A fej- és nyakrák kemoradioterápia utáni eredményének előrejelzése funkcionális képalkotás és tumorbiológia segítségével

HÁTTÉR ÉS BEÁLLÍTÁSOK

1.1. Bevezetés

Az egyidejű (kemo-) sugárterápia (CRT) a lokálisan előrehaladott fej-nyaki laphámsejtes karcinómában (HNSCC) szenvedő betegek ellátásának jelenlegi standardja. A fontos funkcionális struktúrák közelsége a daganathoz rendkívül bonyolulttá teszi a kezelést. Míg a lokoregionális kontrollok aránya javult az elmúlt évtizedben, a kezeléssel összefüggő toxicitás súlyos lehet, xerostomiával és dysphagiával, ami súlyosan megnehezíti a beteg életminőségét.

Továbbá egyre világosabbá válik, hogy bár ezek a daganatok lokalizációjukban és alapvető szövettanilag azonosak lehetnek, a kezelésre adott válaszuk nagyon eltérő. Ez azt jelenti, hogy a betegek egy alcsoportja esetében kevésbé intenzív és következésképpen kevésbé toxikus kezelési ütemezéssel azonos lokoregionális kontrollt lehet elérni. Ez ellentétben áll azon betegek csoportjával, akiknél lokoregionális recidíva alakul ki a követés során, és akiknél a jelenlegi kezelés látszólag elégtelen. Ezeknek a betegeknek előnyös lehet az intenzívebb kezelés, azaz a magasabb dózisú sugárzás.

Ezek a kezelési érzékenységbeli különbségek a biológiai, molekuláris és genetikai tényezők eltéréseivel magyarázhatók. A klinikai paraméterek önmagukban nem elegendőek a válasz előrejelzéséhez. A különböző molekuláris és genetikai tényezők azonosítása segítene a válasz előrejelzés pontosabbá tételében, és ezek alapján a kezelést minden betegre jobban személyre szabni. Ezért olyan prognosztikai és prediktív modellt kívánunk kidolgozni, amely jól definiált molekuláris és képalkotó paramétereket tartalmaz, amelyek nagy ígéretet mutatnak az ionizáló sugárzás utáni válasz előrejelzésében.

1.2. A tumor genetikai és molekuláris jellemzői

Az első paraméter, amelyet tovább szeretnénk vizsgálni, a tumor hypoxia. A hipoxiát olyan tényezőként azonosították, amely növeli a tumor agresszivitását és csökkenti a sugárérzékenységet. A múltban számos technikát alkalmaztak a biológiailag releváns tumor hypoxia kimutatására, de ma már egyiket sem alkalmazzák a rutin klinikai gyakorlatban. A közelmúltban Toustrup és munkatársai publikáltak egy polimeráz láncreakción (PCR) alapuló hipoxia osztályozó gén aláírást. Ez az osztályozó lehetővé teszi számunkra, hogy tanulmányozzuk a biológiailag releváns tumor hipoxiát, és ennek következtében a tumor agresszivitását és az ionizáló besugárzással szembeni rezisztenciát. Ezt az elemzést a kezelés előtt vett biopsziákon végzik el. Ennek a biopsziás anyagnak egy részét a biobankunkban is tároljuk. Ez megkönnyíti az ígéretes molekuláris és genetikai paraméterek (például a HPV-vel korrelált p16 túlzott expressziója) jövőbeli kutatását egy jól meghatározott és strukturált betegadatbázison.

1.3. Képalkotási paraméterek

Ezen fontos molekuláris és genetikai tumorjellemzők mellett számos funkcionális képalkotó paramétert is bevonunk modellünkbe. Az anatómiai képalkotással ellentétben a funkcionális képalkotó módszerek mélyebb betekintést nyújtanak a daganat mögöttes biológiai aktivitásába és mikroszerkezetébe.

A diffúziós súlyozott mágneses rezonancia képalkotás (DWI) képes jellemezni a szöveteket a víz protonjainak véletlenszerű elmozdulása alapján. Ez az elmozdulás a látszólagos diffúziós együttható (ADC) segítségével számszerűsíthető. A HNSCC-ben végzett előzetes vizsgálatok kimutatták az ismétlődő DWI prognosztikai és prediktív potenciálját a kezelés korai szakaszában és után.

