Une innovation dans l`imagerie du cancer de la prostate : la

Une innovation dans l’imagerie
du cancer de la prostate :
la tomographie par émission
de positons
Pour citer cet article : Talbot JN, Balogova S, Huchet V, Nataf V, Kerrou K, Ohnona J, Gauthé M, Jorgov L, GauraSchmidt V,
CassouMounat T, Montravers F. Une innovation dans l’imagerie du cancer de la prostate : la tomographie par émission de positons.
Innov Ther Oncol 2016 ; 2 : 11-22. doi : 10.1684/ito.2016.0023
RÉSUMÉ
L’imagerie utilisant la tomographie par émission de positons (TEP) dans le
cadreducancerdelaprostate(CP)n’est pas mentionnée ou est même
déconseillée dans la plupart des référentiels actuels des sociétés savantes,
sauf ceux du National Comprehensive Cancer Network (NCCN) aux États-
Unis.Celaestcontraireàl’évolution des recommandations pour l’imagerie
de la plupart des autres cancers. La cause principale est la moindre
performance dans le CP du traceur TEP le plus répandu : le [
18
F]
fluorodésoxyglucose (FDG). D’autres traceurs sont donc à considérer
comme des innovations, même si deux d’entre eux, le fluorure de sodium
(FNa) et la fluorocholine (FCH), ont déjà une autorisation de mise sur le
marché (AMM) en France. Ils sont utiles pour déceler les métastases osseuses
et aussi, dans le cas de la FCH, les récidives locales, ganglionnaires et à
distance dans les parties molles. La FCH permet aussi le suivi thérapeutique
rapproché au stade de CP résistant à la castration. Depuis quelques années,
de nouveaux traceurs innovants sont en cours d’évaluation avec des
performances diagnostiques qui seraient, selon des études pilotes,
supérieures à celles de la FCH. Cet article fait le point sur les résultats de
la TEP dans les divers stades du CP, en se limitant aux traceurs innovants dont
l’emploi chez l’homme a été rapporté.
lMots clés : prostate ; imagerie TEP/TDM ; fluorodésoxyglucose ; TEP du
squelette ; fluorure de sodium ; fluorocholine ; radiopharmaceutique.
ABSTRACT
Positron emission tomography (PET) imaging of prostate cancer (PC) is either
not mentioned or sometimes even discouraged in most formal scientific
current guidelines, with the exception of the NCCN guidelines in the United
States. This is contrary to recent changes in recommendations regarding
imaging for most other cancers. The main cause is the poor performance in
PC of the most widespread PET tracer:
18
Ffluorodeoxyglucose (FDG). Other
tracers therefore need to be considered as innovations although two of
them, sodium fluoride (FNa) and fluorocholine (FCH), have received market
authorisation in France. They are useful for detecting skeletal metastases
and, in the case of FCH, local and lymph node recurrences, as well as distant
metastases in the soft tissues. FCH also enables close therapeutic monitoring
in terms of castration-resistant PC. In recent years, other innovative tracers
have been clinically tested and have performed better than FCH, according
to pilot studies. This article reports on PET results at various stages of prostate
cancer, limited to innovative tracers which are reported to be used in
humans.
An innovation in prostate
cancer imaging:
positron emission
tomography
Jean-Noël Talbot
1
Sonia Balogova
1,2
Virginie Huchet
1
Valérie Nataf
1,3
Khaldoun Kerrou
1
Jessica Ohnona
1
Mathieu Gauthé
1
Linda Jorgov
1,4
Véronique Gaura-Schmidt
1
Thibaut Cassou-Mounat
1
Françoise Montravers
1
1
AP-HP Tenon, IUC-UPMC
Sorbonne Université
Service de médecine nucléaire
4, rue de la Chine
75020 Paris
France
<[email protected]>
<[email protected]>
<[email protected]>
<[email protected]>
<[email protected]>
<[email protected]>
<[email protected]>
<[email protected]>
<[email protected]>
<[email protected]>
<[email protected]>
2
Université Comenius et Institut
oncologique Ste Elisabeth
Département de médecine nucléaire
Vajanského nábrežie
Staré Mesto
811 02 Bratislava
Slovaquie
3
AP-HP Tenon
Radiopharmacie
4, rue de la Chine
75020 Paris
France
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Durant ces 15 dernières années, la tomographie par
émission de positons (TEP), couplée à la tomo-
densitométrie (TEP/TDM) ou plus récemment à l’imagerie
par résonance magnétique (IRM), est devenue un examen
d’imagerie majeur largement pratiqué en cancérologie.
