Modelling in klinischen Studien
In einer gemeinsamen Studie mit der Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie des UKE zu Langzeitschädigungen durch Konsum der Modedroge Ecstasy wurden rund 180 dynamische Gehirn-PET-Untersuchungen mit dem Serotonintransporterliganden 11C-(+)McN5652 durchgeführt, bei denen erfolgreich Referenzgewebe-Modellingverfahren eingesetzt wurden (65, 66). Es konnte u.a. gezeigt werden, dass die Verfügbarkeit (distribution volume ratio) der präsynaptischen Serotonintransporter im Thalamus und im Mesencephalon bei Ecstasy-Konsumenten im Vergleich zu drogennaiven Kontrollen und auch im Vergleich zu polytoxikomanen Kontrollen ohne Ecstasy-Konsum signifikant erniedrigt ist. Verlaufsuntersuchungen ergaben einen kontinuierlichen Anstieg der SERT-Verfügbarkeit, der mit nachlassender Ecstasy-Konsumintensität korreliert war (66, 67). Dieses Ergebnis stützt die Hypothese, dass Ecstasy-induzierte Veränderungen der SERT-Verfügbarkeit reversibel sind, impliziert jedoch nicht die Reversibilität aller neurotoxischen Effekte. Diese Studie wurde vom Bundesamt für Arzneimittel und Medizinprodukte BfArM unterstützt.
Semi-quantitative Verfahren, bei denen physiologische Parameter durch Normierung des lokalen Tracer-Uptakes auf den Tracer-Uptake in einem Referenzgewebe abgeschätzt werden, wurden in verschiedenen Untersuchungen zum Einfluß von Ecstasy-Konsum auf den cerebralen Glukosestoffwechsel eingesetzt (57, 58, 107). Zur Identifikation der untersuchten Hirnstrukturen in den individuellen Probanden wurden hier segmentierte Computeratlanten des menschlichen Gehirns verwendet.
Auch zur Beurteilung des lokalen Knochenstoffwechsels bei Patienten mit allogener Knochentransplantation wurden Modelingansätze verwendet, um den Fluoridinflux als Surrogatmarker für den Knochenstoffwechsel zu bestimmen (49). Mittels dynamischer F-18-Fluorid-PET über 60 Minuten wurde in einer ersten Studie 6-24 Monate nach Implantation eines Knochentransplantates der Fluoriduptake mit unterschiedlichen quantitativen Methoden gemessen: zum Einsatz kamen die Nicht-lineare Regressionsanalyse (NLR) sowie das graphische Verfahren nach Patlak, beide Ansätze jeweils für ein Dreikompartmentmodell, ebenso wie der semiquantitative Parameter "Standardized Uptake Value" (SUV). Ein Vergleich der verschiedenen Methoden ergab eine hohe Korrelation zwischen der Patkakanalyse und NLR über alle Meßbereiche, d.h. von sehr niedrigen Uptakewerten in peripheren Röhrenknochen bis hin zu maximal gesteigertem pathologischen Knochenstoffwechsel aufgrund akuter Komplikationen. Ebenso waren Veränderungen im Knochenstoffwechsel über die Zeit hochsignifikant für beide Verfahren korreliert. SUV zeigte ebenfalls eine recht gute Korrelation im mittleren und hohen Uptakebereich, bei niedriger metabolischer Knochenaktivität dagegen war die Korrelation mit NLR und Patlakverfahren eingeschränkt. In diesem Bereich war für SUV das 95%-Intervall für zufällige Änderungen bei wiederholten Messungen auf fast 60% erhöht, so daß echte Veränderungen im Knochenstoffwechsel mittels SUV nur schwer zu beurteilen waren im Gegensatz zu NLR und Patlak mit 95%-Intervallen um 20%.
Desweitern konnte mittels Kinetikmodeling bei der F-18-Fluorid PET gezeigt werden, daß unterschiedliche Knochentransplantate einen unterschiedlichen, jeweils charakteristischen, Heilungsverlauf über die Zeit aufweisen (48). In Knochenvolltransplantaten stiegen sowohl SUV, KNLR und KPat ebenso wie der Blutfluß (K1) von 6 bis 12 Monaten nach Transplantation um etwa 20% an und fielen erst dann bis 24 Monate nach Operation stetig ab. Knochenchips dagegen zeigten einen kontinuierlichen Abfall um insgesamt 65% während der gesamten Untersuchungszeit von 6 bis 24 Monate nach Transplantation. Komplikationen wie non-union der Transplantate, die eine operative Sanierung erforderten, zeigten einen Anstieg der Parameter deutlich über den Normalbereich der komplikationslos heilenden Transplantate mit ebenso deutlichen Abweichungen vom normalen zeitlichen Heilungsverlauf. Aufgrund dieser Ergebnisse scheint die quantitative PET mit F-18-Fluorid geeignet, den Knochenstoffwechsel von Knochentransplantaten im Heilungsverlauf zu bestimmen und Komplikationen zuverlässig zu erkennen.
© Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf,
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, 06.01.2005
