Endoskopisk ultralyd og kontrastforbedring for iscenesettelse og evaluering av angiogenese av venstresidig tykktarmskreft

Innledning Bakgrunn: Kolorektalt karsinom representerer en global helsebelastning og er den vanligste kreften i fordøyelseskanalen. Livstidsrisikoen for å utvikle kolorektalt karsinom er 5 %, mens det totale antallet pasienter som for tiden lever med diagnostisert sykdom i Danmark er estimert til å være 30.000 pasienter. Omtrent 70 % av tilfellene involverer tykktarmen, mens de resterende 30 % involverer anus og rektum. Dødeligheten er nært relatert til dens høye metastatiske evne, og derfor avhenger prognosen sterkt av stadiet ved diagnosen.

Angiogenese: Angiogenese spiller en viktig rolle i tumorvekst og dets metastatiske potensial, og det har vakt mye oppmerksomhet de siste årene, på grunn av mulige implikasjoner i prognosestratifisering, så vel som i målrettet behandling av avansert kolorektal kreft. De fleste kreftformer er avhengige av utviklingen av et nytt kapillærnettverk for å tillate ernæring av nydannede tumorceller. Disse nyutviklede blodårene er vanligvis svært permeable og gir tilgang til tumorceller i den generelle sirkulasjonen, noe som fører til metastatisk progresjon. Gjeldende behandlingsstrategier for pasienter med avansert tykktarmskreft inkluderer et kombinert regime med cytotoksisk og biologisk terapi rettet mot angiogenese. Det er således stor interesse for å finne alternative bildediagnostiske tester for å vurdere effekten av antiangiogene midler tidligere i terapiforløpet, basert på funksjonell avbildning av tumorvaskularitet. Fordelen som sees i overlevelsen av pasienter med avansert sykdom ved behandling med antiangiogene legemidler kan kanskje oversettes i en neoadjuvant setting eller en adjuvant setting hos pasienter med stadium III kreft eller høyrisiko stadium II kreft.

Stadieinndeling: Tumor er beskrevet av TNM-klassifiseringen av ondartede svulster (TNM).

Nøyaktig preoperativ stadie av tykktarms- og endetarmskreft er hovedfaktoren som bestemmer behandlingsformen for pasienter og kan i stor grad påvirke resultatene. Prognostisering og bestemmelse av T-stadium av tykktarmssvulster ved bruk av computertomografi (CT)-skanninger har blitt mye diskutert i litteraturen. Endoskopisk ultralyd (EUS) har blitt foreslått det foretrukne iscenesettelsesverktøyet for rektalkreft, sammenlignet med CT, men tykktarmskreft gjenstår å undersøke.

Med det danske National Bowel Cancer Screening Programme avsløres økende antall tidlige kreftformer. I løpet av de siste årene har lokal behandling hos pasienter med rektal karsinom in situ T0 eller (T1/T2N0M0) kreft blitt mer og mer akseptert og har åpnet nye veier for behandling av gamle, komorbide eller på andre måter sårbare pasienter. Som et resultat av screeningprogrammet vil klinikere naturlig stilles i nye dilemmaer når det gjelder behandlingsvalg, radikal versus lokal eksisjon, for tidlig tykktarmskreft. Viktige problemer ved utskjæringer av tykktarmskreft er den intramurale grad av invasjon og tilstedeværelse eller fravær av lymfeknutemetastaser.

EUS: Endoskopisk ultralyd (EUS) er en metode som består av en ultralydsvinger montert på spissen av et endoskop. Det har utviklet seg til å være nyttig for både bildediagnostikk og intervensjon i tykktarmen og endetarmen. Etterforskerne valgte å bruke radial-array-endoskopet med dets 360o-visning for å evaluere tykktarmskreft, ofte presentert som periferiske lesjoner. EUS evne til å avbilde lagene i GI-veggen har vist at metoden er nyttig for å iscenesette GI-kreft. Avbildning av blodstrømmen i karene og evaluering av blodstrømningshastighet og strømningsretning kan utføres ved hjelp av Doppler-sonografi. Ytterligere evaluering av tumorperfusjon kan også utføres ved lav-mekanisk kontrastforsterket endoskopisk ultralyd (CE-EUS). Dette er en høyoppløselig teknikk som muliggjør minimalt invasiv evaluering av tumorperfusjon.

