Schildwachtklierprocedure in patienten met dikke darm kanker met behulp van een radioactieve en fluorescente tracer

In Nederland worden jaarlijks meer dan 10.000 patiënten gediagnosticeerd met
colorectaal carcinoom (CRC). Het aantal patiënten met deze ziekte zal de
aankomende jaren sterk toenemen als gevolg van de vergrijzing, toename van de
bevolking en het starten van het nationale screeningsprogramma. Door het
laatste zal met name de incidentie van *vroege stadia* colorectale tumoren
(Tis-T1-T2) toenemen. De huidige behandeling van deze tumoren bestaat uit een
uitgebreide resectie van de tumor met bijbehorende lymfklieren, bij voorkeur
laparoscopisch. Deze resectie brengt meerdere risico*s met zich mee zoals
infectie. Daarnaast ontwikkelt 10% van de patiënten een naadlekkage waarbij het
noodzakelijk is om een permanent stoma aan te leggen.
De postoperatieve behandeling wordt grotendeels bepaald door de stadiering van
de lymfklieren. Patiënten met een of meer positieve lymfklieren (N1/N2) hebben
onafhankelijk van het T-stadium, een dramatisch slechtere prognose ten opzichte
van patiënten met negatieve lymfklieren (N0). De 5-jaarsoverleving van T1/T2
tumoren zonder lymfkliermetastasen is 93%. Dit percentage daalt naar 60-83% bij
patiënten met positieve regionale klieren. Voor patiënten met uitgebreide
lymfkliermetastasen is de 5-jaarsoverleving nog verder gedaald naar 27-44%.
Patiënten met een of meer positieve lymfklieren ontvangen een postoperatieve
adjuvante behandeling met chemotherapie. Hiermee neemt de overleving met
ongeveer 30-40% toe.
Momenteel wordt ongeveer 50% van de patiënten gediagnosticeerd met een T1 of T2
tumor. De 5-jaarsoverleving van patiënten met T1 of T2 tumoren is relatief
gunstig (respectievelijk 90% en 75%). Echter 30% van deze patiënten ontwikkelt
afstandmetastasen en overlijden ten gevolge hiervan. Dit is waarschijnlijk het
gevolg van lymfkliermetastasen die gemist zijn bij de pathologische screening
na primaire resectie van de tumor. Het huidige pathologische onderzoek van de
lymfklier bestaat uit het halveren van de klier waarna op beide snijvlakken een
H&E kleuring wordt uitgevoerd. Metastasen buiten dit snijvlak worden hiermee
niet gedetecteerd. Betere lymfklierstadiering door middel van aanvullend
pathologisch onderzoek, zoals immuunhistochemie (IHC) of RT-PCR, zou een betere
overleving kunnen geven. Echter gemiddeld worden per resectie ongeveer tussen
de 10-30 lymfklieren gevonden. Aangezien de beschreven aanvullende technieken
duur en tijdrovend zijn, is het niet wenselijk deze toe te passen op alle
geïdentificeerde lymfklieren in de dagelijkse praktijk. Het opsporen van de
schildwachtklier in deze patiënten zou het mogelijk maken om op deze 1-4
klieren wel deze uitgebreide screening te doen.
Tevens biedt het identificeren van de schildwachtklier de mogelijkheid om
middels geavanceerde histopathologische technieken, zoals de OSNA (one-step
nucleic acid amplification) peroperatief deze klier te stadieren. Een
tumorpositieve schildwachtklier is dan een indicatie voor uitgebreide resectie
zoals deze nu standaard uitgevoerd wordt, in combinatie met adjuvante
chemotherapie. Een negatieve schildwachtklier zou pleiten voor een kleinere,
locale (endoscopische) resectie met minder complicaties dan de huidige
behandeling.