Elle permet de déceler l’extension du cancer, des seconds
cancers synchrones ou métachrones, lors de la stadifica-
tion, de la restadification ou en cas de récidive biologique,
et également d’évaluer de façon précoce la réponse ou la
résistance des localisations néoplasiques à la thérapeu-
tique. Et pourtant, pour l’imagerie du cancer de la
prostate (CP), la TEP en serait à peine au stade
d’innovation, à en juger par la plupart des référentiels.
L’Association européenne d’urologie (EAU) en 2015 la
mentionne, mais négativement pour la stadification et de
façon ambiguë, comme sans intérêt pour la recherche de
récidive après prostatectomie radicale. Le CP serait-il la
seule néoplasie où la scintigraphie du squelette aurait de
meilleures performances que la TEP/TDM ? Comme la
résolution intrinsèque de la détection par TEP est
nettement supérieure à celle de la scintigraphie planaire
ou de la tomoscintigraphie, cela signifierait qu’aucun
radiopharmaceutique actuellement disponible pour la
TEP n’a de performances satisfaisantes pour déceler le CP
et que l’innovation dans ce domaine est urgente pour
plusieurs raisons : c’est le cancer le plus fréquent chez
l’homme, l’imagerie de médecine nucléaire apporte des
informations fonctionnelles importantes pour déceler et
affirmer la viabilité du tissu néoplasique, les innovations
thérapeutiques se succèdent à un rythme soutenu dans le
CP et enfin la scintigraphie du squelette ne peut déceler
que les métastases du squelette et pas les lésions
néoplasiques dans la loge prostatique et/ou les tissus
mous.
Cet article a pour but de présenter les performances des
traceurs TEP actuellement disponibles avec autorisation
de mise sur le marché (AMM) en France et les résultats
publiés concernant ceux qui sont en évaluation chez
l’homme pour l’imagerie du CP.
[
18
F] fluorodésoxyglucose
et découverte accidentelle
Le [
18
F] fluorodésoxyglucose ou FDG est un analogue
radioactif du glucose. C’est le traceur le plus utilisé pour la
TEP/TDM en cancérologie, du fait de son mode d’action
non spécifique selon le type de cancer primitif : l’intensité
de fixation par les lésions cancéreuses et leur contraste
(signal sur bruit de fond) sont liés à l’augmentation du
transport intracellulaire du glucose et de l’activité
glycolytique du tissu néoplasique pour ses besoins
métaboliques. Ce seul traceur métabolique permet donc
l’imagerie de la grande majorité des cancers où ces
phénomènes sont franchement accrus, ce qui présente un
avantage logistique décisif par rapport à l’utilisation de
nombreux traceurs spécifiques.
Le CP, généralement d’évolution lente, fixe faiblement le
FDG, ce qui limite le contraste avec les tissus sains et donc
la sensibilité de détection en TEP [1], sauf chez certains
patients au stade de résistance à la castration (CPRC).
Néanmoins, la TEP/TDM au FDG peut avoir une valeur
diagnostique pour le CP quand on découvre, sur cet
examen pratiqué pour une autre indication, une hyper-
fixation diffuse ou focale de la glande. Bucerius et al. [2]
ont rapporté en 2007 le cas d’un patient chez qui la TEP/
TDM au FDG, pratiquée pour la surveillance d’un cancer
de l’hypopharynx, a fait découvrir un foyer du lobe droit
de la prostate qui correspondait à un adénocarcinome,
alors que ni la concentration sérique d’antigène spéci-
fique de la prostate (PSA) mesurée antérieurement, ni le
toucher rectal ne l’évoquaient. D’autres cas cliniques ont
ensuite confirmé cette possibilité de découverte imprévue
d’un CP lors d’une TEP/TDM au FDG effectuée pour un
autre cancer [3, 4], avec cependant le risque de résultat
faux-positif en cas d’inflammation bénigne [5]. Notre
équipe a rapporté plusieurs cas et a conclu, à partir d’une
analyse de la littérature, que la conduite à tenir dépendait
au moins autant du contexte clinique que de l’aspect en
imagerie [6]. Elle est différente selon que la TEP au FDG a
été demandée pour la stadification ou la restadification
4
Université Semmelweis
Département de médecine nucléaire
Üllo
"iút26
1085 Budapest
Hongrie
Remerciements et autres mentions :
Financement : aucun.
