En studie av kognitive endringer hos pasienter som mottar hjernestråling

Kranial strålebehandling (RT), vanligvis brukt til å behandle godartede og ondartede hjernesvulster, kan føre til kognitive svekkelser i domener som ikke er relatert til nevroanatomiske strukturer direkte påvirket av svulsten. Dette antyder at off-target RT, selv ved lave doser, kan ha en negativ kognitiv innvirkning ved å påvirke nevroanatomiske mål proksimalt eller distalt for svulsten. Mens begrensninger for å minimere hjernenekrose, ototoksisitet og optisk nevropati er veletablerte, er RT-dosetoleranser for kognitive endringer i nøkkeldomener (minne, oppmerksomhet, eksekutiv funksjon og prosesseringshastighet) som oppstår hos RT-behandlede pasienter dårlig karakterisert. Det er akkumulerende bevis på at vurdering av nevroanatomiske mål bedre kan forklare kranial RT-mediert kognitiv endring. I tillegg har en nylig samarbeidende gruppe fase III studie vist at konform unngåelse av hippocampus med helhjerne RT kan redusere kognitiv svikt. Dessverre hadde 60 % av pasientene fortsatt kognitiv svikt etter 6 måneder, selv med hippocampus-unnvikelse, noe som antyder at andre strukturer og nettverk er involvert i kognitive mangler fra RT og forsøk på å identifisere disse strukturene er berettiget. En stor hindring i feltet har vært vanskeligheter med å identifisere steder med vevsskade utenfor målet som kan påvirke kognisjon etter RT. Gitt rollen til det limbiske systemet i sentrale kognitive funksjoner påvirket av RT, har etterforskerne en spesiell interesse i å karakterisere endringer i limbiske system og thalamus i forhold til hukommelse og relaterte prosesser.

Etterforskerne planlegger å undersøke RT-effekter på nevroanatomiske strukturer i det limbiske systemet og thalamus, samt kandidatstrukturer identifisert systematisk ved hjelp av magnetisk resonansavbildning (MRI). Etterforskerne foreslår å prospektivt melde 75 pasienter med godartede og lavgradige hjernesvulster som vil gjennomgå delvis hjerne-RT, enten konvensjonelt fraksjonert eller hypofraksjonert.

Nevrokognitiv testing vil bli oppnådd ved baseline, 3, 6 og 12 måneder etter RT ved å bruke et batteri av tester for å vurdere visuelt og verbalt minne, oppmerksomhet, eksekutiv funksjon og prosesseringshastighet. Hjerne-MR, inkludert høyoppløselige T1-bilder, diffusjonstensoravbildning (DTI) og hvilefunksjonelle MR-sekvenser (fMRI), vil bli evaluert ved baseline, 6 og 12 måneder etter RT.

Denne pilotstudien vil gi foreløpige data for å identifisere nøkkelområder påvirket av RT som kan følges opp i fremtidig forskning.

Mål 1: Å undersøke objektive nevrokognitive endringer over tid. Basert på tidligere data, antar etterforskerne at de vil se RT-indusert nevrokognitiv svekkelse hos opptil 50 % av pasientene etter kranial RT. Etterforskerne vil evaluere endringer i nevrokognitive tester i HVLT-R forsinket tilbakekalling (verbal hukommelse) som deres primære endepunkt. Som et sekundært endepunkt vil de evaluere en sammensatt global deficit z-score samt endringer i kognitive domener av visuelt minne, oppmerksomhet, eksekutiv funksjon og prosesseringshastighet.

Mål 2: Å undersøke endringer i hjernevev (via MR) indusert av off-target RT hos pasienter med godartede og lavgradige hjernesvulster. Etterforskerne antar at en detaljert kartlegging av hjernevevsskade av RT-doser utenfor målet fra før til post-RT og rekonstruert strukturell og funksjonell tilkobling (DTI og fMRI) vil gi data om forholdet mellom RT-dose og MR-endringer i spesifikke strukturer. Etterforskerne antar spesifikt at samtidig kartlegging av RT-dose og MR-endringer i thalamus og limbiske system (dvs. thalamuskjerner, hippocampus, fornix, hypothalamus/mammillære kropper, limbisk lapp, cingulum) vil bli mest forvrengt av RT utenfor målet.

Mål 3: Å undersøke forholdet mellom MR-endringer for sentrale neuroanatomiske strukturer med nevrokognitiv testing. Etterforskerne antar at RT vil påvirke flere nevronale nettverk som tjener flere kognitive domener, og kognitiv tilbakegang (Mål 2) vil være korrelert med skade avslørt av MR på limbiske og thalamiske strukturer (Mål 1). Denne tilnærmingen vil tillate identifikasjon av hjernestrukturer som er mest assosiert med domenespesifikk kognitiv svikt.

Det er kritisk behov for godt utformede longitudinelle studier som undersøker virkningen av RT på nevroanatomiske strukturer. Mange av studiene som evaluerer kognisjon med RT tar ikke hensyn til nevroanatomiske dosefordelinger. Selv innenfor litteraturen som evaluerer nevroanatomiske mål, har det ikke vært en systematisk tilnærming til evaluering av nevroanatomiske mål ved RT. Denne forskningen vil bidra til å definere hvilke nevroanatomiske strukturer som er mest utsatt for RT-indusert skade, og vil til slutt bidra til å etablere nye retningslinjer for dosebegrensninger for viktige strukturer for å forbedre kognitive utfall.