De schildwachtklierprocedure is een standaard toegepaste techniek bij het
stadieren van verschillende soorten kanker zoals bij melanomen, borstkanker en
tumoren in het hoofd/hals gebied. Bij dikke darm kanker wordt de
schildwachtklierprocedure nog niet standaard toegepast. Een van de grootste
problemen bij deze procedure is het ontwikkelen van de optimale techniek. In
2011 hebben wij een meta-analyse gepubliceerd naar de diagnostische waarde van
de huidige schildwachtklierprocedure. Hierbij werden 52 studies geselecteerd
met in totaal 3767 schildwachtklierprocedures; 2961 bij colon carcinomen en
806 bij rectum carcinomen. Tussen de studies waren grote verschillen in
techniek, type en hoeveelheid dye, aantal uitgevoerde procedures, patiënt
selectie en pathologische beoordeling van de geoogste lymfeklieren. De
cumulatieve mate van detectie was 0.94 (0.95% CI 0.92-0.95) en sensitiviteit
0.76 (0.72-0.80). De minimale heterogeniteit bedroeg (*(2)=286.08, df=51
p=0.003. Uit deze studie werden 8 *high-qualified* studies geselecteerd.
Hieruit bleek dat in colon tumoren de mate van detectie verhoogd kon worden
naar 0.96 (0.99% CI 0.90-0.95) en sensitiveit naar 0.90(0.86-0.93). Bij rectum
carcinomen was ere en toename van de mate van detection naar 0.95 (CI
0.75-0.90) en sensitiviteit 0.82 (0.60-0.93) (1). Door deze verbetering in
sensitiviteit en specificiteit concludeerde wij dat de
schildwachtklierprocedure een waardevolle techniek kan zijn bij colorectale
chirurgie mits de procedure gestandaardiseerd wordt.
Ten eerste moeten tumoren in het colon en rectum gezien worden als twee aparte
vormen van kanker. Het metastaseringspatroon, en de behandeling van deze twee
type tumoren is te verschillend om ze als een type tumor te kunnen beschouwen.
Tevens is veel variatie in de tracer die gebruikt is voor deze procedure. Blue
dye* is de meest beschreven optische dye voor de schildwachtklierprocedure bij
CRC. Door de kleine molecuul grote van blue dye passeert deze zeer snel de
lymfebanen en lymfklieren waardoor identificatie van de ware schildwachtklier
vrijwel onmogelijk is. Tevens is de zichtbaarheid van blue dye zeer beperkt en
kan deze stof niet stabiel gekoppeld worden aan een andere (radioactieve)
tracer. Het grote nadeel van een radioactieve tracer is de *overstraling* van
de injectieplaats ten opzichte van de lymfklier. Tevens is een radioactieve
tracer tijdens de operatie niet visueel waar te nemen. Hierdoor is het moeilijk
om de radioactieve lymfklieren peroperatief te detecteren.
In 2011 zijn wij in het VUmc gestart met het opsporen van de schildwachtklier
bij CRC middels een Near-Infrared (NIR) dye. NIR-dyes hebben het voordeel dat
de zichtbaarheid beter is ten opzichte van normaal licht of blue dye. Tevens is
het goed zichtbaar tijdens de operatie waardoor de lymfklieren relatief
makkelijk te identificeren zijn. Als eerste zijn wij gestart met een
dierproefstudie in geiten. Hieruit bleek dat SLN identificatie met de NIR-dye
Indocyanin Green (ICG) mogelijk was. Echter ook hierbij bleek dat ICG alleen de
SLNs te snel passeerden om deze goed te detecteren. Een oplossing bestaande uit
ICG, NaCl (0.9%) en humaan albumine (200 mg/ml) deed dit probleem overkomen.
Hierna zijn wij gestart met een feasibility studie in patiënten met colon en
rectum carcinomen. Hierbij hebben wij met name de injectietechniek verbeterd.
