がん免疫療法のための過分極13C MRI (DNPSPIO)

研究者らは、この前向き研究のために ICI 療法を受けている林口長庚記念病院 (CGMH) から新たに診断された、または再発した婦人科がんの 90 人の被験者を登録する、無作為化された 2 つのグループに割り当てられた観察研究デザインによる 3 年間の試験を計画しています。 標準ケア、例えば。 MRI / CT / PETは、最初の来院時に腫瘍スライドと定期的な血液検査を伴う一次スクリーニング方法に事前に必要です。 ランダムに割り当てられた後、適格な30人の被験者が次世代イメージンググループに割り当てられ、ベースラインと2週間の免疫療法の間に2つの統合検査、DNPとメタボロミクスの統合検査が行われます。

次世代イメージンググループの被験者は、脾臓DNPイメージングを受け、続いて病変部での非造影MRFとMRリラクソメトリーが行われ、それぞれ脾臓内と癌細胞内で発生する代謝の定量的測定が提供されます。 DNP には 13C 造影剤過分極 13C ピルビン酸 (HP [1-13C] ピルビン酸) が腕に静脈内注射され、治験薬は 0.43 ml/kg の用量で注射されます。 C1 位置では、過分極 13C 信号が MR スペクトル取得によって取得され、次に MRF シーケンスが実行されてマルチパラメータの組織特性が取得されます。 一般的なイメージング グループは、同じ MR 戦略を受け取りますが、脾臓 DNP スキャンはありません。

すべての MRI シーケンスは、柔軟な表面 13C/1H 多核送受信コイル (RAPID Biomedical、ババリア、ドイツ) を備えた 3T 臨床スキャナー (Discovery MR750w、GE Healthcare、ミルウォーキー、米国) で実行され、脾臓領域をカバーします。

DNP-MRI:

医薬品の適正製造基準 (GMP) に準拠するために、ヒト用の [1-13C] ピルビン酸は、台湾の林口にある長庚記念病院の核医学部門の ISO 8 クリーン ルームと ISO 5 層流で調製されます。 . [1-13C]ピルビン酸/12.5 mM 電子常磁性試薬 (Electronic Paramagnetic Agent; EPA; AH111501, GE Healthcare, Oslo, Norway) は、無菌薬局キット (Sterile Fluid Path; SFP、GE Research Circle Technology) に詰められます。 ) 偏光子 (SPINlab、GE Research Circle Technology) で 0.7 ～ 0.8 K、5 T の磁場で少なくとも 2 ～ 3 時間分極します。 加熱した水に急速に溶解した後、EPA フィルターを通過して余分な EPA を除去し、レシーバーで中和媒体 (NaOH/TRIS/EDTA) と混合し、QC マシン (GE GEピルビン酸濃度、EPA 濃度、pH、温度、体積、および分極レベルを含む Research Circle Technology) を使用し、同時に過分極 [1-13C] ピルビン酸を含む溶液を 0.2 μm ターミナル フィルター (ZenPure、Manassas、Virginia) を通して無菌性を確保するための投与シリンジ（Medrad、Warrendale、Pennsylvania）。 責任医師が QC パラメーターが基準を満たしていることを確認した後、患者は 0.43 mL/Kg の用量で 5 mL/s の流量で静脈内注射され、20 mL の生理食塩水で洗い流されます。 ターミナル フィルターの完全性 (しきい値 = 50 psi) は、分注後すぐにチェックされます。

13C-MRI スキャン中、最初に位置決めのために一連の画像検出が実行され、次に勾配シミング、13C 中心周波数の確認 (1H 中心周波数から計算)、および放出利得の最適化 ( Bloch-Sieger シーケンス )、注入から 30 秒の遅延の後、次の迅速な 13C シーケンスが実行されます。これには約 2 ～ 3 分かかります。

1. 13C スペクトルのパルス取得: フリップ角 = 10°; TR = 2000 ミリ秒;スライスの厚さ = 30 mm;読み取り帯域幅 = 5000 Hz;スペクトル収集ポイント 2048;繰り返し = 14;取得時間 = 2000 ミリ秒。時間分解レート = 2000 ミリ秒。
2. ピルビン酸、乳酸、およびアラニンの 13C 代謝物特異的イメージング (スペクトル空間 RF パルスとそれに続くヘリカル読み出し): TR = 250 ms; TE = 該当なし;面内空間分解能 = 10 x 10 mm^2;マトリックス サイズ = 128 x 128 mm^2;視野 = 22 x 22 cm^2;スライスの厚さ = 20 mm。フリップ角 = 15°/30°/30° (ピルビン酸/乳酸/アラニン);取得時間 = 250 ミリ秒。時間分解能 = 1000 ミリ秒。
3. 13C ケミカルシフトイメージング: TR = 80ms; TE = 該当なし;面内空間解像度 = 25 x 25 mm^2;マトリックス サイズ = 8 x 8 mm^2;視野 = 20 x 20 cm^2;スライスの厚さ = 20 mm ;フリップ角度 = 15°;取得時間 = 80 ミリ秒。

