神経膠腫におけるIDH1不均一性のラジオミクスに基づく可視化と定量的検証

バックグラウンド

2016 年の WHO では、神経膠腫の病理学的診断に分子マーカーが正式に導入され、神経膠腫の分子診断の時代への一歩が始まりました。 その中でも、イソクエン酸デヒドロゲナーゼ 1 (IDH1) 変異は、神経膠腫の発症における「バックボーン」であると考えられており、治療計画と患者の予後に影響を与えます。 しかし、この分子バイオマーカーの臨床使用については依然として議論の余地があり、その原因は IDH1 変異に関する定量的研究の欠如にあります。 神経膠腫の空間的不均一性は既存の研究で実証されており、同じ神経膠腫の異なる部分にある腫瘍組織は異なる遺伝的サブタイプに属します。 これは、IDH1 変異腫瘍がすべての腫瘍細胞に変異の存在を示すわけではないことを意味しており、臨床遺伝子診断の問題をさらに悪化させています。

目的

腫瘍内の遺伝子変異を定量化するために、人工知能と臨床ビッグデータを備えたラジオミクスモデルを使用し、組織穿刺によってその精度を検証する予定です。 このようにして、高度な機器と技術の要件、高コストと長時間などの多部位サンプリングと第二世代シーケンスの課題を克服し、神経膠腫内の遺伝的異質性の可視化と定量化を理論的に実現することができます。

プロセス

参加者は手術前にインフォームドコンセント同意書を読み、実験グループに参加するかどうかを自主的に決定します。

1. 遺伝的異質性の可視化のモデリング

   手術前に、参加者はまずルーチンイメージングを行い、その結果得られた画像を使用してラジオミクスモデルを構築します。 このモデルは、神経膠腫における IDH1 変異を非侵襲的に予測します。

2. 典型的な部位の穿刺

   登録された参加者が麻酔され開頭された後、臨床医はモデルの出力に基づいて穿刺する典型的な腫瘍部位を選択しました。

3. 病理組織学的診断

   同じ穿刺部位からの標本は 2 つの部分に分割され、最初の部分はパラフィン包埋のために定期的にホルマリン固定され、最後に切片が H&E 染色されます。 病理学者はまず H&E セクションを読み、病理学的形態と特徴、特に腫瘍細胞の内容と分布を説明する組織学的診断を行います。

4. IDH1一塩基配列決定

   サンプルの別の部分は液体窒素の保存に使用されます。 Qiagen DNA/RNA 抽出キットは、液体窒素で保存した腫瘍組織から DNA を抽出するために使用され、精製されて IDH1 ポリメラーゼ連鎖反応 (PCR) にかけられます。 PCR産物を精製して配列決定し、配列決定産物をABI 7200シークエンサーで検出してIDH1が変異しているかどうかを判定する。

5. 2-ヒドロキシグルタル酸 (2-HG) 発現レベルの質量分析

   神経膠腫サンプル中の 2-HG の存在と発現は、質量分析法によって検出および分析されます。

6. ラジオミクスに基づく IDH1 変異予測モデルの検証。 2-HG 検出結果をモデル結果と数値的に比較しました。

これは単一センターの検証研究です。 通常の神経膠腫の外科手術と比較して、この研究ではラジオミクスモデルの予測精度を検証するために術中の腫瘍に典型的な座位穿刺を追加し、対応するMRI画像、腫瘍組織学診断、分子病理学診断を収集します。 ラジオミクス モデルは術前の臨床データに基づいて構築されており、腫瘍遺伝子の定量分析と視覚化のための非侵襲的かつ迅速なツールです。