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儿童弥漫性内生性脑桥胶质瘤的11C-蛋氨酸PET成像特征及其与生存率和H3 K27M突变状态的关系

期刊:European Journal of Nuclear Medicine and Molecular ImagingDOI:10.1007/s00259-022-06105-z

类型a:这篇文档报告了一项原创研究。

主要作者和机构及发表信息
本研究的主要作者包括赵晓斌(Xiaobin Zhao)、李德玲(Deling Li)、乔真(Zhen Qiao)、王凯(Kai Wang)、陈倩(Qian Chen)等,他们分别来自北京天坛医院核医学科、神经外科以及中国国家神经系统疾病临床研究中心。该研究于2023年1月26日在线发表在《欧洲核医学与分子影像学杂志》(European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging)上。

学术背景
本研究属于儿科脑肿瘤领域,特别是针对弥漫性内生型桥脑胶质瘤(Diffuse Intrinsic Pontine Glioma, DIPG)的研究。DIPG是儿童中枢神经系统肿瘤中最致命的一种,占脑干肿瘤的80%,尽管近年来治疗手段有所进步,但患者的生存率仍然极低。磁共振成像(MRI)是诊断DIPG的关键工具,但其预测生存的能力有限。因此,寻找新的非侵入性影像学生物标志物成为迫切需求。
11C-甲硫氨酸(11C-Methionine, 11C-Met)正电子发射断层扫描(PET)已被证明在脑肿瘤中具有重要的应用价值,例如预测病理分级、区分治疗效果与肿瘤复发、评估治疗反应以及进行预后评估。然而,11C-Met PET在DIPG中的作用尚未明确,且相关研究较少,结果也不一致。此外,DIPG中高达90%的病例携带H3 K27M突变,这种突变与患者较短的生存时间密切相关。然而,目前尚无研究探讨11C-Met PET代谢特征与H3 K27M突变状态之间的关系。
本研究旨在全面描述DIPG患儿的11C-Met PET影像特征,并分析这些特征与无进展生存期(Progression-Free Survival, PFS)和总生存期(Overall Survival, OS)的关系,同时初步探讨影像特征与H3 K27M突变状态的关联。

研究流程
本研究为回顾性研究,分为以下几个步骤:
1. 研究对象筛选
研究纳入了2014年11月至2018年4月期间接受11C-Met PET扫描的338例“脑干占位性病变”初诊患者。通过严格的排除标准(如年龄超过18岁、治疗后PET检查、影像质量差等),最终纳入98例确诊为DIPG的患儿。研究记录了患者的性别、年龄、症状持续时间、Karnofsky功能状态评分(KPS)、治疗方式及生存信息等基本信息。

  1. 影像采集与分析
    患者接受11C-Met PET和MRI检查。11C-Met PET图像使用GE Discovery Elite PET/CT扫描仪采集,剂量为555–740 MBq,注射后10分钟开始扫描,持续10–15分钟。MRI检查使用3.0 T GE或Siemens扫描仪,包括T1加权、T2加权和增强T1加权序列。
    PET图像分析包括以下参数:摄取强度(分为1–3级)、均匀性(分为1–4级)、代谢肿瘤体积(Metabolic Tumor Volume, MTV)、总病灶甲硫氨酸摄取量(Total Lesion Methionine Uptake, TLMU)以及肿瘤与背景比值(Tumor-to-Background Ratio, TBR)。MTV和TLMU通过自动分割软件PETVCAR测量,TBR则由标准化摄取值(Standardized Uptake Value, SUV)计算得出。

  2. 数据分析
    数据分析包括单变量和多变量Cox比例风险回归模型,用于评估影像特征与PFS和OS的关系。连续变量采用Mann-Whitney U检验,分类变量采用χ²检验或Fisher精确检验。相关性分析使用Pearson相关分析。统计分析使用R 3.1.3和SPSS 21.0软件完成。

主要结果
1. 患者特征
纳入的98例患者中,男性占54.1%,中位年龄为6岁,67.3%的患者年龄大于6岁。中位症状持续时间为1个月,55.1%的患者接受了手术(立体定向活检或显微手术),32.7%的患者接受了放疗,31.6%的患者接受了系统治疗,62.2%的患者未接受任何治疗。中位PFS为4.5个月,中位OS为4.7个月。

  1. 影像特征与生存的相关性
    单变量分析显示,较短的症状持续时间、未接受治疗、MRI增强存在、较高的均匀性等级、较高的TBR(包括TBRmax、TBRmean和TBRpeak)、较大的MTV以及较高的TLMU均与较短的PFS和OS显著相关。Kaplan-Meier曲线进一步验证了这些结果。
    多变量分析表明,未接受治疗、较短的症状持续时间和较大的MTV是PFS和OS的独立预测因子。MTV反映了代谢活跃肿瘤的大小,是唯一一个独立的预后因素。

  2. 影像特征与H3 K27M突变状态的关系
    在36例具有H3 K27M突变状态数据的患者中,H3 K27M突变组的PET连续变量中位数高于野生型组,但差异无统计学意义。这表明11C-Met PET影像特征与H3 K27M突变状态之间无显著相关性。

结论与意义
本研究首次全面描述了DIPG患儿的11C-Met PET影像特征,并发现MTV是唯一一个独立的预后因素。尽管大多数PET参数与临床结局相关,但只有MTV能够显著预测患者的生存。此外,本研究还初步探讨了PET影像特征与H3 K27M突变状态的关系,但未发现显著相关性。
本研究的科学价值在于为DIPG的非侵入性影像学生物标志物提供了新证据,其应用价值在于帮助医生更好地评估患者的预后并制定个性化治疗方案。

研究亮点
1. 首次全面描述了DIPG患儿的11C-Met PET影像特征。
2. 发现MTV是DIPG患者生存的独立预测因子。
3. 初步探讨了PET影像特征与H3 K27M突变状态的关系,为未来研究提供了方向。

其他有价值内容
本研究还强调了治疗和症状持续时间对患者生存的重要性,指出放疗和系统治疗可显著延长PFS和OS,而较长的症状持续时间与较好的预后相关。此外,研究的局限性包括回顾性设计、部分患者缺乏组织病理学验证以及H3 K27M突变状态数据不足等。

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