機能イメージングと腫瘍生物学を使用した頭頸部がんの化学放射線療法後の転帰の予測

背景と設定

1.1。序章

同時 (化学) 放射線療法 (CRT) は、局所進行頭頸部扁平上皮癌 (HNSCC) 患者に対する現在の標準治療です。 重要な機能構造が腫瘍に近接しているため、治療は非常に複雑になります。 局所制御率は過去 10 年間で改善されましたが、治療に関連する毒性は、患者の生活の質を深刻に悪化させる口腔乾燥症および嚥下障害を伴う深刻な場合があります。

さらに、これらの腫瘍は位置と基本的な組織学が同一である可能性がありますが、治療に対する反応は大きく異なることがますます明らかになっています. これは、患者のサブグループについて、強度が低く、結果として毒性の低い治療スケジュールを使用して、同等の局所領域制御率を達成できることを意味します。 これは、現在の治療が明らかに不十分であるフォローアップ中に局所領域再発を発症する患者のグループとは対照的です。 これらの患者は、より集中的な治療スケジュール、つまり高線量の放射線から恩恵を受ける可能性があります。

治療に対する感受性のこれらの違いは、生物学的、分子的および遺伝的要因の変動によって説明できます。 応答予測には、臨床パラメータだけでは不十分です。 さまざまな分子的および遺伝的要因を特定することは、反応予測の精度を高め、これらの要因に基づいて各患者により個別に治療を調整するのに役立ちます. したがって、我々は、電離放射線後の応答予測において大きな期待を示す、明確に定義された分子パラメーターと画像パラメーターを組み込んだ予後予測モデルを開発したいと考えています。

1.2. 遺伝的および分子的腫瘍の特徴

さらに調査したい最初のパラメーターは、腫瘍の低酸素症です。 低酸素症は、腫瘍の攻撃性を高め、放射線感受性を低下させる要因として特定されています。 過去に、生物学的に関連する腫瘍の低酸素症を検出するためにいくつかの技術が適用されてきましたが、今日の日常的な臨床診療ではいずれも使用されていません。 最近、ポリメラーゼ連鎖反応 (PCR) ベースの低酸素分類子遺伝子シグネチャが Toustrup らによって公開されました。 この分類子により、生物学的に関連する腫瘍の低酸素症を研究し、その結果、腫瘍の攻撃性と電離放射線に対する耐性を調べることができます。 この分析は、治療前に得られた生検で行われます。 この生検材料の一部は、バイオバンクにも保存されます。 これにより、明確に定義され構造化された患者データベースで、有望な分子および遺伝学パラメーター (HPV と相関する p16 の過剰発現など) に関する将来の研究が促進されます。

1.3。イメージング パラメータ

これらの重要な分子的および遺伝的腫瘍の特徴とは別に、いくつかの機能的イメージングパラメーターもモデルに含まれます。 解剖学的イメージングとは対照的に、機能的イメージング モダリティは、腫瘍の根底にある生物学的活動と微細構造に関するより深い洞察を提供してくれます。

拡散強調磁気共鳴画像法 (DWI) は、水陽子のランダムな変位に基づいて組織を特徴付けることができます。 この変位は、見かけの拡散係数 (ADC) を使用して定量化できます。 HNSCC の予備研究では、治療中および治療後の初期の DWI の予後および予測の可能性が実証されています。

ダイナミック コントラスト増強磁気共鳴画像法 (DCE-MRI) は、電離放射線に対する反応の早期指標として大きな期待を示す 2 番目の技術です。 多くの悪性腫瘍は、血管新生または血管新生を示します。 しかし、これらのプロセスには欠陥があり、その結果、これらの新しく合成された血管は、透過性が高く、曲がりくねっており、一般的に機能が不十分です。 これにより、腫瘍細胞への酸素供給が不十分になり、腫瘍の放射線治療の効果が損なわれる可能性があります。 したがって、DCE-MRIで評価された腫瘍の血管特性は、その攻撃性の予後指標となる可能性があります。

研究の目的

2.1.主な目的

この研究の主な目的は、臨床的、分子的および放射線学的予測因子を、局所制御および無病生存によって定義される転帰と相関させることです。 このようにして、予後/予測モデルを開発します。 予測モデルは、治療の個別化に役立ち、最適化された治療を保証し、過小治療と過剰治療を回避します。

2.2.副次的な目的

• 私たちは、明確に定義された患者集団のイメージングと分子/遺伝子マーカーを関連付けることにより、腫瘍の生物学と微細構造に関する新しい洞察を得たいと考えています。
• さまざまなイメージング技術を検証したいと考えています。
• 将来的には、この研究で得られた組織をバイオバンクに保存することにより、低酸素症と他の予測バイオマーカーとの相関関係を作りたいと考えています。

研究デザイン

集学的な協議の後に決定された同時化学放射線療法で治療される局所進行頭頸部癌患者を前向きに含める研究を設定することを提案します。 トライアルの概要を下図に示します。 適格であると認められたすべての患者（化学放射線療法で治療された非転移性局所進行頭頸部扁平上皮癌、カルノフスキーパフォーマンスステータス≧70％および≧18歳）は、書面によるインフォームドコンセント後に含まれます。 喉頭鏡検査、首の CT、首の MRI、PET-CT による病期診断が定期的に行われます。

CRT 治療は、加速過分割スケジュールを使用した最大 72 Gy の放射線療法で構成されます。 治療の1日目と22日目 100mg/m²のシスプラチンが投与されます。

腫瘍生検は、治療の数日前に得られます。 低酸素遺伝子発現プロファイルは、腫瘍材料から導出されます (PCR で 15 遺伝子を個別に、または 1 つのバイナリ変数を介してグループとして分析できます)。

RNA と DNA の抽出に使用される組織は、腫瘍の存在を確認する H & E 染色によって隣接する必要があります。 生検から両端が切断され、パラフィンで固定されます。 この組織は、バイオバンクに保存されます。 組織の中央部分は後で RNA に保存され、一部は DNA と RNA の抽出に使用されます。 RNA を使用して cDNA を合成し、低酸素分類子の qPCR 分析を実行します。

患者は、CRTの前と3週間後にDWI MRIおよびDCEイメージングも受けます。 病変は、ネイティブ DWI および DCE-MRI 画像上の腫瘍上の関心領域 (ROI) を手動で描写することによって定量的に評価されます。 ADC 値と (半) 定量的 DCE パラメータがそれぞれ計算されます。

上記のすべてのデータは、利用可能な臨床データとともに予後モデルに統合されます。