원발성 뇌종양의 다중 추적자 PET 평가

양전자 방출 단층 촬영(PET)은 다양한 방사성 표지 이미징 에이전트("추적자")를 사용하여 종양 기능의 다양한 측면을 조사할 수 있는 분자 이미징 방식입니다. 종양학적 PET 영상은 지난 10년 동안 암 발견, 병기 결정 및 치료 후 잔여 또는 재발성 질병 평가를 위한 임상적 활용이 극적으로 증가했습니다. 이러한 임상 스캔은 글루코스(GLUT) 수송체 및 헥소키나제 활성에 비례하여 세포에 축적되는 추적자 [18F]플루오로-2-데옥시-D-글루코스(FDG)를 사용합니다. 따라서 FDG는 조직 포도당 대사의 척도를 제공합니다. 이러한 임상적 성장과 동시에 여러 다른 PET 추적자가 다양한 영상 표적에 대한 연구에서 상당한 주목을 받았습니다. 특히 흥미로운 것은 추적자 3'-deoxy-3'-[18F]fluorothymidine(FLT), 1-[11C]-acetate(ACE) 및 [15O]water(H2O)입니다. 이러한 추적자의 흡수, 보유/세척 및 궁극적인 생체 분포는 각각 다른 기능적 또는 분자적 과정과 관련이 있습니다. 따라서 각각은 종양 기능의 다른 측면을 조사하는 데 사용할 수 있습니다. FLT는 종양 증식을 직접 평가하고, ACE는 지방산 및 막 합성과 관련된 종양 성장 측정치를 제공하고, H2O는 종양 관류를 정량화합니다.

목표:

이 연구에는 두 가지 주요 목표가 있습니다. 새로운 PET 이미징 기술이 실험 개발(시뮬레이션 및 동물에서의)에서 인간 대상의 첫 번째 사용으로 변환되는 변환 목표; 여러 PET 추적자의 보완적 가치를 조사할 탐색적 목적. 이러한 각 목표는 아래에 설명되어 있으며, 동일한 연구 모집단에서 두 가지 목표를 모두 충족하도록 연구 설계가 신중하게 설정되었습니다.

이 연구의 변환 목표는 이러한 추적자의 신속한 단일 스캔 다중 추적자 PET 이미징을 위한 새로운 이미징 기술을 구현하고 평가하는 것입니다. 현재 PET 기술은 각 트레이서의 이미징 신호가 일반적인 기술로 구별될 수 없기 때문에 단일 스캔에서 둘 이상의 트레이서 이미징을 금지합니다. 따라서 현재 각 추적자가 있는 별도의 스캔은 몇 시간 또는 며칠 간격으로 획득해야 합니다. 우리 그룹은 동적 이미징 기술을 사용하여 빠르게 획득한 다중 추적자 PET 데이터에서 개별 추적자 이미지를 복구하는 기술과 알고리즘을 개발했습니다. 이러한 방법은 광범위한 시뮬레이션을 통해 테스트되었으며 자발적으로 발생하는 종양이 있는 개 모델에서 실험적으로 검증되었습니다. 고급 알고리즘을 사용하여 방법을 개선하는 작업이 진행 중입니다. 이 프로토콜의 환자 이미징 연구는 두 단계로 구현됩니다. A 단계에서는 각 추적자의 개별 단일 추적자 이미징이 수행됩니다. 이러한 스캔의 데이터는 다중 추적자 스캔을 "에뮬레이트"하기 위해 공동 등록되고 결합되며, 다중 추적자 신호 분리 알고리즘에 의해 처리됩니다. 이렇게 하면 각 추적자에 대한 다중 추적자 대 단일 추적자 스캔의 이미징 바이오마커를 직접 비교할 수 있습니다. 이러한 비교 기술은 조사관에 의해 확립되었으며 다중 추적자 신호 분리 알고리즘을 테스트하기 위한 피어 리뷰에서 승인되었습니다. 다중 추적자 스캔이 별도의 단일 추적자 스캔과 동일한 이미징 바이오마커를 정확하게 제공할 수 있다는 통계적으로 유의미한 증거가 확보되면 이미징은 실제 다중 추적자 스캔이 수행되는 Phase B-in으로 전환됩니다.

