암 면역치료를 위한 과분극 13C MRI (DNPSPIO)

연구자들은 이 전향적 연구를 위해 ICI 요법을 받고 있는 린커우 창궁 기념 병원(CGMH)에서 새로 진단되거나 재발한 부인과 암을 가진 90명의 피험자를 등록할 무작위, 2그룹 할당 관찰 연구 설계로 3년 시험을 계획합니다. 표준 케어, 예. MRI/CT/PET는 초기 방문 시 종양 슬라이드 및 일상적인 혈액 검사와 함께 1차 선별 방법에 우선적으로 필요합니다. 무작위로 배정된 30명의 적격 피험자는 차세대 이미징 그룹에 배정되어 기준선과 면역 요법 2주 사이에 두 번의 통합 검사(DNP 및 대사체학 통합 검사)를 받게 됩니다.

차세대 이미징 그룹의 피험자는 비장 DNP 이미징을 받은 후 병변의 비조영증강 MRF와 비장과 암세포 내에서 각각 발생하는 대사의 정량적 측정을 제공하는 MR Relaxometry를 받게 됩니다. DNP는 13C 조영제 과분극화 13C 피루베이트(HP[1-13C] Pyruvate)를 팔에 ​​정맥주사하고, 연구약은 비방사성동위원소 13C로 표지된 0.43ml/kg 용량으로 C1 위치에서 과분극된 13C 신호는 MR 스펙트럼 획득을 통해 얻은 다음 MRF 시퀀스를 수행하여 다중 매개변수 조직 특성을 얻습니다. 일반 이미징 그룹은 동일한 MR 전략을 받지만 비장 DNP 스캔은 사용하지 않습니다.

모든 MRI 시퀀스는 비장 영역을 덮기 위해 유연한 표면 13C/1H 다핵 송신-수신 코일(RAPID Biomedical, Bavaria, Germany)이 있는 3T 임상 스캐너(Discovery MR750w, GE Healthcare, Milwaukee, USA)에서 수행됩니다.

DNP-MRI:

의약품의 GMP(Good Manufacturing Practice)를 준수하기 위해 인체용 [1-13C]피루베이트가 대만 Linkou에 있는 Chang Gung Memorial 병원 핵의학과의 ISO 8 클린룸 및 ISO 5 층류에서 준비됩니다. . 미리 혼합된 [1-13C]피루브산/12.5 mM 전자 상자성 에이전트(Electronic Paramagnetic Agent; EPA; AH111501, GE Healthcare, Oslo, Norway)는 멸균 약국 키트(Sterile Fluid Path; SFP, GE Research Circle Technology)에 포장됩니다. ) 편광자(SPINlab, GE Research Circle Technology)에서 0.7 - 0.8 K 및 5 T의 자기장에서 최소 2 - 3시간 동안 편광. 가열된 물에 빠르게 용해된 후 EPA 필터를 통과하여 과량의 EPA를 제거하고 리시버에서 중화매체(NaOH/TRIS/EDTA)와 혼합된 후 QC기(GE GE Research Circle Technology), 피루브산 농도, EPA 농도, pH, 온도, 부피 및 극성화 수준을 포함하는 동시에 0.2 μm 말단 필터(ZenPure, Manassas, Virginia)를 통해 과분극된 [1-13C]피루브산을 함유하는 용액을 멸균을 보장하기 위해 투여 주사기 (Medrad, Warrendale, Pennsylvania). 담당 의사가 QC 매개변수가 기준을 충족하는지 확인한 후 환자에게 0.43mL/Kg 용량을 5mL/s의 유속으로 정맥 주사한 다음 20mL의 생리식염수로 씻어냅니다. 터미널 필터 무결성(임계값 = 50psi)은 분배 직후에 확인됩니다.

13C-MRI 스캐닝 동안 위치 지정을 위해 일련의 이미지 감지가 먼저 수행된 다음 그래디언트 시밍, 13C 중심 주파수 확인(1H 중심 주파수에서 계산됨) 및 방출 게인 최적화를 포함하여 13C 신호가 보정됩니다. Bloch-Sieger 시퀀스 ) 주입 후 30초 지연 후 다음과 같은 빠른 13C 시퀀스가 ​​수행되며 약 2-3분이 소요됩니다.

1. 13C 스펙트럼의 펄스 획득: 플립 각도 = 10°; TR = 2000ms; 슬라이스 두께 = 30mm; 읽기 대역폭 = 5000Hz; 스펙트럼 수집 지점 2048; 반복 = 14; 획득 시간 = 2000ms; 시간 분해 속도 = 2000ms.
2. 피루브산, 젖산 및 알라닌의 13C 대사산물 특이적 이미징(나선형 판독이 뒤따르는 스펙트럼-공간 RF 펄스): TR = 250ms; TE = 해당 없음; 면내 공간 분해능 = 10 x 10mm^2; 매트릭스 크기 = 128 x 128 mm^2; 시야각 = 22 x 22 cm^2; 슬라이스 두께 = 20mm; 뒤집기 각도 = 15°/30°/30°(피루베이트/락테이트/알라닌); 획득 시간 = 250ms; 시간 분해능 = 1000ms.
3. 13C 화학적 이동 이미징: TR = 80ms; TE = 해당 없음; 면내 공간 분해능 = 25 x 25mm^2; 매트릭스 크기 = 8 x 8mm^2; 시야각 = 20 x 20 cm^2; 슬라이스 두께 = 20mm ; 뒤집기 각도 = 15°; 획득 시간 = 80ms.

