Ivančević, Dr. (Univ.Zagreb) Velimir: Immunszintigraphie mit dem monoklonalen NCA-95-Antigranulozyten-Antikörper und dem NCA-90-Antigranulozyten-Antikörper-Fab’-Fragment zur Entzündungsdiagnostik bei Problemindikationen und zur Knochenmarkszintigraphie

Kapitel 2. Knochenmarkszintigraphie

2.1 Nuklearmedizinische bildgebende Verfahren bei Erkrankungen des hämopoetisch aktiven Knochenmarks

Die nuklearmedizinische Knochenmarkdiagnostik dient zur Evaluierung einer fokalen oder generalisierten Knochenmarkbeteiligung bei malignen und hämatologischen Erkrankungen. Wissenschaftlich untersucht wird ihre Bedeutung für die funktionelle Beurteilung der Knochenmarkskapazität bzw. -reserve.
Die Rolle nuklearmedizinischer Verfahren in der Knochenmarkdiagnostik, ihre methodologischen Grundlagen sowie Stand und Perspektiven der betreffenden vorklinischen und klinischen Forschung wurden in einer Übersichtsarbeit dargelegt (Publikation 9). Der Auftrag zu dieser Übersichtsarbeit wurde mir vom Veranstalter der Symposiumsreihe „International Forum Nuclear Medicine Charité Berlin“ aufgrund der Forschungsergebnisse unserer Arbeitsgruppe erteilt.

Publikation 9:

Ivančević V. Bone marrow. In Munz, DL, Hrsg.: Molecular nuclear medicine with antibodies, peptides and nucleotides. International Forum Nuclear Medicine Charité, Zuckschwerdt-Verlag, München Bern Wien New York 2000, pp.82-95

2.2 Immunszintigraphie des Knochenmarks mit dem NCA-95-Antigranulozyten-Antikörper

2.2.1 Alter und Knochenmark-Uptake des NCA-95-Antigranulozyten-Antikörpers

Beim Menschen wird das rote, hämopoetisch aktive Knochenmark mit zunehmendem Alter schlechter durchblutet und immer mehr zu gelbem Fettmark umgewandelt ( 126 , 127 ). In den

wenigen, bisher durchgeführten Studien, in denen der Knochenmark-Uptake des NCA-95-Antigranulozyten-Antikörpers in kleinen Kontrollgruppen, untereinander nicht standardisiert, bestimmt wurde ( 128 , 129 ), war der Einfluß des Alters der Probanden nicht untersucht worden. Hinzu kommt, daß in einer dieser beiden Arbeiten ( 129 ) ein anderer Antigranulozyten-Antikörper verwendet wurde.
Wir untersuchten erstmals den Einfluß des Alters auf den Knochenmark-Uptake bei Patienten mit einem normalen Knochenmarkszintigramm (erste Mitteilung in Publikation 10). Unsere Arbeitshypothese war dabei, daß es mit zunehmendem Alter zu einer Abnahme im Knochenmark-Uptake des NCA-95-Antigranulozyten-Antikörpers kommt. Die Ergebnisse bestätigten die Arbeitshypothese hoch signifikant. Daher wurden Normalbereiche des Knochenmark-Uptake für drei verschiedene Altersklassen bestimmt. Wir folgerten, daß bei Vergleichsuntersuchungen des Knochenmark-Uptake mit einem Normalkollektiv auf die Alterszusammensetzung dieses Kollektivs zu achten sei.

Publikation 10:

Ivančević V, Munz DL, Huić D. Antigranulocyte antibody uptake in bone marrow is age-dependent (Letter). J Nucl Med 1997;38:1172

2.2.2 Normaler Knochenmark-Uptake des NCA-95-Antigranulozyten-Antikörpers und Uptake bei Fieber unbekannter Genese sowie malignen Erkrankungen

Die Methodologie zur semiquantitativen Bestimmung des Knochenmark-Uptake bei der Knochenmarkszintigraphie wurde 1984 von Munz eingeführt ( 95 , 130 , 131 ). Das zu dieser Zeit verwendete Radiopharmakon war Technetium-99m-markiertes Nanokolloid. Heute stellt der Technetium-99m-markierte NCA-95-Antigranulozyten-Antikörper das Radiopharmakon der Wahl für die Knochenmarkszintigraphie dar ( 132 , 133 , 134 , 135 ). Da sich Biodistribution und Biokinetik der beiden Radiopharmaka unterscheiden, gelten die aus der Knochenmarkszintigraphie mit Nanokolloid bekannten Uptake-Werte nicht für die Immunszintigraphie des Knochenmarks.
Unsere Arbeitsgruppe bestimmte daher anhand eines größeren Normalkollektiv erstmals den

