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JOURNAL ONKOLOGIE – Artikel
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19. April 2018 Seite 1/4

Strahlentherapie benigner ossärer Komplikationen

B. Wöller, S. E. Combs, Klinik und Poliklinik für RadioOnkologie und Strahlentherapie, Klinikum rechts der Isar, TU München

Die Strahlentherapie ist neben der Chemotherapie und der Operation eine tragende Säule in der Therapie onkologischer Erkrankungen. Die in der onkologischen Therapie üblichen Dosis-Konzepte zielen darauf ab, vor allem das klonogene Zellüberleben, also die Zellproliferation von Tumorzellen, zu eliminieren, die zytotoxische Wirkung auf Tumorzellen steht im Vordergrund. In der Therapie benigner Erkrankungen erklärt sich die Wirkung der Strahlentherapie durch eine Beeinflussung biologischer Prozesse wie Hemmung der Proliferation, Differenzierung und Entzündungsmediation. Die hierbei verwendeten Dosierungen unterscheiden sich dementsprechend grundlegend zur onkologischen Therapie. Die Strahlentherapie findet in einer Reihe gutartiger Erkrankungen eine breitgefächerte Anwendung. Diese beschränkt sich nicht nur auf benigne Tumoren wie Meningeome, Neurinome (Akustikusneurinome) oder Hypophysenadenome, sondern sie kann beispielsweise auch erfolgreich zur Proliferationshemmung von Fibroblasten wie etwa zur Prophylaxe von Keloiden (überschießend wachsende Fibroblasten z.B. bei gestörter Wundheilung), zur Behandlung des M. Dupuytren (Erkrankung des Bindegewebes der Handinnenfläche) oder M. Ledderhose (hier ist das Bindegewebe der Füße betroffen) angewendet werden. Im Bereich des Bewegungsapparats und ossärer Veränderungen im weiteren Sinne findet die als „Röntgenreizbestrahlung“ bekannte Strahlentherapie verschiedener degenerativer und entzündlicher Prozesse eine breitgefächerte Anwendung. Typische häufige Beispiele sind die Epicondylopathia humeri, Kalkaneodynie (plantarer Fersensporn) und Achillodynie (dorsaler Fersensporn) sowie die Arthrosis deformans kleiner und großer Gelenke. Eine für den Strahlentherapeuten häufige Indikation ist auch die Prophylaxe heterotoper Ossifikationen vor allem im Bereich der Hüfte. Der folgende Übersichtsartikel gibt einen Einblick in diese Anwendungen.
Heterotope Ossifikation
 
Als heterotope Ossifikation (HO) bezeichnet man das pathologische Auftreten von Knochengewebe im Weichgewebe außerhalb des Skelettsystems. Die Ossifikationen bestehen dabei histologisch aus Knochengewebe und sind von Verkalkungen des Weichgewebes streng abzugrenzen.
 
Zur Bildung von HOs kann es nach einem direkten muskuloskelettalen Trauma wie z.B. einer Fraktur oder durch ein operatives Trauma, z.B. durch Gelenkersatz kommen. Indirekte Mechanismen neurogenen oder humoralen Ursprungs, ohne dass eine direkte Schädigung der betroffenen Lokalisation nötig ist, liegen bei Patienten nach Rückenmarksverletzungen, Schädel-Hirn-Trauma (SHT) oder Verbrennungen vor (1). Die für den Strahlentherapeuten relevanteste HO ist die periartikuläre HO der Hüfte nach Fraktur bzw. Implantation einer Totalen Endoprothese (TEP).
 

Pathogenese
 
Der zugrundeliegende Prozess, der zur HO-Bildung führt, entspricht dem einer enchondralen Ossifikation. Als Voraussetzung hierfür sind a) ein Trauma, welches b) zur Freisetzung eines Signals z.B. eines oder mehrerer Proteine oder Moleküle führt und c) Zellen, die die Fähigkeit haben, sich zu Osteoblasten oder Chondroblasten differenzieren zu können sowie d) ein umgebendes Gewebe, welches diesen Prozess ablaufen lässt (2). Zu den Signalen, die diesen Prozess auslösen können, gehören u.a. humorale Faktoren wie die Gruppe der BMPs (bone morphogenic proteins) (3), welche die chondroblastische bzw. osteoblastische Differenzierung stimulieren, sowie Entzündungsprozesse, Prostaglandin E2, Hypoxie und neuronale Faktoren. Welche Zellreihe sich bei diesem Prozess chondroblastisch bzw. osteoblastisch differenziert, ist nicht abschließend geklärt. Hierfür werden mehrere potentielle Kandidaten kontrovers diskutiert, v.a. mesenchymale Stammzellen (MSC) des Knochenmarks oder im Muskel lokalisierte mesenchymale Progenitorzellen (4). Als endotheliale mesenchymale Transition bezeichnet man die Umwandlung von Endothelzellen in Mesenchymzellen, welche ebenfalls als mögliche Ursprungszellen diskutiert werden (5). Der Wirkmechansimus der Strahlentherapie, der zur Inhibition dieses pathologischen Prozesses führt, ist nicht geklärt. Radiobiologische Untersuchungen an der embryonalen Mauszelllinie C2C12 zeigten, dass ionisierende Strahlung mit einer Dosis von 7 Gy zu einer reduzierten Bildung des BMP2/BMP-Rezeptor-Komplexes und zu einer verminderten Aktivierung des nachfolgenden Signaltransduktionsweges via Smad (intrazelluläre Proteine, die extrazelluläre Signale der TGF-β-Familie weiterleiten, wo sie die Transkription bestimmter Gene aktivieren) führt. Ein zytotoxischer Effekt wurde nicht nachgewiesen (6). Die Beeinflussung einer HO mittels Strahlentherapie liegt im zugrundeliegenden Pathomechanismus, der zu Beginn abläuft, und kann somit nur im Anfangsstadium erfolgen. Eine „ausgereifte“ bestehende Ossifikation kann durch eine Strahlentherapie nicht mehr beeinflusst werden.
 