음주운전:

임상 MR 연구는 원래 스캐너로 13C DNP 이후에 계속될 것이며 지방 억제와 함께 단일 에코 평면 기술을 사용할 것입니다(반복 시간 ms/에코 시간 ms: 3300/79; 신호 평균 수: 4; 슬라이스 두께: 4mm; 간격, 1mm, 매트릭스: 128x128mm^2, 시야 20 x 20cm^2). 신호 대 잡음비를 최적화하기 위해 가장 높은 b-값인 1000초/mm^2가 선택되었습니다. 확산 가중 그라데이션은 슬라이스 선택, 위상 인코딩 및 판독 방향에 대해 직각으로 적용되며 기울기는 신호 강도 대 b-값(Syngo, Siemens, Erlangen, Germany)의 대수 감쇠 곡선에서 계산됩니다.

MR 지문(MRF):

MAGiC(MAGnetic resonance image Compilation)은 2D 고속 스핀 에코 기반 다중 포화 지연 다중 에코 획득을 사용합니다. SSFP(Steady-state free precession)는 89 언더샘플링된 황금각 헬릭스, 샘플링 대역폭 = ±250 kHz, TR = 9ms, TE = 2.2ms, NEX = 1 및 979 프레임을 사용하여 인터리빙된 획득 트레이스와 함께 MRF 획득에 사용됩니다. B0 및 B1은 시퀀스에 포함되지 않지만 T2 정확도를 개선하기 위해 슬라이스 윤곽선이 포함됩니다. MAGiC 및 MRF 스캔에 사용되는 다른 이미징 매개변수는 다음과 같습니다. FOV = 22 x 22mm^2; 매트릭스 = 256 x 256; 슬라이스 두께 = 4mm, 1mm 간격; 20개. 스캔 시간 간격은 각각 약 4분과 3.6분입니다.

MR 이완측정법:

반향 비대칭 최소 제곱 추정 철 정량화(IDEAL-IQ) 시퀀스를 사용한 물과 지방의 반복 분해는 다음 매개변수를 가집니다. TR 10ms; TE 4.7ms; 1.1ms ~ 6.38ms FOV 35-40cm 범위의 에코 번호 6; 매트릭스 크기 128 × 128; 픽셀 대역폭 325Hz; 뒤집기 각도 6; 슬라이스 두께 10mm; 슬라이스 사이의 공간 5mm. 스캔은 30초 미만 동안 지속되는 숨참기 동안 획득됩니다. R2*는 다음 공식을 사용하여 계산됩니다. R2*IDEAL = -1.276 + 1.2366 * R2*GRE. 그런 다음 Wood 등이 제안한 널리 사용되는 공식을 사용하여 R2*를 철 농도(mg/g)로 변환합니다. 철 농도 = 0.202 + 0.0254 x R2*

비장 철에 대해 허용되는 정상 범위는 없지만 1.98mg/g이 상한선으로 제안되며 2.74mg/g은 병리학적으로 보고됩니다. 비장의 철분은 연령과 성별에 따라 다릅니다. 비장 철분 함량은 여성보다 남성에서 더 높습니다(남성: 0.96 ± 0.34 mg/g, 여성: 0.87 ± 0.29 mg/g). 여성의 경우 폐경기는 0.12mg/g 높은 비장 철분과 관련이 있습니다. 복부 MRI의 GRE 에코 시간은 철분이 임계값(약 4mg/g)을 초과할 때 철분을 정량화하기에 불충분하다는 점에 유의해야 합니다.

대사체학:

환자로부터 수집한 혈장, 소변 및/또는 조직 샘플은 장궁기념병원 임상대사체학센터에 위치한 1H 고해상도 NMR(Bruker 600MHz NMR 분광계) 및 LC-TOFMS(워터스 Q-TOFMS)로 추가 분석됩니다. 표준 대사체학 소프트웨어 - GeneSpring MS, Markerlyn XS 및 Metaboanalyst도 다변량 데이터 분석 및 프레젠테이션에 사용됩니다. METLIN, HMDB 및 KEGG 데이터베이스에서 면역 요법 전과 후 그룹 간의 상당한 차이를 보여주는 정확한 기능 집합을 검색합니다. 화합물 예측은 대사산물 데이터베이스 및 공식 생성 소프트웨어를 사용하여 수행됩니다. Metabolomics 연구를 위한 MetaboAnalyst와 같은 비상업적 및 상업적 응용 프로그램도 사용할 수 있습니다. 실험실 검사에는 적혈구 침강 속도(ESR), C 반응성 단백질(CRP), 프로칼시토닌, 혈장 항산화 지수(TAC), 세포 항산화 지수(GPX), DNA 손상 지수(8-OHdG) 및 지질과 같은 일상적인 염증 지수가 포함됩니다. 산화 및 염증 지수(MPO); LDH, 락테이트 및 피루베이트와 같은 통상적인 대사 지수; 및 T 세포 및 B 세포, T 세포 하위 집합 검사, HLA-B27, IL-6, α1-글로불린 및 α2-글로불린과 같은 면역 기능 관련 지표. 환자가 조직병리학적 진단을 위해 슬라이드를 시행한 경우 조직 LDH 및 MCT 단백질 발현도 결정됩니다.