A dinamikus kontrasztos mágneses rezonancia képalkotás (DCE-MRI) egy második technika, amely nagy ígéretet mutat az ionizáló sugárzásra adott válasz korai mutatójaként. Sok rosszindulatú daganat neovaszkularitást vagy angiogenezist mutat. Ezek a folyamatok azonban hibásak, és ennek eredményeként ezek az újonnan szintetizált erek nagy permeabilitást, kanyargósságot és általában rossz funkcionalitást mutatnak. Ez a daganatsejtek rossz oxigénellátását eredményezheti, ami veszélyeztetheti a daganat sugárkezelésének hatékonyságát. Ezért a daganat vaszkuláris tulajdonságai, DCE-MRI-vel értékelve, prognosztikai indikátora lehet annak agresszivitásának.

TANULMÁNYI CÉLKITŰZÉSEK

2.1. Elsődleges célok

Ennek a vizsgálatnak a fő célja a klinikai, molekuláris és radiológiai előrejelzők összefüggésbe hozása az eredménnyel, a lokoregionális kontroll és a betegségmentes túlélés alapján. Ily módon prognosztikai/prediktív modellt dolgozunk ki. A prediktív modell fontos szerepet játszik majd a kezelés egyénre szabásában, amely biztosítja az optimalizált kezelést és elkerüli az alul- és túlkezelést.

2.2. Másodlagos célok

• A képalkotó és a molekuláris/genetikai markerek egy jól körülhatárolható betegpopulációban történő korrelációjával szeretnénk új betekintést nyerni a tumorbiológiába és mikrostruktúrába.
• Szeretnénk érvényesíteni a különböző képalkotó technikákat.
• Szeretnénk a jövőben összefüggést teremteni a hipoxia és más prediktív biomarkerek között azáltal, hogy az ebben a vizsgálatban nyert szövetet biobankunkban tároljuk.

DIZÁJNT TANULNI

Javasoljuk egy olyan tanulmány felállítását, amelybe előretekintően olyan lokálisan előrehaladott fej-nyaki daganatos betegeket vonunk be, akiket egyidejű kemoradioterápiával kezelnek a multidiszciplináris konzultációt követően. A próba vázlatát az alábbi ábra mutatja be. Minden alkalmasnak elismert beteg (nem áttétes, lokálisan előrehaladott fej-nyaki laphámsejtes karcinóma, kemoradioterápiával kezelt, Karnofsky-teljesítmény státusz ≥ 70% és ≥ 18 éves) írásos, tájékozott beleegyezését követően bevonásra kerül. Rutinszerűen elvégzik a gégetükrözéssel, nyaki CT-vel, nyaki MRI-vel és PET-CT-vel végzett stádiumbeosztást.

A CRT kezelés 72 Gy-ig terjedő sugárkezelésből áll, gyorsított hiperfrakcionált ütemezéssel. A kezelés 1. és 22. napja 100 mg/m² ciszplatint kap.

Néhány nappal a kezelés előtt tumorbiopsziát vesznek. A hipoxia gén expressziós profilja a tumor anyagából származik (15 gén PCR-en, amelyek egyenként vagy csoportosan elemezhetők egy bináris változón keresztül).

Az RNS- és DNS-kivonáshoz használt szövetet H&E-festéssel kell szegélyezni, amely megerősíti a tumor jelenlétét. A biopsziából a két végét levágjuk és paraffinnal rögzítjük. Ezt a szövetet a biobankban tárolják. A szövet középső részét később RNS-ben tárolják, és részben DNS és RNS kinyerésére használják fel. Az RNS-t a cDNS szintetizálására használjuk fel a hipoxiás osztályozó qPCR elemzéséhez.

A betegek DWI MRI és DCE képalkotáson is átesnek a CRT előtt és 3 héttel. A léziókat a natív DWI és DCE-MRI képeken kvantitatívan értékeljük a tumor feletti érdeklődésre számot tartó régiók (ROI) manuális körülhatárolásával. Az ADC értékek és a (félig) kvantitatív DCE paraméterek kiszámításra kerülnek.

Az összes fent leírt adat a rendelkezésre álló klinikai adatokkal együtt beépül a prognosztikai modellbe.