De eerste 14 geïncludeerde patiënten kregen peroperatief ± 1 ml ICG-oplossing
toegediend. Deze oplossing werd afhankelijk van de tumorgrote ,in 1-4
peritumorale injecties aan de subserosale zijde van de darm ingespoten. In
alle 14 patiënten die subserosaal de NIR-dye kregen toegediend identificeerden
wij fluorescente klieren. In 10 patiënten werden geen metastasen gevonden in
deze fluorescente schildwachtklieren en ook niet in klieren geïdentificeerd
door de patholoog. In vier patiënten werden er echter wel tumorpositieve
klieren geïdentificeerd door de patholoog die niet fluorescent waren (zie tabel
1). Het grootste probleem tijdens deze procedure bleek de grote mate van
*spill* te zijn tijdens de injectieprocedure. Hierdoor werden alle omliggende
weefsels fluorescent woordoor het onmogelijk was fluorescentie klieren te
identificeren. In de daarop volgende dertien patiënten hebben wij het ICG
endoscopisch aan de submucosale zijde geïnjecteerd. In elf patiënten werd
minimaal één fluorescente klier geïdentificeerd. Deze waren in zeven patiënten
negatief voor metastasen. In een van de resterende drie patiënten werd een
tumorpositieve fluorescente lymfklier geïdentificeerd. In twee patiënten werden
in de fluorescente klieren geïsoleerde tumorcellen aangetroffen, als enige
aanwijzing voor metastasering in lymfklier

Doel van dit onderzoek is om te bepalen of een combinatie van een radioactieve
en fluorescente tracer de sensitiveit en specificiteit van de
schildwachtklierprocedure in dikke darm kanker kan verbeteren. Dit wordt
onderzocht door een radioactieve component voor preoperatieve beeldvorming
(PET-CT) en fluorescente beeldvorming tijdens de operatie te combineren. Door
gebruik te maken van deze twee beeldvormende technieken verwachten wij de
schildwachtklieren beter te kunnen identificeren. De resultaten van deze studie
(scan protocol, hoeveelheid conjugaat etc.) worden gebruikt om een studie op te
zetten met een groot aantal patienten.

Monocenter prospectieve pilot studie

Het onderzoek wordt uitgevoerd aan het VU medisch centrum in Amsterdam, Nederland. Patienten die voldoen aan de inclusie criteria worden gevraagd mee te doen aan het onderzoek tijdens hun bezoek aan de polikliniek. In dit onderzoek wordt gebruik gemaakt van de radioactieve tracer 89Zr-nanocoll en de fluorescente tracer ICG. Uit de SLN procedure bij borstkanker en huidkanker weten we dat de combinatie van deze tracer het meest optimaal is om de SLN te vinden. Toediening van 89Zr-Nanocoll en ICG De 89Zr-Nanocoll tracer zal worden geinjecteerd door middel van coloscopie ± 48 uur voor aanvang van de operatie. De dag voor toediening van de tracer moet de darm schoongemaakt worden. Hiervoor dienen patienten oraal Klean-Prep 4L of Moviprep 2L in te nemen. Voor injectie gebruiken we een colonscopische scleroseringsnaald. Een al eerder uitgevoederde 'plaktest' liet zien dat 90% van de activiteit wordt geinjecteerd. Een totaal van 0.5-4.0 ml, maximaal 5.0 MBq 89Zr-Nanocoll zal worden geinjecteerd in 1-4 inejcties aan de basis van de tumor afhankelijk van de grote van de tumor.Het volume kan worden verhoogd indien het radioactieve signaal niet voldoende is 24 danwel 48 uur na injectie. Indocyanine Green 25 mg zal worden opgelost in 9 ml 0.9% NaCl en 1 ml 200 g/l humaan albumine. Dit wordt geinjecteerd tijdens de chirurgische procedure wanneer patienten onder algehele anesthesie zijn. Ook voor deze coloscopie dient het colon schoon te zijn. Patienten dienen vanaf de eerste coloscopie een vezelarm dieet aan te