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DNA double strand break (DSB) formation induced by ionizing radiation exposure is indicated by the DSB biomarkers \(\gamma\)-H2AX and 53BP1. Knowledge about DSB foci formation in-vitro after internal irradiation of whole blood samples with radionuclides in solution will help us to gain detailed insights about dose-response relationships in patients after molecular radiotherapy (MRT). Therefore, we studied the induction of radiation-induced co-localizing \(\gamma\)-H2AX and 53BP1 foci as surrogate markers for DSBs in-vitro, and correlated the obtained foci per cell values with the in-vitro absorbed doses to the blood for the two most frequently used radionuclides in MRT (I-131 and Lu-177). This approach led to an in-vitro calibration curve. Overall, 55 blood samples of three healthy volunteers were analyzed. For each experiment several vials containing a mixture of whole blood and radioactive solutions with different concentrations of isotonic NaCl-diluted radionuclides with known activities were prepared. Leukocytes were recovered by density centrifugation after incubation and constant blending for 1 h at 37°C. After ethanol fixation they were subjected to two-color immunofluorescence staining and the average frequencies of the co-localizing \(\gamma\)-H2AX and 53BP1 foci/nucleus were determined using a fluorescence microscope equipped with a red/green double band pass filter. The exact activity was determined in parallel in each blood sample by calibrated germanium detector measurements. The absorbed dose rates to the blood per nuclear disintegrations occurring in 1 ml of blood were calculated for both isotopes by a Monte Carlo simulation. The measured blood doses in our samples ranged from 6 to 95 mGy. A linear relationship was found between the number of DSB-marking foci/nucleus and the absorbed dose to the blood for both radionuclides studied. There were only minor nuclide-specific intra-and inter-subject deviations.
The risk of developing thyroid cancer increases considerably after exposure to external or internal radiation, especially in children below the age of 10. After the Chernobyl reactor accident, the yearly incidence of childhood thyroid cancer in Belarus increased to approximately 40 per 1.000.000 in girls and to roughly 20 per 1.000.000 in boys compared to approximately 0.5 cases per 1.000.000 prior to the accident. Typically, young children with thyroid cancer after radiation exposure present in ≈95% of the cases as papillary cancers, in ≈50% as invasive tumors growing outside the thyroid capsule, in ≈65% with lymph node metastases and in ≈15% with distant metastases. A joint Belarusian-German project starting in April 1993 that combined treatment with surgery and radioiodine was organized in 237 selected children from Belarus who were exposed to the Chernobyl fallout and had advanced stages of thyroid cancer. The study group included 141 girls and 96 boys. Their median age at the time of the accident was 1.7 years; whereas the median age at the time of diagnosis was 12.4 years. With the exception of two cases with follicular histology, the majority of the patients had been diagnosed with papillary thyroid cancers. In 63%, the tumor had grown outside the thyroid capsule and invaded the tissue of the neck (pT4). Nearly all of the selected cases (96%) showed-up with lymph node metastases (pN1) and 43% of the patients with distant metastases mainly to the lungs (pM1). In 58% of the children, complete remissions of thyroid cancer could be achieved until December 31st 2010 and in 34% of the children, stable partial remissions; in the remaining 8% of the patients, partial remissions were observed. The risk of radiation-induced thyroid cancer increased considerably in children and adolescents who were affected by the Chernobyl reactor accident. In spite of the fact, that thyroid cancers in young children seem to behave more aggressively than in older patients, the results of combined treatment with thyroidectomy, radioiodine therapy and thyroid hormone replacement are excellent.
In der vorliegenden retrospektiven Analyse wurden Prognosefaktoren des differenzierten Schilddrüsenkarzinomes untersucht anhand eines Patientenkollektiv von 1174 Patienten, die im Zeitraum von 01.01.1980 bis 31.12.2004 an der Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin der Universität Würzburg eine Behandlung erhielten bzw. betreut wurden. Analysiert wurden sowohl tumorbezogene Prognosefaktoren wie Histologie, Tumorstadien, Lymphknotenstatus und Fernmetastasierung, zudem patientenspezifische Faktoren wie Alter und Geschlecht. Bezüglich dieser Prognosefaktoren konnten wir die Daten früherer Jahre am Patientengut der Würzburger nuklearmedizinischen Klinik bestätigen. Außerdem wurde die Auswirkung auf das krankheitsfreie Überleben in Abhängigkeit der postoperativen Tumorfreiheit und nach einer erfolgten Radioiodtherapie untersucht. Die Ergebnisse werden kritisch in den Kontext der aktuellen Studienlage gestellt.