I henhold til European Federation Societies in Ultrasound in Medicine and Biology (EFSUMB) retningslinjer, kan kontrastforsterket ultralyd (CE-EUS) brukes til å vurdere tidlig respons på biologisk terapi i svulster som metastatisk gastrointestinal stromal tumor (GIST) eller nyrecelle karsinom eller hepatocellulært karsinom. En lignende tilnærming er ennå ikke testet hos CRC-pasienter som bruker CE-EUS.

I denne Ph.D. studien har etterforskerne valgt å fokusere på kun venstresidige tykktarmskreft, siden de utgjør omtrent 70 % av alle tykktarmskreftformer og teknisk sett er lettere å nå enn tverrgående svulster eller høyresidige svulster, og dermed gjøre studien mer gjennomførbar. Etterforskerne har definert venstresidig tykktarmskreft som kreftformer inkludert venstre bøyning proksimalt og inntil 15 cm fra linea Dentata distalt.

Mål Å undersøke om EUS kan brukes til stadievurdering av venstresidig tykktarmskreft og å undersøke om endoskopisk ultralydperfusjonsvurdering korrelerer med histopatologiske inkludert immunhistokjemiske parametere for tumor vaskulære markører.

Prosjektbeskrivelse Ph.D. studiet består av 4 delstudier.

1. Endoskopisk ultralyd for vurdering av T-stadium og N-stadium ved venstresidige tykktarmskreft Hypotese: EUS er en mulig stadiemetode for nøyaktig å bestemme T-stadium og N-stadium i venstresidige svulster.

   Mål: Å undersøke venstresidig tykktarmskreft med EUS, spesielt angående muskeltumorinvasjonen (tunica muscularis) og påvisningshastigheten av lokale lymfeknuter som er mistenkelige for malignitet.

   Design: En prospektiv kohortstudie. Metoder: Enhver pasient ved Køge/Roskilde og Herlev sykehus som er planlagt for operasjon og med histologisk bestemt venstresidig tykktarmskreft vil bli inkludert i studien og gjennomgå EUS-evaluering. Pasientene vil gjennomgå en CT-skanning og iscenesettes preoperativt i henhold til denne skanningen. Sensitivitet og spesifisitet vil bli beregnet for EUS og patologiprøver, angående muskelinvasjon. Det forventes, basert på tidligere publikasjoner, at fordelingen mellom pasienter med "dårlige" svulster (= T4 + T3 med > 5 mm muskelinvasjon) og "gode" svulster (= T1 - T3 med < 5 mm muskelinvasjon) vil være henholdsvis 45 % og 55 %. Med en 80 % effekt og 5 % type 1 feil vil etterforskerne inkludere 74 pasienter for å ha en forventet sensitivitet på 90 % og en nedre grense for 95 % konfidensintervall ved 75 %. Etterforskerne vil utføre en interimsanalyse etter inkludering av 35 pasienter. Dersom den observerte sensitiviteten vil være under 80 % vil studien avsluttes og det vil bli fokus på metodeutvikling. Hvis sensitiviteten vil være høyere enn 80 %, vil studieinkluderingen fortsette til inkludering av 74 pasienter.

   Utfall: Resultatmål vil være EUS-stadiet sammenlignet med histologisk stadium samt til CT-skanningsstadiet.

2. Korrelasjonen mellom endoskopiske perfusjonsvurderinger med immunhistokjemiske parametere ved venstresidig tykktarmskreft Hypotese: EUS er en gjennomførbar diagnostisk modalitet for å bestemme de vaskulære egenskapene til venstresidig tykktarmskreft.

Mål: Å undersøke kvantitative og kvalitative EUS-parametre for venstresidig tykktarmskreft med kontrastforsterket EUS-avbildning.

Design: En prospektiv kohortstudie. Metoder: Når EUS-staging er utført i kohorten av studie 2, vil ytterligere evaluering av tumorperfusjon gjøres ved lav-mekanisk kontrastforsterket endoskopisk ultralyd (CE-EUS). Power Doppler vaskularitetsindeks vil bli beregnet og brukt som et mål på tumorperfusjon. Volumet av tumorperfusjon har tidligere vist en sterk korrelasjon med den vaskulære tettheten. Perfusjonen av tumorvev per cm3 (automatisert pikselanalyse) vil sammenlignes med histologisk bestemt vaskulær tetthet. Studien er utforskende og det er ikke mulig å beregne utvalgsstørrelse basert på nåværende litteratur.