Liens d’intérêts : les auteurs déclarent
n’avoir aucun lien d’intérêt en rapport
avec l’article
Tirés à part : JN. Talbot
lKey words: prostate; PET/CT imaging; fluorodeoxyglucose; bone PET;
sodium fluoride; fluorocholine; radiopharmaceutical.
J.-N. Talbot, et al.
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d’un cancer agressif où le pronostic global ne dépend pas
d’un éventuel CP et où on reste attentiste quant à la
caractérisation d’un foyer prostatique, ou bien chez un
patient considéré en rémission d’un autre cancer ou
adressé pour une pathologie non maligne (infection,
inflammation, démence) où on proposera plus souvent la
biopsie après le dosage de PSA. Si des facteurs de risque
sont réunis, comme une hyperfixation focale du FDG en
périphérie de la prostate, sans calcifications, avec une
intensité significative mesurée par le SUV
max
(maximum
standardized uptake value) supérieur à 3, la biopsie
devrait être indiquée même si la concentration sérique de
PSA est inférieure à 4 ng/mL, surtout si la TEP/TDM ne
montre pas un autre cancer étendu ou invasif.
On pourrait s’attendre à ce que ce soient les formes les
plus agressives du CP qui fixent significativement le FDG
mais cela ne semble pas être le cas : le score de Gleason
des cancers décelés en TEP au FDG était très variable, de
6 à 9, et il n’y avait pas de corrélation entre le score de
Gleason et l’intensité de la fixation du FDG reflétée par le
SUV
max
. En revanche, l’absence d’hyperfixation diffuse ou
focale du FDG par la prostate ne permet pas d’exclure la
présence d’un cancer, la sensibilité et la valeur prédictive
négative (VPN) du FDG étant très faibles dans l’adéno-
carcinome prostatique à la phase initiale. Dans le
dépistage de la pathologie cancéreuse chez 5 693 hom-
mes rapporté par Ide et al. [7], la TEP/TDM au FDG a décelé
un CP chez seulement 2 des 45 patients (4,4 %) où il a
finalement été diagnostiqué par dosage du PSA et IRM.
[
18
F] fluorure de sodium et détection
des métastases osseuses
Le squelette est un organe fréquemment envahi par le CP
dans les formes évolutives. La scintigraphie du squelette a
été, et reste encore selon certains référentiels, l’examen
de référence pour déceler ces métastases. Pour bénéficier
de la qualité d’image de la TEP et d’un examen
tomographique du corps entier couplé à la TDM en une
durée d’acquisition d’images raisonnable, un traceur
s’accumulant dans l’os en formation est disponible depuis
plusieurs années : le [
18
F] fluorure de sodium (FNa). Ses
performances ont été comparées à celles du FDG et
apparaissent supérieures, quelle que soit l’agressivité de
la maladie (CPRC, score de Gleason élevé), témoignant
encore une fois du rôle plus limité du FDG dans le CP et de
la nécessité de nouveaux traceurs. Le FNa a obtenu une
AMM en France en 2008. Il faut noter qu’un traitement
par bisphosphonates n’interfère pas avec la fixation
osseuse de celui-ci, contrairement à ce qui a été rapporté
en scintigraphie osseuse.
L’évaluation du volume métastatique au niveau de tout le
squelette, proposée depuis quelques années par l’indice
de la scintigraphie du squelette (Bone Scan Index [BSI]),
est possible en TEP/TDM au FNa [8], avec la même
approximation qu’en scintigraphie du squelette : le
traceur ostéotrope se fixe sur l’os en renouvellement
accéléré, en réaction à l’invasion métastatique, et non pas
sur la métastase elle-même.