이 탐색적 연구의 목적은 원발성 아교종양 환자에서 FDG, FLT, ACE 및 H2O PET의 보완적 가치를 예비적으로 평가하는 것입니다. 이 4개의 추적자가 포함된 다중 추적자 PET 프로필은 최대 3개의 시점에서 원발성 신경교종양이 있는 20명의 환자에서 얻을 수 있습니다. 직경 1.0cm보다 큰 잔여 종양이 존재하고 종양 관련 요법 이전에 수술 후 조영제 MRI 스캔; (2) 초기(~6-8주) 화학방사선요법 종료 시; 및 (3) 2년 이내에 MRI 문서화된 재발 시점. 또한 이전에 치료를 받았고 표준 임상 및 영상 기준에 따라 재발한 것으로 알려진 원발성 뇌종양 환자가 연구 대상이 될 것입니다. 각 추적자에 대한 다수의 정량적 및 유사 정량적 이미징 바이오마커가 각 이미징 시점에서 계산되고 시점 사이의 각 바이오마커의 변화도 계산됩니다. 이 데이터는 임상 종점(생존, 진행 시간) 및 종양 생물학적 정보(조직학, WHO 등급, 혈관, Ki-67, 혈관 내피 성장 인자(VEGF), 표피 성장 인자 수용체(EGFR), p53 ) 표준 치료에서 종양 조직을 사용할 수 있는 경우. 이러한 데이터는 치료 시작 전에 종양 행동을 예측하고, 예후를 개선하고, 보다 효율적이고 효과적인 종양 감시를 위해, 및/또는 환자를 기존 방식에 보다 적절하게 할당하기 위한 동시 다중 PET 바이오마커의 잠재적 가치에 대한 파일럿 정보를 제공할 것입니다. 임상 과정 초기에 공격적 또는 조사적 치료법.

전체 연구 라인에 대한 추동 가설은 함께 얻은 여러 PET 이미징 바이오마커가 원발성 아교종양 환자의 향상된 이미지 유도 맞춤형 치료를 제공할 수 있다는 것입니다. 여기서 "개인화된 치료"라는 용어는 치료 시작 전 종양 행동의 예측, 종양 감시, 예후, 임상 과정 초기에 기존의 공격적 또는 조사적 치료에 환자를 개별적으로 할당하는 것을 광범위하게 포함하기 위해 사용됩니다. 이 파일럿 프로젝트는 이러한 영상 안내 맞춤형 치료를 위한 이러한 PET 바이오마커의 가치에 대한 초기 데이터를 얻을 것입니다.

테스트할 특정 가설은 다음과 같습니다.

• 가설 I a: 신속한 단일 스캔 다중 추적자 PET 이미징은 각 추적자의 기존 단일 추적자 스캔에서 얻은 정보와 크게 다르지 않은 각 추적자의 PET 이미징 바이오마커 정보를 복구할 수 있습니다.
• 가설 II b: 함께 얻은 다중 추적자 PET 바이오마커는 개별 추적자 바이오마커 또는 기존의 방사선 촬영보다 종양 공격성을 더 잘 예측할 수 있습니다.
• 가설 III b: 함께 얻은 다중 추적자 PET 바이오마커는 개별 추적자 바이오마커 또는 기존의 방사선 촬영보다 치료에 대한 반응으로 발생하는 종양 상태의 기능적 변화를 더 잘 감지할 수 있습니다.
• 가설 IV b: 종양 기능의 여러 측면(포도당 대사, 증식, 막 성장 및 관류)의 특성화는 가장 적절한 치료법의 선택을 안내할 수 있는 종양 상태에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다.

a 이 환자 이미징 연구와 이전에 그리고 동시에 수행된 광범위한 시뮬레이션 및 실험 평가를 검증하기 위해 이 프로토콜에서 충분한 통계적 검정력을 얻을 것으로 예상됩니다.

b PET 이미징 바이오마커와 임상 결과 및 종양 생물학적 정보의 상관관계를 연구하여 이 세 가지 가설에 관한 파일럿 데이터를 얻을 것입니다. 이 파일럿 연구에서 제한된 수의 환자로부터 높은 통계적 힘을 기대할 수는 없지만, 데이터의 기본 경향이 식별되어 향후 엄격한 시험에서 정식 가설의 공식화를 테스트할 수 있습니다.