飲酒運転:

臨床 MR 研究は、元のスキャナーを使用した 13C DNP の後も継続され、脂肪抑制を伴うシングルエコー平面技術が使用されます (繰り返し時間 ms/エコー時間 ms: 3300/79; 信号平均数: 4; スライス厚: 4 mm;ギャップ; 1 mm; マトリックス: 128x128 mm^2; 視野 20 x 20 cm^2)。 信号対雑音比を最適化するために、1000 秒/mm^2 という最高の b 値が選択されています。 拡散加重勾配は、スライス選択、位相エンコード、および読み出し方向に直交して適用され、勾配は信号強度対 b 値の対数減衰曲線から計算されます (Syngo、Siemens、Erlangen、Germany)。

MR フィンガープリンティング (MRF):

MAGiC (磁気共鳴画像編集) は、2D 高速スピン エコー ベースの多飽和遅延多エコー取得を使用します。 定常自由歳差運動 (SSFP) が MRF 取得に使用され、サンプリングされた黄金角ヘリックスの下で 89 を使用してインターリーブされた取得トレース、サンプリング帯域幅 = ±250 kHz、TR = 9 ms、TE = 2.2 ms、NEX = 1 および 979 フレーム 。 B0 と B1 はシーケンスに含まれていませんが、T2 の精度を向上させるためにスライス アウトラインが含まれています。MAGiC および MRF スキャンで使用されるその他のイメージング パラメータは次のとおりです。マトリックス = 256 x 256;スライスの厚さ = 4 mm、1 mm のギャップ。 20個。 スキャンの時間間隔は、それぞれ約 4 分と 3.6 分です。

MR リラクソメトリー:

エコー非対称性最小二乗推定鉄定量化 (IDEAL-IQ) シーケンスによる水と脂肪の反復分解には、次のパラメーターがあります。TR 10 ms。 TE 4.7 ミリ秒;エコー番号 6、1.1 ms から 6.38 ms FOV 35-40 cm の範囲。マトリックスサイズ 128 × 128;ピクセル帯域幅 325 Hz。フリップ角 6;スライス厚10mm;スライス間のスペース 5 mm。 スキャンは、30 秒未満の息止め中に取得されます。 R2* は、次の式を使用して計算されます。 R2*IDEAL = -1.276 + 1.2366 * R2*GRE. 次に、R2* は、Wood らによって提案された広く使用されている式を使用して、鉄濃度 (mg/g) に変換されます。鉄濃度 = 0.202 + 0.0254 x R2*

脾臓鉄の許容される正常範囲はありませんが、上限として 1.98 mg/g が提案されており、2.74 mg/g が病理学的であると報告されています。 脾臓の鉄は、年齢と性別によって異なります。 脾臓の鉄含有量は女性よりも男性の方が高い (男性: 0.96 ± 0.34 mg/g、女性: 0.87 ± 0.29 mg/g)。 女性では、閉経は脾臓の鉄が 0.12 mg/g 高いことに関連しています。 腹部 MRI の GRE エコー時間は、鉄が閾値 (約 4 mg/g) を超えた場合に鉄を定量化するには不十分であることに注意する必要があります。

メタボロミクス:

患者から採取された血漿、尿、および/または組織サンプルは、Chang Gung Memorial Hospital の Clinical Metabolomics Center にある 1 H 高解像度 NMR (Bruker 600MHz NMR 分光計) および LC-TOFMS (Waters Q-TOFMS) によってさらに分析されます。 標準的なメタボロミクス ソフトウェア - GeneSpring MS、Markerlyn XS、および Metaboanalyst も、多変量データの分析と表示に使用されます。 METLIN、HMDB、および KEGG データベースを検索して、免疫療法前後のグループ間の有意差を示す正確な一連の機能を検索します。 化合物予測は、代謝物データベースと式生成ソフトウェアを使用して実行されます。 メタボロミクス研究用の MetaboAnalyst などの非商用および商用アプリケーションも利用できます。 臨床検査には、赤血球沈降速度（ESR）、C反応性タンパク質（CRP）、プロカルシトニン、血漿抗酸化指数（TAC）、細胞抗酸化指数（GPX）、DNA損傷指数（8-OHdG）、脂質などの日常的な炎症指数が含まれます酸化および炎症指数（MPO）; LDH、乳酸、ピルビン酸などの従来の代謝指数。 T 細胞 & B 細胞、T 細胞サブセット検査、HLA-B27、IL-6、α1-グロブリン、α2-グロブリンなどの免疫機能関連指標。 患者が病理組織学的診断のためにスライドを受けている場合は、組織の LDH および MCT タンパク質の発現も測定されます。