Gadolinium-based contrast agents: What we learned from acute adverse events, nephrogenic systemic fibrosis and brain retention Gadolinium-haltige Kontrastmittel nach anaphylaktoiden Reaktionen, nephrogener systemischer Fibrose und Hirnretention – was haben wir gelernt?

Abstract Background Radiologists have been administering gadolinium-based contrast agents (GBCA) in magnetic resonance imaging for several decades, so that there is abundant experience with these agents regarding allergic-like reactions, nephrogenic systemic fibrosis (NSF) and gadolinium retention in the brain. Methods This review is based on a selective literature search and reflects the current state of research on acute adverse effects of GBCA, NSF and brain retention of gadolinium. Results Due to the frequent use of GBCA, data on adverse effects of these compounds are available in large collectives. Allergic-like reactions occurred rarely, whereas severe acute reactions were very rarely observed. Systemic changes in NSF also occur very rarely, although measures to avoid NSF resulted in a significantly reduced incidence of NSF. Due to gadolinium retention in the body after administration of linear MR contrast agents, only macrocyclic preparations are currently used with few exceptions. Clear clinical correlates of gadolinium retention in the brain could not be identified so far. Although the clinical added value of GBCA is undisputed, individual risks associated with the injection of GBCA should be identified and the use of non-contrast enhanced MR techniques should be considered. Alternative contrast agents such as iron oxide nanoparticles are not clinically approved, but are currently undergoing clinical trials. Conclusion GBCA have a very good risk profile with a low rate of adverse effects or systemic manifestations such as NSF. Gadolinium retention in the brain can be minimized by the use of macrocyclic GBCA, although clear clinical correlates due to gadolinium retention in the brain following administration of linear GBCA could not be identified yet. Key Points: Acute adverse effects are predominantly mild/moderate, rarely severe reactions occur. International guidelines resulted in significant reduction of nephrogenic systemic fibrosis. Application of macrocyclic contrast agents minimizes gadolinium retention in the brain. Citation Format Bäuerle T, Saake M, Uder M. Gadolinium-based contrast agents: What we learned from acute adverse events, nephrogenic systemic fibrosis and brain retention. Fortschr Röntgenstr 2021; 193: 1010 – 1018 Zusammenfassung Hintergrund Radiologen verabreichen Gadolinium-haltige Kontrastmittel (GBCA) in der Magnetresonanztomografie seit mehreren Jahrzehnten, sodass umfangreiche Erfahrung mit diesen Präparaten bezüglich anaphylaktoider Reaktionen, nephrogener systemischer Fibrose (NSF) und Retentionen von Gadolinium im Gehirn besteht. Methode Diese Übersichtsarbeit basiert auf einer selektiven Literaturrecherche und gibt den aktuellen Forschungsstand bezüglich akuter unerwünschter Wirkungen, NSF und Hirnretentionen von Gadolinium nach Verabreichung von GBCA wieder. Ergebnisse Aufgrund der häufigen Verwendung von GBCA liegen Daten über unerwünschte Wirkungen dieser Verbindungen in großen Kollektiven vor. Anaphylaktoide Reaktionen traten dabei selten auf, wobei schwere akute Reaktionen sehr selten zu beachten waren. Zu den systemischen Veränderungen der NSF kommt es ebenfalls sehr selten, wobei Maßnahmen zur Vermeidung der NSF in einer signifikant reduzierten Inzidenz der NSF resultierten. Aufgrund der Gadolinium-Retention im Körper nach Verabreichung von linearen MR-Kontrastmitteln werden derzeit mit wenigen Ausnahmen nur noch makrozyklische Präparate eingesetzt. Eindeutige klinische Korrelate von Gadolinium-Retentionen im Gehirn konnten bislang nicht identifiziert werden. Obwohl der klinische Mehrwert von GBCA unbestritten ist, sollten individuelle Risiken in Verbindung mit der Injektion von GBCA ermittelt und der Einsatz nativer MR-Techniken erwogen werden. Alternative Kontrastmittel, wie beispielsweise Eisenoxid-Nanopartikel, sind nicht klinisch zugelassen, befinden sich aber aktuell in klinischer Prüfung. Schlussfolgerung Gadolinium-haltige Kontrastmittel weisen ein sehr gutes Risikoprofil auf mit einer geringen Rate unerwünschter Wirkungen. Lineare GBCA führen zu Gadolinium-Retentionen im Gehirn, klinische Korrelate sind jedoch nicht gesichert. Durch die Verwendung von makrozyklischen Kontrastmitteln lässt sich die Gadolinium-Retention im Gehirn minimieren. Kernaussagen: Akute unerwünschte Wirkungen sind vorwiegend mild/moderat, selten treten schwere Reaktionen auf. Internationale Richtlinien führten zu einer signifikanten Reduktion der nephrogenen systemischen Fibrose. Durch Einsatz makrozyklischer Kontrastmittel lassen sich Gadolinium-Retentionen im Gehirn minimieren. Zitierweise Bäuerle T, Saake M, Uder M. Gadolinium-based contrast agents: What we learned from acute adverse events, nephrogenic systemic fibrosis and brain retention. Fortschr Röntgenstr 2021; 193: 1010 – 1018