Radiomik-baseret visualisering og kvantitativ validering af IDH1-heterogenitet i gliomer

BAGGRUND

WHO 2016 introducerede officielt molekylære markører i den patologiske diagnose af gliomer, hvilket markerede et skridt ind i æraen med molekylær diagnose af gliomer. Blandt dem anses isocitrat dehydrogenase 1 (IDH1) mutation for at være 'rygraden' i udviklingen af ​​gliomer og påvirker behandlingsplanen og prognosen for patienter. Den kliniske brug af denne molekylære biomarkør er dog stadig kontroversiel, hvilket er forankret i manglen på kvantitative undersøgelser af IDH1-mutationer. Den rumlige heterogenitet af gliomer er blevet påvist i eksisterende undersøgelser, dvs. tumorvæv i forskellige dele af det samme gliom tilhører forskellige genetiske undertyper. Dette indebærer, at IDH1-mutante tumorer ikke indikerer tilstedeværelsen af ​​mutationer i alle tumorceller, hvilket yderligere forværrer problemerne i klinisk genetisk diagnose.

OBJEKTIV

For at kvantificere genmutationer i tumorer planlægger vi at bruge en radiomiks model med kunstig intelligens og kliniske big data og verificere dens nøjagtighed ved vævspunktur. På denne måde kan vi overvinde udfordringerne ved multisite sampling og anden generations sekventering, såsom høje krav til udstyr og teknologi, høje omkostninger og lang tid, og dermed teoretisk realisere visualisering og kvantificering af genetisk heterogenitet inden for gliomer.

BEHANDLE

Deltagerne vil læse en informeret samtykkeaftale før operationen og frivilligt beslutte, om de vil deltage i forsøgsgruppen eller ej.

1. Modellering af visualisering af genetisk heterogenitet

   Før operationen vil deltagerne først Rutinebilleddannelse og de resulterende billeder blive brugt til at bygge en radiomiks model. Modellen vil ikke-invasivt forudsige IDH1-mutationer i gliomer.

2. Typisk punktering på stedet

   Efter at de tilmeldte deltagere var blevet bedøvet og kraniotomeret, valgte klinikere typiske tumorsteder til punktering baseret på modeloutput.

3. Histopatologisk diagnose

   Prøven fra samme punkteringssted er opdelt i to dele, og den første del er rutinemæssigt formalinfikseret til paraffinindstøbning og til sidst H&E-farvede snit. Patologen læser først H&E-afsnittene og stiller en histologisk diagnose, der beskriver den patologiske morfologi og karakteristika, især tumorcelleindhold og -fordeling.

4. IDH1 enkelt nukleotid sekventering

   En anden del af prøven bruges til konservering af flydende nitrogen. Qiagen DNA/RNA-ekstraktionssættet bruges til at ekstrahere DNA fra det flydende nitrogen-konserverede tumorvæv, som renses og udsættes for IDH1-polymerasekædereaktionen (PCR). PCR-produktet oprenses og udsættes for sekventering, og sekventeringsproduktet detekteres på en ABI 7200-sekventeringsanordning for at bestemme, om IDH1 er muteret eller ej.

5. Massespektrometrianalyse af 2-Hydroxyglutarat (2-HG) ekspressionsniveauer

   Tilstedeværelsen og ekspressionen af ​​2-HG i gliomprøver detekteres og analyseres ved massespektrometri.

6. Validering af den radiomik-baserede IDH1-mutationsforudsigelsesmodel. 2-HG-detektionsresultaterne blev numerisk sammenlignet med modelresultaterne.

Dette er et enkelt center valideringsstudie. Sammenlignet med den rutinemæssige gliomkirurgiske procedure tilføjer denne undersøgelse intraoperativ tumortypisk siddepunktur for at validere den prædiktive nøjagtighed af radiomikmodellen og indsamler tilsvarende MRI-billeder, tumorhistologidiagnose, molekylær patologisk diagnose. Radiomikmodellen er bygget baseret på præoperative kliniske data og er et ikke-invasivt og hurtigt værktøj til kvantitativ analyse og visualisering af tumorgener.