Plusieurs études comparatives ont été menées [9].L’étude
de Even-Sapir et al. publiée en 2006 [10] chez 44 patients
avec un CP à haut risque de métastases a montré que la
sensibilité et la spécificité pour la détection des métas-
tases osseuses n’étaient que de 70 % et 57 % respecti-
vement pour la scintigraphie osseuse planaire et de 92 %
et 82 % pour la tomoscintigraphie osseuse, contre 100 %
et 100 % pour la TEP/TDM au FNa, différence significa-
tive. Ces résultats ont été confirmés récemment par
Poulsen et al. [11], chez 46 patients, avec l’IRM comme
référence, ce qui est discutable : la sensibilité et la
spécificité pour détecter des localisations rachidiennes
ont été de 51 % et 82 % pour la scintigraphie du
squelette, contre 93 % et 54 % pour la TEP/TDM au
FNa, et de 85 % et 91 % pour la TEP/TDM à la [
18
F]
fluorocholine (FCH), un autre traceur dont nous allons
détailler les performances ci-après. La meilleure exacti-
tude était obtenue avec la FCH (87 %), puis le FNa (81 %)
et enfin la scintigraphie du squelette (61 %). Cette étude
confirmait donc également l’intérêt potentiel de la FCH
plutôt que du FNa comme traceur de la TEP/TDM à la
recherche des métastases osseuses, qui avait été proposé
depuis plusieurs années (figure 1).
La FCH peut donc être préférée pour la détection précoce
des métastases osseuses au stade intramédullaire, avec
une spécificité significativement supérieure à celle du FNa
pour mettre en évidence les lésions de l’os cortical. Elle
peut être prise en défaut pour certaines lésions ostéo-
condensantes où la masse tumorale est réduite mais qui
sont bien visibles, non seulement avec le FNa, mais aussi
en TDM. Dans une étude ultérieure, bi-centrique avec
l’équipe de l’hôpital Tenon, prospective et avec lecture en
insu [12], la performance au niveau du patient était
comparable pour le FNa et la FCH. Cependant, dans le
groupe de patients adressés pour suspicion de récidive, la
spécificité au niveau de la lésion était significativement
meilleure avec la FCH qu’avec le FNa (96 % contre 91 %),
alors que la sensibilité était identique pour les deux
traceurs (89 %).
L’impact de l’association de la TEP/TDM au FNa et à la FCH
a été évalué chez 90 patients. Pour 56 % des patients, la
TEP/TDM avec l’un des traceurs ou les deux a montré des
foyers évocateurs de métastases, entraînant chez
18 patients (20 %) le changement d’une thérapie à visée
curative vers un traitement palliatif. La TEP/TDM à la FCH
de ces 18 patients était positive, tandis que la scintigra-
phie du squelette et la TEP/TDM au FNa étaient négatives
dans quatre cas, ce qui illustre l’avantage de la visualisa-
tion directe du tissu métastatique au sein de l’os grâce à la
FCH [13].L’exploitation du registre national des examens
par TEP aux États-Unis a permis de mesurer l’impact de la
TEP au FNa sur une plus grande échelle de patients
atteints de CP [14]. Réalisée lors du suivi de 1 097 patients
qui avaient eu une autre TEP au FNa au préalable et de
423 patients qui avaient eu une scintigraphie du sque-
lette au préalable, elle a entraîné un changement
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d’attitude thérapeutique chez 42 % des patients, le taux
le plus élevé de tous les cancers étudiés. Cependant, une
limitation bien connue de la visualisation indirecte des
métastases osseuses par la réaction de l’os cortical pour
évaluer la réponse à un traitement est l’embrasement
(flare response) : des lésions jusque-là non visibles
deviennent visibles sans que l’on puisse savoir s’il s’agit
d’une progression ou d’une réponse des métastases au
traitement favorisant la cicatrisation des lésions. Ce
phénomène bien connu en scintigraphie du squelette a
été également décrit en TEP au FNa [15].
