Klinische Neurologie
Autoren
Peter Berlit

Strahlenmyelopathie

Bei der Strahlenmyelopathie handelt es sich um eine iatrogene Schädigung des Rückenmarks durch Bestrahlung von Wirbelsäulen- oder Rückenmarktumoren oder von extraspinalen Tumoren der Körpermittellinie. Die klinische Symptomatologie eines Brown-Séquard-Syndroms, eines Transversalsyndroms oder einer Vorderhornläsion manifestiert sich mit einer Latenzzeit von durchschnittlich 14 Monaten nach Beginn der Strahlentherapie. Die Dauer der Latenzzeit und das Ausmaß der neurologischen Symptome hängen von der applizierten Strahlendosis ab. Meist führt das Krankheitsbild zu einer hochgradigen Behinderung des Patienten.
Bei der Strahlenmyelopathie handelt es sich um eine iatrogene Schädigung des Rückenmarks durch Bestrahlung von Wirbelsäulen- oder Rückenmarktumoren oder von extraspinalen Tumoren der Körpermittellinie. Die klinische Symptomatologie eines Brown-Séquard-Syndroms, eines Transversalsyndroms oder einer Vorderhornläsion manifestiert sich mit einer Latenzzeit von durchschnittlich 14 Monaten nach Beginn der Strahlentherapie. Die Dauer der Latenzzeit und das Ausmaß der neurologischen Symptome hängen von der applizierten Strahlendosis ab. Meist führt das Krankheitsbild zu einer hochgradigen Behinderung des Patienten.
Häufigkeit und Vorkommen
Als Strahlenfolgen werden Schädigungen des Nervensystems durch ionisierende Strahlen bezeichnet, wobei in Abhängigkeit von der bestrahlten Körperregion das Gehirn, das Rückenmark, aber auch die Plexus und die peripheren Nerven betroffen sein können. Sowohl zerebral als auch spinal lassen sich frühe Bestrahlungsfolgen, die innerhalb von wenigen Wochen bis zu einigen Monaten nach Beginn der Strahlentherapie auftreten, abgrenzen von Spätschäden mit einer Latenzzeit von durchschnittlich 8 Monaten bei der zervikalen und thorakalen Myelopathie, 14 Monaten bei der zerebralen Strahlennekrose und bis zu 20 Jahren bei der strahlenbedingten Läsion des zweiten Motoneurons.
Strahlennekrosen des Gehirns werden bei 5 % aller Kranken beschrieben, denen eine Dosis von 45 Gy oder mehr appliziert wurde. Die genaue Inzidenz der Strahlenmyelopathie ist nicht bekannt, da ein Großteil der Patienten an dem zur Bestrahlung führenden Malignom stirbt, bevor es zur Entwicklung der Myelopathie kommt. Bereits ab Dosen von 20 Gy kann eine Myelopathie auftreten. Wir selbst haben die größte Serie mit 43 Patienten im Verlauf von 5 Jahren beobachtet (Berlit 1989).
Während bei malignen Hirntumoren (z. B. Glioblastoma multiforme) oder bei Knochenmetastasen aufgrund der ungünstigen Prognose des Tumorleidens das Risiko der Strahlenschädigung eingegangen werden muss, ist es sehr tragisch, wenn Kranke mit einem gutartigen zerebralen Leiden (arteriovenöse Malformation) oder Patienten mit einem extraspinalen Tumorleiden eine Strahlenschädigung erfahren. Von der Medulla oblongata bis zur Cauda equina kann das Rückenmark im Bestrahlungsfeld liegen, z. B. bei Tumoren aus dem Hals-Nasen-Ohren-Bereich und bei Karzinomen von Schilddrüse, Ösophagus, Lunge, Mamma und weiblichem Genitale. Die Strahlenmyelopathie ist darüber hinaus häufig beschrieben nach der Strahlentherapie des Hodgkin-Lymphoms und nach Bestrahlung der paraaortalen Lymphstationen beim Seminom. Strahlenschäden des Armplexus und des Plexus lumbosacralis werden nach Bestrahlung der entsprechenden Lymphknotenstationen bei gynäkologischen Tumoren (Mammakarzinom, Uterus- und Ovarialkarzinom) beobachtet.
