mini|(A) Gutartige, progressiv wachsende, kalzifizierte, subkutane, pseudotumoröse Radionekrose der rechten Brust, bei einer 65-jährigen Patientin, 23 Jahre nach einer Strahlentherapie mit 60 Gray 60Co.(B) Dieselbe Patientin nach der operativen Entfernung der Radionekrose mini|Histologisches Präparat aus der operativ entfernten Radionekrose: weitläufige und weitgehend vernarbte Radionekrose mit Fibrose im Muskel- und Fettgewebe, sowie im Knochen. Die fortgeschrittenen dystrophischen Verkalkungen sind die Folge einer strahleninduzierten Vaskulopathie.
Als Strahlennekrose, auch Radionekrose genannt, bezeichnet man das durch die Einwirkung ionisierender Strahlung ausgelöste Absterben von Zellen eines Organismus. Radionekrosen sind die wichtigste und schwerwiegendste Komplikation radiochirurgischer Behandlungen, die meist erst Monate oder Jahre nach der Bestrahlung klinisch auffällig wird.H. J. Schmoll, K. Höffken, K. Possinger: Kompendium internistische Onkologie. 4. Auflage. Springer, 2006, ISBN 3-540-20657-4, S. 570. ()
Eine Sonderform ist die Osteoradionekrose. Diese Form der Knochennekrose kann ebenfalls nach einer Strahlentherapie auftreten und wird in einem gesonderten Artikel behandelt.
Beschreibung und klinisches Bild Strahlennekrosen können im gesunden Gewebe nach einer lokalen Einwirkung ionisierender Strahlung entstehen. In den weitaus meisten Fällen erfolgt die Bestrahlung gezielt und dosiskontrolliert, beispielsweise im Rahmen einer Strahlentherapie. In der Radioonkologie ist die Strahlennekrose des Tumors beziehungsweise seiner Metastasen, die Tumornekrose, das primäre Ziel der Bestrahlung. Deshalb ist nicht jede Strahlennekrose eine Komplikation.J. Debus, A. Pirzkall u. a.: Stereotaktische Einzeitbestrahlung (Radiochirurgie). In: Strahlentherapie und Onkologie. Band 175, 1999, S. 47–56. Der Begriff Strahlennekrose wird in der allgemeinen Fachsprache aber nur für strahleninduzierte Nekrosen im gesunden Gewebe verwendet.
Strahlennekrosen treten als iatrogene Gewebeschädigung speziell nach der Strahlentherapie zerebraler Tumoren (Hirntumoren) auf. Die durchschnittliche Latenzzeit beträgt hier 14 Monate nach der Bestrahlung. Darüber hinaus sind Fälle bekannt, bei denen über 25 JahreP. J. Fitzgerald, R. J. Koch: Delayed radionecrosis of the larynx. In: American journal of otolaryngology. Band 20, Nr. 4, 1999 Jul-Aug, S. 245–249, . PMID 10442778. (Review). zwischen der Strahlentherapie und den Symptomen der sich daraus entwickelnden Strahlennekrose vergingen.F. Bayrakli, A. Dinçer u. a.: Late brain stem radionecrosis seventeen years after fractionated radiotherapy. In: Turkish neurosurgery. Band 19, Nr. 2, April 2009, S. 182–185, . PMID 19431132.
Die raumfordernde umschriebene Strahlennekrose der weißen Substanz (Substantia alba) führt zu fokal-neurologischen Defiziten, epileptischen Anfällen und pathologisch erhöhtem Hirndruck.P. Berlit: Strahlenmyelopathie. In: P. Berlit (Hrsg.): Klinische Neurologie. 2. Auflage. Springer, 2006, ISBN 3-540-01982-0, S. 564–566. () Die Strahlennekrosen erzeugen ein Perifokalödem. Makrophagen, die prinzipiell in der Lage sind Nekrosen abzubauen, können nicht einwandern. Die am Ort der Nekrose vorhandenen Mikrogliazellen, die ebenfalls in der Lage sind Zellreste abgestorbener Zellen zu phagozytieren, wurden durch die Bestrahlung abgetötet. Hydrolytische Enzyme wurden durch die Bestrahlung deaktiviert. Sie weisen einen vergleichsweise großen „Wirkungsquerschnitt“ auf. In dem nekrotischen Areal finden sich teilweise stark aufgeweitete Blutgefäße, die eine Stauungshyperämie bewirken und zu einer Erythrodiapedese (Austritt von Erythrozyten aus Blutgefäßen in das Extravasat) führen können.H. P. Schmitt: Ruprecht-Karls-Universität, Heidelberg, abgerufen am 1. Februar 2012.