Eine seltene und bisher kaum untersuchte Komplikation der Radioiodbehandlung bei differenziertem (metastasiertem) Schilddrüsenkarzinom ist die Lungenfibrose, deren Häufigkeit in der Literatur mit 1-10 % angegeben wird. Ziel dieser Längsschnittstudie war es, den Zusammenhang zwischen der zunehmenden Anzahl an Radioiodtherapien bzw. steigenden I131-Gesamtdosis und der Inzidenz sowie dem Schweregrad der Lungenfibrose zu untersuchen. Insbesondere der Einfluss von Lungenmetastasen wurde betrachtet. Des Weiteren wurde der aus den radiologischen Veränderungen im CT („Fibrosegrad“) bestimmte Schweregrad der Fibrose mit funktionellen Einschränkungen in der Lungenfunktion und im pulmonalen Gasaustausch korreliert. In die Längsschnittstudie wurden 54 Kinder und Jugendliche aus Weißrussland einbezogen, die nach dem Reaktorunfall von Tschernobyl an einem differenzierten Schilddrüsenkarzinom erkrankt waren und bei denen nach einer Thyreoidektomie bis zu 11 Radioiodtherapien durchgeführt wurden. Die Lungenfunktion sowie Parameter zur Bestimmung der pulmonalen Belastbarkeit wurden mittels Bodyplethysmographie und Fahrradergometrie ermittelt. Bei der Validitätsprüfung der von uns gebrauchten Normwerte der Funktionsparameter zeigte sich bei den 11-17-Jährigen eine altersabhängige Abnahme der alveolo-arteriellen Partialdruckdifferenz für Sauerstoff in Ruhe und unter Belastung. Mit steigender Anzahl an I131-Therapien bzw. zunehmender I131-Gesamtdosis kam es zu einer signifikanten Verschlechterung der Lungenfunktionsparameter VCmax und lnTLC sowie des Fibrosegrades. Die vor Beginn der Therapien für AaDO2 in Ruhe und unter Belastung festgestellte altersabhängige Verringerung der alveolo-arteriellen Partialdruckdifferenz blieb als mögliches Zeichen einer therapiebedingten Schädigung der Lunge im Verlauf der Therapien aus. Unter Berücksichtigung des personellen und zeitlichen Aufwands sowie der Strapazen einer fahrradergometrischen Untersuchung mit Blutgasanalysen für die Patienten ist der Nutzen allerdings fraglich. Beim Vergleich von 32 Patienten jeweils vor und nach erstmaliger Radiodtherapie gab es in keinem der bestimmten Parameter (VCmax, TLC, FEV1, TLCOsb, aaDO2 in Ruhe und unter Belastung, SpO2min und DSpO2) einen Unterschied zwischen den Patienten mit bzw. ohne Metastasen. In beiden Gruppen wurde aber zwischen beiden Zeitpunkten eine signifikante Abnahme von VCmax, lnTLC und TLCOsb offensichtlich. Eine Abhängigkeit der Entwicklung einer Lungenfibrose und den daraus resultierenden funktionellen Verschlechterungen von dem Vorhandensein von Lungenmetastasen konnten wir nicht finden. Auch nach beendeter Radioiodbehandlung zeigte sich bei Patienten mit pulmonalen Metastasen für lnTLC und aaDO2 in Ruhe und unter Belastung eine signifikante, für VCmax und SpO2min tendenzielle Verschlechterung der Werte. Wir gehen daher von einem Voranschreiten der durch wiederholte Radioiodtherapien induzierten fibrotischen Entwicklungen auch mehrere Monate nach dem Therapieende aus. Eine fortwährende Überwachung der Entwicklung einer Lungenfibrose durch regelmäßige Lungenfunktionsuntersuchungen während und nach den Radioiodbehandlungen erscheint daher sinnvoll und wichtig.