Ätiologie und Pathogenese
Der wichtigste pathogenetische Mechanismus von Strahlenspätschäden am Nervensystem scheint die Schädigung von Endothelzellen kleiner Gefäße zu sein. Daneben werden eine direkte Läsion der Oligodendroglia oder indirekte Autoimmunmechanismen diskutiert. Für eine vorwiegend vaskulär bedingte Genese der Strahlenmyelopathie sprechen das klinische Erscheinungsbild mit typischen vaskulären Syndromen und der stotternde Verlauf, das bevorzugte Auftreten an Gefäßscheidengebieten (Th4 bzw. Th12) und die MRT-Befunde, welche auf eine ischämische Genese zurückgeführt werden. Schließlich sprechen pathoanatomische Befunde bei Autopsien für eine schwerpunktmäßige Endothelschädigung durch die Bestrahlung (Berlit 1989; Komachi et al. 1995).
Klinik
Während sich die frühe zerebrale Strahlenschädigung klinisch in Form einer akuten Enzephalopathie mit kognitiven Einbußen, Hirndruckzeichen und Wesensänderung manifestiert, zeigt sich die frühe Schädigung des Rückenmarks durch vorübergehende Parästhesien – bei Bestrahlung im Bereich von Halswirbelsäule und Brustwirbelsäule häufig in Form eines transienten Lhermitte-Zeichens. Diese Symptomatologie bildet sich spontan innerhalb weniger Wochen zurück.
Die eigentliche Strahlenmyelopathie tritt 6 Monate bis zu 20 Jahre nach Beendigung der Strahlenbehandlung auf. Die Latenzzeiten betragen für die Medulla oblongata und das zervikale und thorakale Rückenmark durchschnittlich 8 Monate, für die Motoneuronsyndrome bei strahlenbedingter Schädigung der Vorderhörner (Bulbärparalyse, lumbale Strahlenmyelopathie), der Kauda und der Plexus zwischen 1½ und 20 Jahre, durchschnittlich 5 Jahre.
Die frühen Strahlenfolgen haben in der Regel eine gute Prognose, und die Symptome bilden sich spontan innerhalb einiger Wochen zurück. Bei den Spätfolgen handelt es sich um chronisch-progrediente Defizite, die in der Regel zur schweren Behinderung oder zum Tod des Patienten führen.
In der folgenden Übersicht sind die klinischen Manifestationen zusammengestellt.
Strahlenfolgen des Nervensystems – klinische Manifestationen
  • Frühschäden (Wochen bis 3 Monate nach Beginn der Strahlentherapie)
    • Akute Enzephalopathie
    • Subakute Demyelinisierung
    • Transiente Strahlenmyelopathie
    • Transiente Armplexopathie
  • Spätschäden (½ Jahr bis zu 20 Jahre nach Beginn der Strahlentherapie)
    • Zerebrale Strahlennekrose
    • Diffuse Strahlenleukenzephalopathie
    • Multifokale Enzephalopathie
    • Strahlenmyelopathie
    • Motoneuronerkrankung
    • Strahlenplexopathie
Klinisch werden von der Strahlenmyelopathie drei klassische Rückenmarksyndrome imitiert:
Die klinische Symptomatologie zeigt sich subakut. Innerhalb weniger Tage treten zunächst segmentale Reizerscheinungen in Höhe der Läsion in Form von brennenden Schmerzen oder Kribbelparästhesien auf; nachfolgend manifestieren sich innerhalb weniger Tage rasch zunehmende spastische Paresen und initial oft dissoziierte Sensibilitätsstörungen. Im Verlauf von wenigen Wochen entwickelt sich dann häufig stotternd (schubförmig) aus einer halbseitigen Schädigung des Rückenmarks in Form des Brown-Séquard-Syndroms ein Spinalis-anterior- bzw. ein komplettes Transversalsyndrom. Dabei kann die zervikale und thorakale Strahlenmyelopathie in jedem Stadium zum Stillstand kommen – es ist im Einzelfall nicht vorherzusagen, ob es zu einem kompletten Querschnittsbild mit Blasen- und Mastdarmlähmung kommt oder nicht.
