimmig R, Untch M, Hepp H. Photodynamic therapy in women with cervical intraepithelial neoplasia using topically applied 5-aminolevulinic acid.  Int J Cancer. 1999;  81 34-38
    CrossrefPubMedSearch in Google Scholar
  • 29 Keefe K A, Tadir Y, Tromberg B, Berns M, Osann K, Hashad R, Monk B J. Photodynamic therapy of high-grade cervical intraepithelial neoplasia with 5-aminolevulinic acid.  Lasers Surg Med. 2002;  31 289-293
    CrossrefPubMedSearch in Google Scholar
  • 30 Barnett A A, Haller J C, Cairnduff F, Lane G, Brown S B, Roberts D J. A randomised, double-blind, placebo-controlled trial of photodynamic therapy using 5-aminolaevulinic acid for the treatment of cervical intraepithelial neoplasia.  Int J Cancer. 2003;  103 829-832
    CrossrefPubMedSearch in Google Scholar
  • 31 Bodner K, Bodner-Adler B, Wierrani F, Kubin A, Szolts-Szolts J, Spangler B, Grünberger W. Cold-knife conization versus photodynamic therapy with topical 5-aminolevulinic acid (5-ALA) in cervical intraepithelial neoplasia (CIN) II with associated human papillomavirus infection: a comparison of preliminary results.  Anticancer Res. 2003;  23 1785-1788
    PubMedSearch in Google Scholar
  • 32 Löning M, Diddens H, Küpker W, Diedrich K, Hüttmann G. Laparoscopic fluorescence detection of ovarian carcinoma metastases using 5-aminolevulinic acid-induced protoporphyrin IX.  Cancer. 2004;  100 1650-1656
    CrossrefPubMedSearch in Google Scholar
  • 33 Ladner D P, Steiner R A, Allemann J, Haller U, Walt H. Photodynamic diagnosis of breast tumours after oral application of aminolevulinic acid.  Br J Cancer. 2001;  84 33-37
    CrossrefPubMedSearch in Google Scholar
  • 34 Frei K A, Bonel H M, Frick H, Walt H, Steiner R A. Photodynamic detection of diseased axillary sentinel lymph node after oral application of aminolevulinic acid in patients with breast cancer.  Br J Cancer. 2004;  90 805-809
    CrossrefPubMedSearch in Google Scholar
  • 35 Hendren S K, Hahn S M, Spitz F R, Bauer T W, Rubin S C, Zhu T, Glatstein E, Fraker D L. Phase II trial of debulking surgery and photodynamic therapy for disseminated intraperitoneal tumors.  Ann Surg Oncol. 2001;  8 65-71
    CrossrefPubMedSearch in Google Scholar

Dr. med. M. Löning

Klinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe · Universitätsklinikum Schleswig-Holstein Campus Lübeck

Ratzeburger Allee 160

23562 Lübeck

Phone: 04 51/5 00 21 55

Fax: 04 51/5 00 24 30

Email: loening@gmx.de