 
Symptome der heterotopen Ossifikation
 
Frühphase: In der Frühphase der Erkrankung besteht in den ersten Wochen postoperativ bzw. posttraumatisch häufig eine Schwellung sowie eine Überwärmung des betroffenen Gelenks. In der Spätphase der Erkrankung nach abgelaufener Ossifikation stehen bei den symptomatischen Patienten vor allem die Reduktion des Bewegungsumfanges mit Einschränkung der Mobilität im Vordergrund.
 
 
Diagnose
 
Die Diagnose der HO erfolgt in der klinischen Routine mittels Röntgenaufnahme, im Bereich der Hüfte üblicherweise als a.p.-Aufnahme (d.h. anterior-posterior) und nach Lauenstein (d.h. das Bein in der Hüfte gebeugt mit nach außen zeigendem Knie zur guten Beurteilung von Femur und Oberschenkelhals). Ein früherer Nachweis kann mittels der 3-Phasen-Skelettszintigraphie mit 99mTc-Hydroxymethylendiphosphonat erfolgen. So ist der nuklearmedizinische Nachweis sich bildender HOs an Patienten mit Verletzungen des Rückenmarks bereits 24 Tage posttraumatisch möglich, 1 Woche vor Auftreten der ersten sichtbaren radiologischen Veränderungen. Ferner ermöglicht die 3-Phasen-Skelettszintigraphie eine Einschätzung, ob der Prozess der Ossifikation abgeschlossen ist, oder ob es sich noch um einen aktiv ablaufenden Prozess handelt (7, 8). Sonographisch zeigen sich die ersten Veränderungen mit Hinweis auf eine HO bereits 2 Wochen vor dem Nachweis radiologischer Veränderungen im Röntgenbild, so ermöglicht die Sonographie ebenfalls eine frühere Diagnosestellung, welche insbesondere bei SHT am Patientenbett angewendet werden kann (9).
 
Bei der am häufigsten verwendeten Klassifikation der HO der Hüfte wird der Schweregrad anhand des Röntgenbildes (a.p.-Aufnahme) in 4 Grade eingeteilt (10) (Tab. 1). Klinisch relevante Ossifikationen liegen bei Grad III und IV vor, während Ossifikationen Grad I und II meistens symptomlose Befunde im Röntgenbild darstellen.
 
Tab. 1: Brooker-Klassifikation der Hüfte (mod. nach [10]).
Schweregrad Radiologischer Befund
Grad I Einzelne Knocheninseln im Weichgewebe um die Hüfte
Grad II Knochensporne ausgehend vom Becken oder proximalen Femur,
Abstand mindestens 1 cm.
Grad III Knochensporne ausgehend vom Becken oder proximalen Femur,
Abstand < 1 cm.
Grad IV Knöcherne Ankylose

 
 
 
Risikofaktoren
 
Für die Entwicklung einer HO wurden verschiedene individuelle Risikofaktoren wie Alter oder Geschlecht kontrovers diskutiert. Bestimmte vorbestehende Erkrankungen wie eine ankylosierende Spondylitis (M. Bechterew), posttraumatische Arthritis mit extensiver Ausbildung von Exophyten, diffuse idiopathische Hyperostose (M. Forestier) wurden als Risikofaktoren für die Ausbildung einer HO identifiziert (11-13). Nach Beckentrauma ist eine Acetabulum-Fraktur mit einem erhöhten Risiko für periartikuläre Verkalkungen im Hüftgelenk verbunden (14, 15). Das höchste Risiko für die Entwicklung einer HO haben Patienten mit ipsilateral oder kontralateral vorbestehenden HOs (16).

 
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