169 Patienten mit Schilddrüsenmalignomen (65 männlich, 104 weiblich), im Erhebungszeitraum vom 01.01.1969 bis 01.07.1995, wurden retrospektiv bezüglich der verschiedenen Karzinomentitäten, der gewählten Operationsmethode und Operationsradikalität, sowie des postoperativen TNM- und UICC-Stadiums ausgewertet. Schwerpunkt der Auswertung lag auf Beobachtung von Überlebenszeit, Tumorletalität, Entstehung locoregionärer Rezidive (Lokalrezidive, Lymphknotenrezidive) rezidivfreie Zeit und Auftreten von Fernmetastasen im Vergleich niedriger zu höheren Tumorklassen. Die Resultate zeigten, daß papilläre Schilddrüsenkarzinome im Vergleich zu medullären und anaplastischen Karzinomen die beste, anaplastische Schilddrüsenkarzinome die schlechteste Prognose aufweisen. Rezidive traten bei allen Schilddrüsenmalignomen auf, jedoch fand sich ein Einfluß des histologischen Typ auf die Rezidivhäufigkeit in Abhängigkeit vom Stadium. Statistisch signifikante Unterschiede fanden sich im Vergleich R0- versus R1/R2-Resektion, so daß beim Schilddrüsenkarzinom unbedingt die vollständige Tumorentfernung angestrebt werden muß. Die Lymphadenektomie bietet beim differenzierten Karzinom im Stadium N0 keinen Vorteil, hingegen sollte im Stadium N1 Kompartment-orientiert vorgegangen werden. Aufgrund der frühen Metastasierung in die Lymphknoten ist beim medullären Schilddrüsenkarzinom eine Lymphknotendissektion der Kompartimente I – III unabhängig vom Stadium, sowohl bei Lymphknotenbefall, als auch Lymphknoten-negativen Patienten anzustreben, einschließlich der Ausräumung des Kompartment IV bei vorliegenden Lymphknotenfiliae im antero-superioren Mediastinum. Aus den Ergebnissen kann abgeleitet werden, daß Thyreoidektomie en Prinzip bei allen Malignomen erfolgen sollte, um okkulte Tumoranteile und eventuell vorliegende Mikrometastasen zu entfernen. Thyreoidektomie beim differenzierten Schilddrüsenkarzinom, um die Möglichkeit der Radiojod-Therapie (RJT) zur Ablation des möglich verbliebenen Schilddrüsengewebes und möglicher bzw. vorhandener Filiae zu verbessern. Ausnahme ist ein, nach beidseitiger subtotaler Schilddrüsenresektion zufällig gefundenes solitäres okkultes papilläres Mikrokarzinom (pT1a), sofern der Tumor im Gesunden reseziert ist und Hinweise auf Lymphknotenfiliae fehlen. Selektive Lymphadenektomieverfahren werden nur beim differenzierten Schilddrüsenkarzinom im Stadium I und II nach UICC angewandt. Durchführung einer modifiziert radikalen Neck-Dissektion ist bei allen medullären Schilddrüsenkarzinomen unabhängig vom Stadium, sowie bei papillärem und follikulärem Schilddrüsenkarzinom im Stadium III und IV indiziert. Bei differenzierten Schilddrüsenkarzinomen erbringt die postoperative RJT einen signifikanten Vorteil in Rezidivrate und Prognose.
Die Lungenfibrose zählt mit einer Häufigkeit von 1-10% zu den seltenen Spätfolgen der Radioiodtherapie differenzierter Schilddrüsenkarzinome . Wir untersuchten 74 weißrussische Kinder und Jugendliche (16,4 ± 2,2 Jahre), die infolge des Reaktorunfalls von Tschernobyl an einem differenzierten Schilddrüsenkarzinom erkrankten und bei denen nach Thyreoidektomie in der Klinik für Nuklearmedizin der Universität Würzburg die Radioiodtherapie erfolgte. Eine Chemotherapie, Radiatio oder Radiochemotherapie war in keinem der Fälle durchgeführt worden. Das Ziel dieser Arbeit bestand darin zu untersuchen, ob es mit zunehmender Anzahl an Radioiodtherapiezyklen bzw. 131-I-Gesamtaktivität [GBq] zu im Thorax-CT nachweisbaren Veränderungen im Sinne einer Lungenfibrose und damit einhergehend zu Defiziten der Lungenfunktion (Inspiratorische Vitalkapazität -IVC- , Totale Lungenkapazität -TLC-, Einsekundenkapazität -FEV1-, Diffusionskapazität -KCOc-) und des pulmonalen Gasaustausches unter Belastung (Sauerstoffsättigungsabfall -SPO2-, Maximale Sauerstoffaufnahme -VO2max-, Alveolo-arterielle Sauerstoffpartialdruckdifferenz -AaDO2-) kommt. Dabei wurden Patienten mit und ohne Lungenmetastasen gemeinsam und separat voneinander betrachtet. Dabei war mit zunehmender Anzahl an 131-I-Therapien bzw. mit steigender 131-I-Gesamtaktivität eine signifikante Häufigkeitszunahme fibrotischer Veränderungen im Thorax-CT erkennbar (p = 0,0354), der Parameter FEV1 fiel signifikant ab (p = 0,031), bei Patienten mit Lungenmetastasen zeigten sich signifikante Rückgänge von IVC (p = 0,046) und KCOc (p = 0,02). Bei den Parametern des pulmonalen Gasaustausches unter Belastung fanden wir keine signifikanten Veränderungen mit steigender Therapieanzahl bzw. 131-I-Gesamtaktivität. Unsere Ergebnisse zeigen, dass sich bei Patienten mit Schilddrüsenkarzinom in Abhängigkeit von der Anzahl an Radioiodtherapiezyklen bzw. der Höhe der 131-I-Gesamtaktivität fibrotische Veränderungen der Lunge bis hin zur manifesten Lungenfibrose entwickeln können. Dabei scheint das Vorhandensein von Lungenmetastasen ein besonderes Risiko darzustellen.