Utfall: Utfallsmålene vil være endoskopiske ultralydperfusjonsparametere som er korrelert til histopatologiske vaskulære egenskaper ved venstresidig tykktarmskreft (f.eks. mikrokartetthet målt ved CD31-farging og dobbeltfargingsteknikker).

Risikoer og bivirkninger:

Komplikasjoner kan oppstå under EUS, men de er sjeldne. Disse består av blødning fra svulsten, siden tumormasser kan være svært sårbare ved plassering av skopet. Blødningen er selvbegrenset. Perforering av tarmen er ekstremt sjelden. Å foreta EUS-stadieprosedyren og den endoskopiske perfusjonsvurderingen vil alt i alt ta ca. 10-15 minutter. SonoVue® er ikke nefrotoksisk og forekomsten av overfølsomhet eller alvorlige allergiske hendelser er lavere enn med gjeldende røntgenmidler og sammenlignbar med andre magnetisk resonanskontrastmidler. SonoVue® er godkjent for klinisk bruk i EU-land og administrering av kontrastmiddelet viste svært lav forekomst av bivirkninger.

Plassering:

Datainnsamlingen vil foregå ved Kirurgisk avdeling, Endoskopienhetene ved Herlev Universitetssykehus og Køge/Roskilde Universitetssykehus. Endoskopiene vil primært bli utført ved Herlev sykehus men også ved Køge sykehus dersom nødvendig EUS-utstyr kan stilles til rådighet. Hvis ikke vil pasienter fra Køge og Roskilde sykehus bli undersøkt ved Herlev sykehus. De histopatologiske analysene følger standardprotokollene for kolorektale karsinomer som rutinemessig utføres ved avdelingene for patologi ved Herlev universitetssykehus og Roskilde universitetssykehus.

Formidling av resultatene:

Alle resultater, både positive, negative og inkonklusive vil bli presentert på nasjonale og internasjonale konferanser. Resultatene vil bli sendt inn for publisering til fagfellevurderte tidsskrifter med Marie Louise Malmstrøm som førsteforfatter.

Sponsorer:

Forskningsprosjektet er initiert av hovedveileder Peter Vilmann, MD, DMSc. Kostnadene knyttet til prosjektet vil bli støttet over hovedveileders avdelingsbudsjett og ekstern finansiering. EUS-utstyret er allerede tilgjengelig ved endoskopiavdelingen i Herlev og det er søkt om midler til utstyr til Køge/Roskilde sykehus hos Forskningsrådet i Region Sjælland. Midler til lønn til klinisk utreder er søkt hos private fond og offentlige midler.

Etikk:

Studien er etisk godkjent (H-4-2014-075) og godkjent av datatilsynet. Studiene som er utført er registrert på www.clinicaltrials.gov som forespurt av ICMJE (International Committee of Medical Journal Editors). Forskere vil måtte gi informert samtykke, basert på skriftlig og muntlig informasjon før inkludering i studien. Deltakerne vil bli informert om eventuelle bivirkninger, risikoer eller uplanlagte hendelser som kan oppstå under gjennomføringen av studien. Den minimale risikoen vil bli oppveid av de potensielle implikasjonene for fremtidig pasientbehandling. Studien vil bli gjennomført med hensyn til deltakernes mentale og fysiske integritet.

Retningslinjer for å innhente informert samtykke fra deltakere:

Godt informert, signert samtykke fra forskningsobjektene er et vesentlig kriterium for inkludering i forsøket. Både skriftlig og muntlig informasjon vil bli gitt til hver kandidat til studien av enten hovedetterforskeren eller andre helsepersonell som er kvalifisert til å forklare prosjektet i detalj. Pasienten vil bli gjort oppmerksom på muligheten for en annen person (f. omsorgsperson, pårørende) for å være tilstede under intervjuet. Intervjuet vil foregå i et privat rom for å gi en uavbrutt kommunikasjon. Ved intervjuet vil den detaljerte informasjonen om prosjektet bli dekket, i muntlig og skriftlig form, inkludert en lettlest presentasjon av prosjektet med dets forutsigbare risikoer og bivirkninger, forventede resultater og fordeler for forskningen.

Forsøkspersonene vil ha krav på litt betenkningstid før samtykke (24-48 timer), passe på at fristen fastsatt for fullstendig preterapeutisk utredning av kreftpasienten ikke overskrides, og passe på at prosjektet ikke forstyrrer rutinen. kliniske undersøkelser og behandlinger av pasienten.