[
11
C] choline et [
18
F] fluorocholine
et détection des foyers des tissus
mous ou du squelette
La choline, composant des phospholipides, constituants
essentiels de la membrane cellulaire, s’est montrée un
excellent biomarqueur pour l’imagerie de la prolifération
cellulaire. Une modification du métabolisme de la choline
a été rapportée dans de nombreuses néoplasies, dont le
CP, reflétant une augmentation de sa disponibilité pour
les cellules cancéreuses proliférantes, grâce à une
augmentation du transport intracellulaire de la choline
et de l’activité de l’enzyme choline kinase [16].
Les premières études en TEP ont été effectuées avec de la
choline marquée au
11
C. Ce radiopharmaceutique pré-
sente l’avantage d’être chimiquement identique à la
choline naturelle. De plus, sa période physique est de
20 min seulement, ce qui a l’avantage d’entraîner une très
faible radioexposition du patient, plus faible qu’avec le
FDG, le FNa ou la scintigraphie du squelette, et permet
éventuellement de faire bénéficier le patient d’un autre
examen par TEP dans la même journée. En revanche, il est
impossible de réaliser des images tardives après injection
pour obtenir un meilleur rapport signal sur bruit, et
surtout elle nécessite la présence d’un cyclotron sur un site
d’imagerie TEP de routine. Même si ces conditions ont pu
être réunies dans quelques centres spécialisés, aucune
CBA 02/201102/201112/2010
A : TEP/TDM au FDG négative, B : TEP/TDM au F Na importante extension métastatique dans le squelette, C : TEP/TDM
à la FCH importante extension métastatique dans le squelette et quelques ganglions.
FCH : fluorocholine ; FDG : fluorodésoxyglucose ; FNa : fluorure de sodium ; TEP/TDM : tomographie par émission
de positons couplée à la tomodensitométrie.
Figure 1. Trois examens TEP/TDM réalisés sur une période d’un mois et demi chez le même patient au stade de résistance
à la castration, sans modification de la thérapeutique entre les examens.
Figure 1. Three PET/CT examinations conducted over a period of six weeks in the same patient presenting castration-resistant
prostate cancer, without changes to treatment between examinations.
J.-N. Talbot, et al.
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utilisation en routine de la [
11
C] choline n’a été rapportée
en France. Un analogue fluoré de la choline, la [
18
F]
fluorocholine [17] s’est imposé et y a obtenu une AMM en
2010 sur les résultats d’études de phase III prospectives
comparatives. La radioexposition du patient est similaire à
celle qu’entraîne le FDG ou le FNa. Une étude déjà citée
[12] a montré, dans le CP, un avantage en spécificité de la
TEP/TDM à la FCH en comparaison de la TEP/TDM du
squelette au FNa pour détecter les métastases osseuses,
mais la FCH est également capable de mettre en évidence
des lésions des tissus mous. Cependant, cinq ans après
l’octroi de l’AMM, la FCH n’est toujours pas disponible
dans toute la France, du fait de la limitation à l’extension
géographique à sa livraison qu’impose la période
physique de 110 min du radionucléide
18
F. Elle n’est pas
citée dans les référentiels (sauf celui du National
Comprehensive Cancer Network (NCCN) pour la [
11
C]
choline) et peut donc encore être considérée comme une
innovation, même si sa disponibilité dans un centre de
médecine nucléaire aboutit rapidement à une substitu-
tion des demandes de scintigraphie du squelette ou de
TEP/TDM au FNa vers cet examen [18].
Tout comme le FDG, la FCH est un traceur métabolique et
n’est pas spécifique du CP. Les premières études ont
rapporté sa fixation dans des cas de cancer du sein, de
tumeur cérébrale, de cancer broncho-pulmonaire, de
carcinome hépatocellulaire ou par un processus inflam-
matoire. Un foyer de fixation à distance chez un patient
atteint de cancer peut donc correspondre à une métastase
ou à un second cancer [19], voire à une pathologie
bénigne, et a avant tout une valeur d’alarme. Concernant
la préparation du patient, un jeûne de quatre heures avec
une bonne hydratation est recommandé, ainsi que
l’abstention d’effort musculaire avant l’examen, et un
traitement par la colchicine doit être arrêté. L’arrêt d’un
traitement antiandrogénique n’est pas nécessaire dans la
mesure où une récidive durant ce traitement est
soupçonnée sur des arguments cliniques ou biologiques ;
un meilleur taux de positivité de la TEP/TDM à la FCH a
même été rapporté chez les patients traités. La FCH est
captée de façon significative par la moelle osseuse ;
l’administration d’un facteur de croissance des cellules
hématopoïétiques entraîne une fixation diffuse au niveau
du squelette qu’il peut être difficile de distinguer d’une
invasion métastatique diffuse si ce traitement n’a pas été
signalé [20].