Wesentlich protrahierter ist der Verlauf bei den strahlenbedingten Motoneuronsyndromen. Sowohl bei dem klinischen Bild der Bulbärparalyse mit multiplen Hirnnervenkernausfällen (Shapiro et al. 1996) als auch bei der lumbalen Vorderhornschädigung mit progredienten schlaffen atrophischen Paresen der unteren Extremitäten (Berlit 1989) entwickelt sich die klinische Symptomatik schleichend über Wochen und Monate. Initial zeigt sich oft eine monomelische Atrophie und Parese mit Fortschreiten über Wochen und Monate, bis ein weitgehend symmetrisches Läsionsbild resultiert, das im Bereich der unteren Extremitäten schwerpunktmäßig die Myotome L4, L5 und S1 betrifft und im Bulbärbereich die kaudalen motorischen Hirnnerven (Nn. accessorius und hypoglossus). In Einzelfällen kann es zur Progredienz der strahlenbedingten Amyotrophie über mehr als 10 Jahre kommen.
Während die Klinik der strahlenbedingten Rückenmarkschädigung wesentlich von der Höhenlokalisation der Läsion bestimmt wird, lassen sich zerebral die raumfordernde umschriebene Strahlennekrose der weißen Substanz und die diffuse Strahlen-Leukenzephalopathie differenzieren. Die zerebrale Strahlennekrose tritt nach durchschnittlich 14 Monaten auf und zeigt sich unter dem klinischen Bild der zerebralen Raumforderung mit fokalneurologischen Defiziten, epileptischen Anfällen und Hirndruckzeichen. Die diffuse Leukenzephalopathie hingegen führt zu langsam fortschreitender Wesensänderung und kognitiven Einschränkungen bis hin zum klinischen Bild der Demenz. Leichtere neuropsychologische Auffälligkeiten lassen sich bei entsprechender Diagnostik auch nach scheinbar folgenlos vertragener zerebraler Bestrahlung nachweisen.
Diagnostik
Die wichtigste Differenzialdiagnose der strahlenbedingten Schädigung von Gehirn, Rückenmark oder Armplexus ist ein Rezidiv bzw. eine Metastasierung des zuvor bestrahlten Tumors. In der Regel sind also die Strahlenfolgen des Nervensystems Ausschlussdiagnosen.
Voraussetzung für die Verdachtsdiagnose einer Strahlenmyelopathie ist, dass die klinische Läsionshöhe mit dem Bestrahlungsfeld übereinstimmt und dass auf Rückenmarkebene eine entsprechend hohe Strahlendosis appliziert wurde. Klinisch sprechen typisch vaskuläre Läsionsmuster für eine Strahlenschädigung und gegen ein Tumorrezidiv bzw. eine Metastase.
Die zerebrale Strahlennekrose und die zervikale und thorakale Strahlenmyelopathie lassen sich MR-tomografisch nachweisen. Bei der Strahlenmyelopathie zeigen T2-gewichtete MRT-Bilder in Höhe der Läsion flächige Dichteanhebungen mit Kontrastmittelaufnahme während der ersten Wochen der klinischen Symptomatologie (Abb. 1). Im Verlauf kommt es zu einer fokalen Rückenmarkatrophie (Komachi et al. 1995). Die zerebrale Strahlennekrose zeigt sich als raumfordernde Hypodensität in der CT bzw. als Dichteanhebung in der MRT. Die Differenzierung zwischen Strahlennekrose und Rezidivtumor kann v. a. zerebral mittels Glukose-Positronenemissionstomografie (FDG-PET) erfolgen, wobei die strahlenbedingte raumfordernde Läsion typischerweise hypometabol ist. Bei der Leukenzephalopathie werden eine diffuse zerebrale Atrophie, Ventrikelerweiterung und flächige Dichteanhebungen der weißen Substanz in der MRT beschrieben. Darüber hinaus gibt es – vornehmlich wenn neben der Strahlentherapie auch eine Chemotherapie erfolgt ist – vergleichbare klinische Bilder mit multifokalen Dichteänderungen in der MRT, die nicht nur die weiße, sondern auch die graue Substanz betreffen (Peterson et al. 1995).
Während in den frühen klinischen Stadien der Strahlenmyelopathie MR-tomografisch das Rückenmark leicht geschwollen erscheinen kann, stellt sich innerhalb weniger Wochen eine Rückenmarkatrophie ein, die MR-tomografisch bei der Differenzierung zwischen Tumor und Strahlenfolge hilft.