Pathologisch gesehen handelt es sich bei der Strahlennekrose um eine Koagulationsnekrose.W. Paulus, M. Hasselblatt: Tumoren. In: G. Klöppel, H. H. Kreipe, W. Remmele (Hrsg.): Pathologie: Neuropathologie. 3. Ausgabe. Springer, 2011, ISBN 978-3-642-02323-1, S. 541. ()
Auch nach der Behandlung von arteriovenösen Malformationen (AVM) können Radionekrosen auftreten. Darüber hinaus können Strahlennekrosen auch durch Strahlenunfälle hervorgerufen werden.
Die genauen pathologischen Vorgänge, die zu einer Strahlennekrose und speziell zu den teilweise sehr langen Latenzzeiträumen führen, sind noch weitgehend unklar. Molekulare und zelluläre Mechanismen sind für die Entstehung verantwortlich. Zytokine, wie beispielsweise der Tumornekrosefaktor, und inflammatorische Genprodukte spielen dabei eine wesentliche Rolle.Y. Yoshii: Pathological review of late cerebral radionecrosis. In: Brain tumor pathology. Band 25, Nr. 2, 2008, S. 51–58, . doi:10.1007/s10014-008-0233-9. PMID 18987829.J. L. Daigle, J. H. Hong u. a.: The role of tumor necrosis factor signaling pathways in the response of murine brain to irradiation. In: Cancer Research. Band 61, Nr. 24, Dezember 2001, S. 8859–8865, . PMID 11751409.
Inzidenz Die genaue Häufigkeit von Strahlennekrosen ist nicht bekannt, da – speziell bei zerebralen Tumoren – ein Großteil der Patienten an der Krebserkrankung verstirbt, bevor sich eine Strahlennekrose ausbilden kann. Bei zerebralen Tumoren geht man von einer Häufigkeit von etwa 5 % aus, wenn die Patienten eine Dosis von 45 Gray und mehr erhalten haben.
Das Risiko einer Strahlennekrose steigt mit der Dosis und der Größe des bestrahlten Gewebevolumens,J. C. Flickinger, M. C. Schell, D. A. Larson: Estimation of complications for linear accelerator radiosurgery with the integrated logistic formula. In: International journal of radiation oncology, biology, physics. Band 19, Nr. 1, Juli 1990, S. 143–148, . PMID 2199419. kann aber durch eine Fraktionierung, das ist das Verteilen der Gesamtstrahlungsdosis über mehrere Sitzungen, reduziert werden.P. Wolf: Überlebenszeit und Einflußfaktoren auf das Überleben bei Patienten mit zerebralen Metastasen nach Behandlung mit Stereotaktischer Bestrahlung alleine vs. Stereotaktische Bestrahlung in Kombination mit Ganzhirnbestrahlung. (PDF; 1,3 MB) Dissertation, Ludwig-Maximilians-Universität München, 2010. Über eine Formel kann das Risiko einer Radionekrose abgeschätzt werden.B. J. Blonigen, R. D. Steinmetz u. a.: Irradiated volume as a predictor of brain radionecrosis after linear accelerator stereotactic radiosurgery. In: International journal of radiation oncology, biology, physics. Band 77, Nr. 4, Juli 2010, S. 996–1001, . doi:10.1016/j.ijrobp.2009.06.006. PMID 19783374. Mit den erheblichen Fortschritten bei der Weiterentwicklung der Strahlentherapie ist die Inzidenz im Vergleich zu den Anfängen der Radiotherapie erheblich gesunken. Die modernen Bestrahlungstechniken schonen das gesunde Gewebe so gut wie möglich. Grundsätzlich besteht jedoch das Dilemma zwischen dem Schonen des gesunden Gewebes, zur Vermeidung einer Strahlennekrose, und einer möglichst großflächigen Bestrahlung des Gebietes um den Tumor, um ein Rezidiv zu vermeiden.
Bei zerebralen Tumoren oder Knochenmetastasen wird, aufgrund der meist sehr schlechten Prognose, das Risiko einer Radionekrose bewusst eingegangen. Die genannten Läsionen sind zudem meist inoperabel (nicht zu operieren), so dass die Strahlentherapie die Ultima Ratio darstellt. Bei gutartigen Erkrankungen, wie beispielsweise arteriovenösen Malformationen, ist das Nutzen-Risiko-Verhältnis deutlich ungünstiger.