Normbereich des Knochenmark-Uptake für den NCA-95-Antigranulozyten-Antikörper (Publikation 11). Dabei fiel eine inverse Korrelation des Knochenmark-Uptake mit dem Alter der Probanden auf, wie im Abschnitt 2.2.1 bereits dargelegt. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, daß das Vorliegen von Entzündungszeichen im Blut und/oder entzündlicher Herde den Knochenmark-Uptake nicht signifikant beeinflußt. Auch maligne Tumore, Lymphome und Plasmozytome ohne eine Knochenmarkaffektion größeren Ausmaßes verändern den Knochenmark-Uptake nicht. Bei einigen dieser Patienten lag eine mäßige Expansion des hämopoetisch aktiven Knochenmarks in die Peripherie vor, die ebenfalls ohne Auswirkungen auf den Knochenmark-Uptake blieb.
Die Bestimmung des Knochenmark-Uptake-Index erwies sich methodologisch als reproduzierbar und nicht untersucherabhängig.
Der klinische Nutzen der Bestimmung des Knochenmark-Uptake könnte vor allem in der Diagnostik und Verlaufskontrolle von Erkrankungen mit möglicher Knochenmarkdepression sowie in der Therapiekontrolle liegen. Mit dieser Arbeit wird eine Grundlage für vergleichend quantifizierende Auswertungen der Immunszintigraphie des Knochenmarks geboten.

Publikation 11:

Huić D, Ivančević V, Richter W-S, Munz DL. Immunoscintigraphy of the bone marrow: normal uptake values of technetium-99m-labeled monoclonal antigranulocyte antibodies. J Nucl Med 1997;38:1755-1758

2.2.3 Immunszintigraphie des Knochenmarks mit dem NCA-95-Antigranulozyten-Antikörper bei Patienten mit Panzytopenie

Diese prospektive klinische Studie war motiviert durch das im vorangegangenen Abschnitt 2.2.2 dargelegte Vorhaben, in dem die Immunszintigraphie des Knochenmarks und insbesondere der Knochenmark-Uptake überwiegend bei Patienten mit normaler Hämopoese untersucht worden waren.
In der aktuellen Studie sollte die klinische Wertigkeit der Knochenmarkszintigraphie mit dem NCA-95-Antigranulozyten-Antikörper bei Patienten mit Knochenmarkdepression untersucht

werden (Publikation 12). Vorrangiges Ziel war dabei die Evaluierung der Trennschärfe des Knochenmark-Uptake hinsichtlich einer vorhandenen Knochenmarkdepression im Vergleich zum altersentsprechenden Normalbereich. Die Rechtfertigung für den Einsatz eines Verfahrens, das ein Maß für die Granulopoese darstellt, war die weithin akzeptierte Erkenntnis, daß die Granulopoese in den meisten Fällen als repräsentativ für die Hämopoese allgemein angesehen werden kann ( 136 ).
Der Knochenmark-Uptake fiel bei den Patienten mit Panzytopenie signifikant niedriger aus als in der Vergleichsgruppe mit normaler Knochenmarkfunktion. Es fand sich nur ein eng umschriebener Überschneidungsbereich, der hauptsächlich aus Patienten mit Autoimmunerkrankungen bestand, die peripher zwar eine Panzytopenie, zentral jedoch unauffällige Hämopoese aufwiesen, wie durch Biopsie belegt. Diese Konstellation einer Panzytopenie mit konkordant normaler Hämopoese und Knochenmarkszintigraphie rechtfertigte es, in diesen Fällen eine extramedulläre Blutzelldestruktion zu postulieren.
Der Knochenmark-Uptake korrelierte nicht mit der peripheren Leukozyten- und Erythrozytenzahl, was wir auf das Vorliegen einer kompensatorischen extramedullären Hämopoese zurückführten.
Das Verteilungsmuster hämopoetisch aktiven Knochenmarks schien für die jeweilige Entität spezifische Unterschiede aufzuweisen, allerdings war die Zahl der untersuchten Patienten zu gering, diese Hypothese zu erhärten. Insbesondere bei Patienten mit aplastischer Anämie fanden sich zwei unterschiedliche Verteilungsmuster, die auf verschiedene pathogenetische Mechanismen hindeuten könnten.
Zusammenfassend konnten wir zeigen, daß eine Knochenmarkdepression mit Hilfe des Knochenmark-Uptake verläßlich nachgewiesen werden kann. Die Wertigkeit des Knochenmark-Uptake in der Verlaufskontrolle von Patienten mit Knochenmarkdepression und möglicherweise krankheitsspezifische Verteilungsmuster des NCA-95-Antigranulozyten-Antikörpers im hämopoetisch aktiven Knochenmark sollten in multizentrischen Studien untersucht werden, für die die vorliegende Arbeit als Grundlage dienen kann.

