In vitro Validierung der in vivo PSMA-Expression in der 68Ga-PSMA-PET/CT beim primären Prostatakarzinom durch die Immunohistochemie

Eine korrekte Diagnose und ein exaktes Staging sind die Voraussetzungen für das Management und das angemessene Therapiekonzept für Prostatakarzinom-Patienten. Die aktuellen Leitlinien empfehlen zur Sicherung der finalen Diagnose die transrektal ultraschallgesteuerte Prostatastanzbiopsie. Da sich bei diesem Vorgehen jedoch in gewissen Fällen Nachteile gezeigt haben, hat die MRT rasch an unterstützender diagnostischer Bedeutung gewonnen. Aktuelle Forschungsergebnisse zeigen, dass das mit 68Gallium (68Ga) markierte prostataspezifische Membranantigen (PSMA) eine signifikante Rolle im Staging des primären Prostatakarzinoms spielt, insbesondere bei der Detektion von Lymphknoten- und Knochenmetastasen. Vorherige immunohistochemische Studien haben gezeigt, dass das PSMA im Prostatakarzinom im Gegensatz zum normalen Prostatagewebe überexprimiert wird. Ziel: Vor diesem Hintergrund ergab sich die Hypothese, dass die semiquantitative Auswertung der 68Ga–PSMA-PET/CT intraprostatische Karzinome von Normalgewebe der Prostata unterscheiden kann. Um diese Annahme zu überprüfen, führten wir eine retrospektive Analyse der Prostata-Gewebeproben von 31 Patienten durch, welche vor einer radikalen Prostatektomie eine 68Ga-PSMA-PET/CT Untersuchung erhielten. Ein weiteres Ziel der Studie war es, einen Cut-off-Wert für die 68Ga-PSMA-PET/CT zur Diagnosestellung des Prostatakarzinoms zu generieren. Methodik: Zur Evaluierung der 68Ga-PSMA-PET/CT-Bilder wurde eine visuell erhöhte 68Ga-PSMA-11-Aufnahme im Vergleich zum umliegenden Gewebe als pathologisch angenommen. Eine Region of Interest wurde mithilfe einer Bildsoftware für die Kalkulation des standardized maximum uptake value (SUVmax) semiautomatisch auf dem suspekten Areal sowie auf dem visuellen Normalgewebe platziert. Die Position der Areale wurde anhand eines Sektorschemas der Prostata dokumentiert, um die entsprechenden histopathologischen Präparate identifizieren zu können. Die zugehörigen jeweils 31 Tumor- sowie Normalgewebeproben wurden mit einem anti-PSMA-Antikörper immunohistochemisch angefärbt und dann histopathologisch als tumorpositiv oder –negativ anhand des Immunoreactive Scores klassifiziert. Ergebnisse: Zur Unterscheidung zwischen intraprostatischem Tumor und Normalgewebe ergab die Receiver Operating Characteristic (ROC) Analyse einen besten SUVmax-Cut-off-Wert von 3.15 (Sensitivität von 97%, Spezifität von 90%; AUC 0.987). Angewandt auf multifokale Karzinome ergab dieser Cut-off-Wert eine Sensitivität von 87% und eine Spezifität von 97%. Der SUVmax zeigte sich als nicht nur abhängig von der Intensität der PSMA-Expression des Prostatagewebes, sondern auch von dem Prozentanteil der Tumorzellen; Präparate mit über 50% immunohistochemisch angefärbten Zellen wiesen einen höheren SUVmax auf als Präparate mit unter 50% angefärbten Zellen (SUVmax 13.34 ± 15.55 vs. 2.81 ± 2.35; p< 0.001). Fazit: Unsere Ergebnisse zeigen, dass die in der 68Ga-PSMA-PET/CT gesehene PSMA-Expression zur nicht-invasiven Diagnostik des primären Prostatakarzinoms verwendet werden kann. In der Ära des PET/MRT ist von weiterem Forschungsinteresse, ob die Diagnoseleistung für das primäre Prostatakarzinom durch die kombinierten PET und MRT Kriterien noch weiter verbessert werden kann.Correct diagnosis and staging is prerequisite for management of prostate cancer patients. The current guidelines recommend use of transrectal ultrasound guided biopsy of prostate gland for final diagnosis. Biopsy sampling has its own disadvantages in some cases, which is one reason MRI has seen an upsurge in assisting biopsy of prostate cancer patients. Recent research shows that prostate specific membrane antigen (PSMA) labelled with 68Gallium (68Ga) plays a significant role in the staging of prostate cancer, primarily in detecting lymph node and bone metastases. Prior immunohistochemical studies have shown that PSMA is overexpressed in tumor as compared to normal prostate tissue. Aim: With this background we hypothesized that semiquantitative evaluation of 68Ga- PSMA-PET/CT should be able to differentiate intraprostatic tumor from normal prostate tissue. For proving this hypothesis, we retrospectively analyzed prostate specimens of 31 patients investigated with 68Ga-PSMA-PET/CT before radical prostatectomy. Another aim was to generate a cut-off-value for 68Ga-PSMA-PET/CT to allow the diagnosis of prostate cancer. Methods: To evaluate the 68Ga-PSMA-PET/CT-images a visually increased tracer uptake more than the surrounding tissue was taken as pathological. A Region of Interest was placed semiautomatically using dedicated imaging software for the calculation of maximum standardized uptake value (SUVmax) on the suspicious area and the visually normal prostate tissue. The location of each region was documented with a sector scheme of the prostate, to find the corresponding histopathological specimen. The matched 31 histological slices of tumor lesions and normal prostate tissues were stained with an anti-PSMA-antigen and histopathologically classified as positive or negative for tumor based on the Immunoreactive Score. Results: A Receiver Operating Characteristic analysis showed the best SUVmax cutoff- value of 3.15 (sensitivity of 97%, specificity of 90%; AUC 0.987) for differentiating between intraprostatic primary and normal prostate tissue. Applied to multifocal prostate cancer this cut-off-value resulted in a sensitivity of 87% and specificity of 97%. The SUVmax was not only dependent on the intensity of PSMA-expression but also on the percent of tumor cells; specimens having more than 50% of cells stained with PSMA-antibody had higher SUVmax as compared to those with less than 50% (SUVmax 13.34 ± 15.55 vs 2.81 ± 2.35; p< 0.001). Conclusion: Our results show that PSMA-expression as seen on 68Ga-PSMA-PET/CT can be used to non-invasively diagnose the primary prostate cancer. In the era of PET/MRI it would be interesting to see if combined PET and MRI criteria can increase the overall diagnostic performance for detection of primary prostate cancer