Diagnose In der klinischen Praxis ist die Unterscheidung zwischen Tumorrezidiv, also dem erneuten Auftreten der Tumorerkrankung (meist durch unvollständige Entfernung des Tumors verursacht), und einer Strahlennekrose schwierig. Beide Erkrankungen treten am selben zu erwartenden Ort, das heißt in dem Bereich des zuvor entfernten Tumors und seiner unmittelbaren Umgebung, auf. Rezidiv und Strahlennekrose zeichnen sich beide durch Raumforderungen aus und die Latenzzeiten nach Tumorentfernung und Bestrahlung sind sich sehr ähnlich.J. Linn, M. Wiesmann, H. Brückmann: Atlas Klinische Neuroradiologie. Springer, 2011, ISBN 978-3-540-89568-8, S. 447–448. ()
Verschiedene bildgebende Verfahren können zur Differentialdiagnose eingesetzt werden. Mit der Magnetresonanzspektroskopie (MRS) können die im Gebiet der Strahlennekrose reduzierten Konzentrationen an N-Acetyl-Aspartat (NAA), Cholin und Kreatin, und der im Tumor(rezidiv) erhöhte Gehalt an Cholin die Unterscheidung ermöglichen.
In der Computertomographie (CT) und in der Magnetresonanztomographie (MRT) erscheint eine Radionekrose meist als ringförmige, von einem Ödem umgebene Struktur, die ein gegebenenfalls appliziertes Kontrastmittel aufnimmt. Mit diesen beiden bildgebenden Verfahren lässt sich eine Radionekrose kaum von einem Rezidiv unterscheiden.R. Engenhart, B. Wowra u. a.: Stereotaktische Konvergenzbestrahlung: Aktuelle Perspektiven auf der Grundlage klinischer Ergebnisse. In: Strahlentherapie und Onkologie. Band 168, 1992, S. 245–259.G. Di Chiro, E. Oldfield u. a.: Cerebral necrosis after radiotherapy and/or intraarterial chemotherapy for brain tumors: PET and neuropathologic studies. In: American Journal of Roentgenology. Band 150, Nr. 1, Januar 1988, S. 189–197, . PMID 3257119.
Die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) mit dem Radiotracer 18F-Fluordesoxyglucose (FDG) ist ein häufig verwendetes bildgebendes Verfahren zur Differenzierung zwischen Rezidiv und Strahlennekrose. Tumorzellen zeigen eine erhöhte Aufnahme an FDG (auch gegenüber dem gesunden Gewebe), während nekrotische Zellen kein FDG mehr benötigen. Die PET mit FDG hat allerdings ihre Limitierung in der Auflösung, die im Bereich mehrerer Millimeter liegt. Dadurch lässt sich ein umschriebenes Rezidiv in einem Bereich von relativ erniedrigtem Stoffwechsel (Hypometabolismus) nicht sicher nachweisen. Nur wenn sich das Rezidiv durch einen erhöhten Stoffwechsel (Hypermetabolismus) nachweisen lässt, ist die Differentialdiagnose eindeutig.U. Roelcke, K. L. Leenders: PET in der klinischen Neuro-Onkologie. Onkologe. Band 4, Nr. 7, 1998, S. 595–598. doi:10.1007/s007610050242M. J. Glantz, J. M. Hoffman u. a.: Identification of early recurrence of primary central nervous system tumors by [18F]fluorodeoxyglucose positron emission tomography. In: Annals of Neurology. Band 29, Nr. 4, April 1991, S. 347–355, . doi:10.1002/ana.410290403. PMID 1929205. Entsprechend hoch ist daher die Sensitivität (81 bis 86 %) der FDG-PET zur Erkennung eines Tumorrezidivs, während die Spezifität mit 22 bis 40 % vergleichsweise gering ist.G. Koch: Bildmorphologische Parameter präoperativer MR-Tomogramme und Überlebenszeit von Patienten mit malignen Gliomen. Dissertation, FU Berlin, 2007, S. 16.D. Kahn, K. A. Follett, D. L. Bushnell, M. A. Nathan, J. G. Piper, M. Madsen, P. T. Kirchner: Diagnosis of recurrent brain tumor: value of 201Tl SPECT vs 18F-fluorodeoxyglucose PET. In: AJR. Band 163, Nr. 6, Dezember 1994, S. 1459–1465, . PMID 7992747. Einige Formen der Radionekrose, so beispielsweise beim nicht-kleinzelligen Bronchialkarzinom (NSCLC) können im FDG-PET eine erhöhte FDG-Aufnahme zeigen.P. G. Morris, P. H. Gutin u. a.: Seizures and radionecrosis from non-small-cell lung cancer presenting as increased fluorodeoxyglucose uptake on positron emission tomography. In: Journal of Clinical Oncology. Band 29, Nr. 12, April 2011, S. e324–e326, . doi:10.1200/JCO.2010.33.0837. PMID 21263097.