Wenn die Vorderhörner bzw. periphere Nervenstrukturen (Kauda, Plexus) durch die Strahlenschädigung mitbetroffen sind, lassen sich häufig elektromyografisch bizarre spontane Entladungen registrieren, welche an Myokymien bzw. die Neuromyotonie erinnern (Berlit 1987; Shapiro et al. 1996).
Fallbeispiel
Bei einer Hausfrau erfolgt im Alter von 47 Jahren die Ablatio mammae rechts mit Ausräumung der axillären Lymphknoten wegen eines Adenokarzinoms. Es wird eine regionale Nachbestrahlung mit einer Herddosis von 60 Gy angeschlossen.
Neun Monate später muss wegen eines Tumorrezidivs auch auf der linken Seite die Ablatio mammae erfolgen. Röntgenuntersuchungen und Knochenszintigrafie, die postoperativ durchgeführt werden, ergeben den Verdacht auf eine multiple Metastasierung in die Brust- und Lendenwirbelsäule.
Es erfolgt eine Strahlenbehandlung über ein dorsales Feld sowie zwei schräge dorsale Felder im Winkel von 45°, wobei eine Gesamtdosis von 60,75 Gy (20 Fraktionen in 34 Tagen) eingestrahlt wird. Es ergibt sich eine Rückenmarkstrahlenbelastung von 51,6 Gy. Die nominale Standarddosis (NSD) beträgt 1710 ret. Die Radiation wird von der Patientin gut vertragen.
Drei Monate nach Abschluss der Strahlenbehandlung tritt ein Zoster segmentalis Th6 rechts auf, der unter dermatologischer Therapie abheilt.
Fünf Monate später kommt es bei der Patientin zu brennenden Schmerzen im linken Bein, sie stellt fest, dass sie mit dem linken Fuß warm und kalt nicht mehr unterscheiden kann. Sieben Monate darauf bemerkt sie eine Schwäche des rechten Beins beim Treppensteigen, weitere 4 Wochen später tritt eine Miktionsstörung auf, die zur stationären Aufnahme führt.
Bei der neurologischen Untersuchung 17 Monate nach Abschluss der Strahlenbehandlung findet sich eine spastische Parese des rechten Beins mit unerschöpflichen Patellar- und Fußkloni und positivem Babinski-Zeichen. Die Beineigenreflexe sind beidseits sehr lebhaft, rechts lebhafter als links auslösbar. Die Bauchhautreflexe fehlen rechtsseitig, sind links vorhanden. Es bestehen Narben nach Zoster segmentalis im Segment Th6 rechts. In den Segmenten Th6–Th8 beidseits werden brennende Schmerzen mit einer Hyperalgesie angegeben, darunter besteht linksseitig eine dissoziierte Sensibilitätsstörung. Der Restharn beträgt 450 ml, es besteht eine Obstipation.
Der lumbal entnommene Liquor enthält 1/3 Zellen bei einem Gesamteiweiß von 36 mg% (Albumine 24 mg%, Globuline 12 mg%). Die Myelografie ergibt keine Hinweise auf das Vorliegen einer spinalen Raumforderung.
Die Blasenstörung wird symptomatisch behandelt, und die Patientin wird gehfähig an zwei Stöcken entlassen. Bereits 4 Wochen später muss sie wegen deutlicher Zunahme der Paresen erneut stationär aufgenommen werden. Es besteht jetzt eine spastische Paraparalyse der Beine mit unerschöpflichen Kloni und beidseits positivem Babinski-Zeichen. Die Bauchhautreflexe fehlen, es besteht eine Harninkontinenz. Jetzt beidseitige dissoziierte Sensibilitätsstörung ab Th8, darüber findet sich eine hyperpathische Zone von Th6 bis Th8 rechtsbetont.
Unter einer Kortikoidstoßbehandlung kommt es zu einer zögernden Besserung der brennenden Schmerzen und der Hyperalgesie, es entwickelt sich aber eine zunehmende Hypästhesie im Bereich des rechten Oberschenkels. Die Patientin erhält einen Rollstuhl und wird zur Weiterbehandlung in eine Rehabilitationsklinik verlegt. Dort entsteht innerhalb von 4 Wochen ein Sensibilitätsausfall für alle Qualitäten unterhalb D6. Die Patientin verstirbt 16 Monate nach Beginn der Strahlenmyelopathie (4 Monate nach der Verlegung) an einem interkurrenten Infekt. Eine Sektion erfolgt nicht.