FCH et localisation prostatique du cancer
Plusieurs études ont évalué la performance de la TEP à la
FCH pour localiser le CP dans la loge prostatique, avec des
résultats discordants. Il a été conclu initialement que la
FCH ne pouvait pas différencier, de manière fiable, CP et
hyperplasie bénigne [21]. Des données plus récentes
retrouvent, d’une part, que les secteurs de la prostate
envahis par le cancer avaient une fixation de la FCH
significativement plus élevée que ceux où la glande
n’était pas envahie, et, d’autre part, que l’acquisition des
images une heure après l’injection était nécessaire pour
différencier l’hyperplasie bénigne de la tumeur maligne
au sein de la prostate [22]. Elle permettrait même, dans
certains cas difficiles, de guider de nouvelles biopsies chez
certains patients dont les prélèvements initiaux étaient
négatifs de façon répétée [23]. La TEP/IRM à la FCH est une
approche nouvelle en cours d’exploration par rapport à
l’IRM de la prostate pour la détection du cancer.
La TEP/TDM à la FCH a également été utilisée pour
déterminer le volume tumoral biologique cible de la
radiothérapie prostatique. Pinkawa et al. ont réalisé une
TEP/TDM à la FCH pour la planification de la radiothérapie
initiale chez 66 patients atteints de CP. Deux ans plus tard,
la même équipe a évalué prospectivement la qualité de
vie des patients après la radiothérapie selon qu’elle avait
été pratiquée avec (n= 46) ou sans (n= 21) boost basé sur
la TEP/TDM à la FCH [24]. Il en a été conclu que la
planification de la radiothérapie par TEP/TDM à la FCH
permet une augmentation de la dose délivrée aux lésions
intraprostatiques macroscopiques sans dégrader de
manière significative la qualité de vie.
Performance diagnostique de la FCH
pour la stadification initiale du CP
Si la TEP/TEM à la FCH semble un examen performant, la
sélection des patients pouvant bénéficier de l’imagerie
nucléaire et sa faible accessibilité liée à un nombre de
machines TEP encore insuffisant, en limitent l’utilisation.
Toutefois, son apport dans la stadification initiale de la
maladie a été évalué (figure 2).
La valeur prédictive de la TEP/TDM à la FCH pour déceler
l’invasion lymphatique lors de la stadification initiale est
décevante [25]. Les valeurs de sensibilité sont dispersées
(45 à 70 %) mais la spécificité est plutôt bonne, avoisinant
dans certaines études 90 % [26-28] permettant parfois la
détection d’un ganglion positif dans une aire ganglion-
naire inhabituellement envahie, iliaque commune, péri-
vésicale ou périrectale. Même si l’examen est plutôt plus
performant que les techniques d’imagerie classiques, les
conclusions des études convergent sur le fait que la FCH
ne peut pas remplacer le curage ganglionnaire, même si
elle peut le guider.
En ce qui concerne le bilan d’extension à distance, notre
équipe a comparé de façon prospective la performance
diagnostique de la TEP/TDM à la FCH avec celle de la TDM
avec produit de contraste ou de l’IRM chez 61 patients
adressés pour stadification initiale d’un CP confirmé et
chez 11 patients avec concentration sérique de PSA
élevée mais biopsie négative [29]. La sensibilité était de
87 % pour la TEP/TDM à la FCH contre 36 % pour la TDM
avec produit de contraste et 100 % pour la TEP/TDM à la
FCH contre 71 % pour l’IRM.
Nous avons déjà évoqué, ci-dessus, dans le chapitre
consacré au FNa, l’importance de la détection des
métastases osseuses. Dans trois études, les résultats ont
été identifiés chez les patients adressés pour stadification
mais l’étude de Langsteger et al. [12] est la seule qui
rapporte de façon prospective les performances
Une innovation dans l’imagerie du cancer de la prostate : la tomographie par émission de positons
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