houden en krijgen de avond en ochtend voor de operatie nog een klysma. In deze studie ondergaan patienten drie low-dose PET-CT scans, onafhankelijk van de gebruikte tracer. De eerste PET-CT vindt plaats direct na toediening van de tracer. De tweede ± 24 uur na injectie en de derde net voor de operatie, ± 48 uur na toediening van de tracer. De PET-CT beelden worden met elkaar vergelijken op aantal en lokatie van de lymfklieren en, als dat mogelijk is, lymfklierbanen. Gedurende de operatie zullen de PET-CT beelden zichtbaar zijn op een externe monitor. Deze beelden worden tijdens de operatie gebruikt als leidraad voor het lokaliseren van de schildwachtklieren tijdens de operatie. Alle patienten ondergaan laparoscopische chirurgie. Toegang tot het abdomen wordt verkregen volgens de standaard laparoscopische methode. Het abdomen wordt bekeken op metastasen en het aangedane deel van het colon wordt gemobiliseerd. Dan wordt er gestart met de intraoperatieve schildwachtklierprocedure. Het aangedane segment wordt geinspecteerd op fluroescente klieren met de NIR-laparoscoop. Deze fluorescente klieren worden gemarkeerd met een hechting. Hierna worden de PET-CT beelden door de operateur bekeken. Bepaalt wordt welke klieren er zichtbaar zijn op de PET-CT beelden en of deze ook gedecteerd zijn met de NIR-camera. Deze klieren worden ook gemarkeerd met een (andere kleur) hechting. Onderscheidt wordt gemaakt tussen klieren die zowel met de NIR-camera als op de PET-CT beelden zichtbaar zijn en klieren die maar met een van de twee technieken kunnen worden gedecteerd. Hierna wordt het hele aangedane deel van het colon met bijbehorende regionale lymfklieren uitgenomen op de conventionele manier. Ex vivo wordt het resectiepreparaat geinspecteerd op fluorescente en radioactieve klieren die niet gedetecteerd zijn in vivo. Het aantal geidentificeerde nodes gedurende de operatie worden vergeleken met het aantal klieren wat ex vivo is gedetecteerd. Het uitgenomen segment wordt onderzocht door de patholoog. Deze verwijdert de gemarkeerde klieren en bewaart deze apart. Alle geidentificeerde fluorescente of radioactieve schildwachtklieren worden gekleurd met H&E. Wanneer deze negatief zijn na standaard H&E kleuring, worden ze opgedeeld in meerdere delen en geexamineerd met immunohistochemie met de specifieke marker CAM5.2. Hierna gebruikt de patholoog palpatie om de overgebleven niet-fluorescente/ radioactieve klieren te identificeren. Klieren die gevonden worden bij palpatie worden gescreend op fluorescentie door de NIR-laparoscoop en radioactiviteit door dze op de tip van de gamma-probe te leggen. Lymfklieren met metastasen worden geanalyseerd met de Q-prodit (Leica, Cambridge, UK) om de bepalen hoeveel tumorweefsel er in deze klieren zit.

De resectie die plaatsvindt en de follow-up bij patienten die deelnemen aan de
studie is gelijk aan de conventionele methode. Het belangrijkste doel van deze
studie is het optimaliseren van de schildwachtklierprocedure in patienten met
dikke darm kanker. Wanneer we de juiste schildwachtklier kunnen identificeren
kan dit leiden tot een betere stadiering en daarmee overleving van patienten.
Patienten ondergaan een of twee coloscopien, afhankelijk van de gebruikte
tracer, en drie extra low dose PET-CT scans. Omdat de coloscopie ongeveer 48
uur voor de operatie plaatsvindt gevolgd door de drie PET-CT scans, wordt het
verblijf in het ziekenhuis verlengd met een dag. De hoeveelheid straling die
patienten extra krijgen door de PET-CT is berekend en verwaarloosbaar klein.