Therapie
Während bei den Frühmanifestationen von Strahlenfolgen (akute Enzephalopathie, transiente Strahlenmyelopathie) erfolgreich Kortikosteroide eingesetzt werden können und sich auch die raumfordernde zerebrale Strahlennekrose unter hoch dosierter Dexamethasontherapie bessern kann (Genc et al. 2006), spricht die chronische Strahlenmyelopathie auf eine solche Behandlung nicht an. Weder eine hyperbare Sauerstofftherapie noch die Gabe von vasoaktiven Substanzen zeigen konstante Effekte. In Einzelfällen wird eine Befundbesserung bei Strahlenspätschäden von Gehirn und Rückenmark durch eine Antikoagulation berichtet (Glantz et al. 1994; Liu et al. 2001). Der Erfolg dieser Behandlungsmaßnahme könnte für die Annahme einer primären Endothelschädigung durch die Strahlentherapie sprechen. Eine erhöhte Blutungsneigung durch die Antikoagulation wurde in den beschriebenen Fällen nicht beobachtet. Allerdings schreitet bei einem Teil der Kranken trotz dieser Therapie die Strahlenschädigung weiter fort.
Am ehesten erfolgversprechend ist der Versuch einer Behandlung mit Bevacizumab (Delishaj et al. 2017; Lubelski et al. 2013). In den publizierten Daten zu zerebralen Strahlennekrosen wurden überwiegend 4 Zyklen einer Therapie mit 7,5 mg/kg über 2 Wochen gegeben. Verlässliche Daten zur Strahlenmyelopathie fehlen.
In der Betreuung der Patienten stehen rehabilitative Maßnahmen und die Verhinderung von Sekundärkomplikationen im Vordergrund.

Facharztfragen

1.
Nach welchen Latenzzeiten treten Strahlenfolgen am Nervensystem auf?
 
2.
Nennen Sie die typischen klinischen Manifestationen der Strahlenmyelopathie.
 
3.
Ab welcher Strahlendosis ist eine Schädigung des Nervensystems möglich?
 
4.
Welche Behandlungsmaßnahme kommt am ehesten in Frage?
 
Literatur
Berlit P (1987) Die Strahlenmyelopathie – Klinische Analyse des Krankheitsbildes. Springer, Berlin/Heidelberg/New York/TokioCrossRef
Berlit P (1989) Pathogenese und Klinik der Strahlenfolgen am zentralen Nervensystem unter besonderer Berücksichtigung der Strahlenmyelopathie. Nervenheilkunde 8:86–88
Delishaj D, Ursino S, Pasqualetti F, Cristaudo A, Cosottini M, Fabrini MG, Paiar F (2017) Bevacizumab for the treatment of radiation-induced cerebral necrosis: a systematic review of the literature. J Clin Med Res 9(4):273–280CrossRef
Genc M, Genc E, Genc BO, Kiresi DA (2006) Significant response of radiation-induced CNS toxicity to high dose steroid administration. Br J Radiol 79:e196–e199CrossRef
Glantz MJ, Burger PC, Friedman AH, Radtke RA, Massey EW, Schold SC Jr (1994) Treatment of radiation-induced nervous system injury with heparin and warfarin. Neurology 44:2020–2027CrossRef
Komachi H, Tsuchiya K, Ikeda M, Koike R, Matsunaga T, Ikeda K (1995) Radiation myelopathy: a clinicopathological study with special reference to correlation between MRI findings and neuropathology. J Neurol Sci 132:228–232CrossRef
Liu CY, Yim BT, Wozniak AJ (2001) Anticoagulation therapy for radiation-induced myelopathy. Ann Pharmacother 35:188–191CrossRef
Lubelski D, Abdullah KG, Weil RJ, Mark NF (2013) Bevacizumab for radiation necrosis following treatment of high grade glioma: a systematic review of the literature. J Neurooncol 115:317–322CrossRef
Peterson K, Clark HB, Hall WA, Truwit CL (1995) Multifocal enhancing magnetic resonance imaging lesions following cranial irradiation. Ann Neurol 38:237–244CrossRef
Shapiro BE, Rordorf G, Schwamm L, Preston DC (1996) Delayed radiation-induced bulbar palsy. Neurology 46:1604–1606CrossRef