Publikation 12:

Huić D, Ivančević V, Aurer I, Dodig D, Nemet D, Labar B, Poropat M, Munz DL. Bone marrow immunoscintigraphy in hematological patients with pancytopenia - preliminary results. Nuklearmedizin (eingereicht)

2.3 Immunszintigraphie des Knochenmarks mit dem NCA-90-Antigranulozyten-Antikörper-Fab’-Fragment

NCA-90 wird als Differenzierungsantigen der monozytär/makrophagealen und der granulozytären Zellinie angesehen ( 137 ). Das NCA-90-Antigranulozyten-Antikörper-Fab'-Fragment und seine üblichen Indikationsgebiete wurden bereits im Abschnitt 1.3.2.2 beschrieben.
Die immunologische und biokinetische Ähnlichkeit dieses Fab'-Fragments mit dem NCA-95 Antigranulozyten-Antikörper, das Fehlen einer Immunantwort des Empfängers in Form einer HAMA-Bildung und die gute Verfügbarkeit des NCA-90-Antigranulozyten-Antikörper-Fab'-Fragments schienen es zu einer Alternative zum NCA-95-Antigranulozyten-Antikörper in der Knochenmarkzsintigraphie zu machen.
Aufbauend auf diesen Voraussetzungen untersuchte unsere Arbeitsgruppe erstmals die Wertigkeit des Technetium-99m-markierten NCA-90 Antigranulozyten-Antikörper-Fab'-Fragments in der Knochenmarkszintigraphie (Publikation 13). Um die Vergleichbarkeit der Ergebnisse mit dem NCA-95-Antigranulozyten-Antikörper zu gewährleisten, wurde in diesem Vorhaben die Methodologie aus den entsprechenden Studien mit dem kompletten NCA-95-Antikörper übernommen ( s. Abschnitt 2.2 ). Die Ergebnisse der qualitativen und quantitativen Auswertung wurden mit den entsprechenden Ergebnissen der Knochenmarkszintigraphie mit dem kompletten Antikörper aus den Abschnitten 2.2.1 und 2.2.2 verglichen.
Das normale Verteilungsmuster des Fab'-Fragments im hämopoetisch aktiven Knochenmark unterschied sich nicht von dem des kompletten NCA-95-Antigranulozyten-Antikörpers. Auch bei Patienten mit Knochenmarkexpansion in die Peripherie oder Knochenmarkdepression schienen analoge Verteilungsmuster vorzuliegen.
Die Intensität der Anreicherung des Fab'-Fragments im Knochenmark wies einen großen Streubereich auf und fiel sowohl qualitativ als auch quantitativ deutlich geringer aus als die des kompletten Antikörpers. Die Beurteilbarkeit bestimmter Knochenmarkareale war infolgedessen erschwert oder gänzlich unmöglich. Anders als beim kompletten Antikörper nahm die Knochenmarkanreicherung des Fab'-Fragments mit der Zeit nicht zu, und es konnte keine Abhängigkeit des Knochenmark-Uptake vom Alter der Patienten nachgewiesen werden. In intraindividuellen Verlaufsuntersuchungen wies der Knochenmark-Uptake des NCA-90-

Antigranulozyten-Antikörper-Fab'-Fragments eine hohe, biologisch nicht begründbare Streuung auf.
Die große inter- und intraindividuelle Streuung des normalen Knochenmark-Uptake und seine fehlende Altersabhängigkeit führten wir auf die insgesamt vergleichsweise geringe Knochenmarkanreicherung und Schwankungen im Niveau der Untergrundaktivität zurück.
Zusammenfassend zeigten unsere Ergebnisse, daß die Knochenmarkszintigraphie mit dem Technetium-99m-markierten NCA-90-Antigranulozyten-Antikörper-Fab'-Fragment nur die qualitative, unvollständige Darstellung einiger Areale hämopoetisch aktiven Knochenmarks ermöglicht. Die semiquantitative Bestimmung des Fab'-Knochenmark-Uptake ist für die klinische Anwendung nicht brauchbar.
Das NCA-90-Antigranulozyten-Antikörper-Fab'-Fragment stellt in der Knochenmarkszintigraphie keine Alternative für den kompletten NCA-95-Antigranulozyten-Antikörper dar.

Publikation 13:

Ivančević V, Huić D, Wolter A, Munz DL. Bone marrow scintigraphy with Tc-99m labelled monoclonal anti-NCA 90 Fab' fragment: a feasibility study and comparison of bone marrow uptake with Tc-99m labelled monoclonal anti-NCA 95 antigranulocyte antibody. Nucl Med Commun (eingereicht)

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Tue Apr 30 17:05:37 2002