Radiomiksbasert visualisering og kvantitativ validering av IDH1-heterogenitet i gliomer

BAKGRUNN

WHO 2016 introduserte offisielt molekylære markører i patologisk diagnose av gliomer, og markerte et skritt inn i epoken med molekylær diagnose av gliomer. Blant dem anses isocitrat dehydrogenase 1 (IDH1) mutasjon å være "ryggraden" i utviklingen av gliomer, og påvirker behandlingsplanen og prognosen til pasientene. Imidlertid er den kliniske bruken av denne molekylære biomarkøren fortsatt kontroversiell, noe som er forankret i mangelen på kvantitative studier på IDH1-mutasjoner. Den romlige heterogeniteten til gliomer har blitt demonstrert i eksisterende studier, det vil si at tumorvev i forskjellige deler av samme gliom tilhører forskjellige genetiske undertyper. Dette innebærer at IDH1-mutante svulster ikke indikerer tilstedeværelsen av mutasjoner i alle tumorceller, og forverrer dermed problemene i klinisk genetisk diagnose ytterligere.

OBJEKTIV

For å kvantifisere genmutasjoner i svulster, planlegger vi å bruke en radiomiksmodell med kunstig intelligens og klinisk stordata, og verifisere nøyaktigheten ved vevspunktering. På denne måten kan vi overvinne utfordringene med flerstedsprøvetaking og andregenerasjons sekvensering, som høye krav til utstyr og teknologi, høye kostnader og lang tid, og dermed teoretisk realisere visualisering og kvantifisering av genetisk heterogenitet innenfor gliomer.

PROSESS

Deltakerne vil lese en avtale om informert samtykke før operasjonen og frivillig bestemme om de vil bli med i forsøksgruppen eller ikke.

1. Modellering av visualisering av genetisk heterogenitet

   Før operasjonen vil deltakerne først Rutineavbildning og de resulterende bildene bli brukt til å bygge en radiomikromodell. Modellen vil ikke-invasivt forutsi IDH1-mutasjoner i gliomer.

2. Typisk punktering på stedet

   Etter at de påmeldte deltakerne ble bedøvet og kraniotomisert, valgte klinikere typiske tumorsteder for punktering basert på modellutdataene.

3. Histopatologisk diagnose

   Prøven fra samme punkteringssted er delt i to deler, og den første delen er rutinemessig formalinfiksert for parafininnstøping og til slutt H&E-fargede snitt. Patologen leser først H&E-seksjonene og stiller en histologisk diagnose, som beskriver den patologiske morfologien og egenskapene, spesielt tumorcelleinnholdet og distribusjonen.

4. IDH1 enkeltnukleotidsekvensering

   En annen del av prøven brukes til flytende nitrogenkonservering. Qiagen DNA/RNA-ekstraksjonssettet brukes til å ekstrahere DNA fra det flytende nitrogenkonserverte tumorvevet, som renses og utsettes for IDH1-polymerasekjedereaksjonen (PCR). PCR-produktet renses og utsettes for sekvensering, og sekvenseringsproduktet detekteres på en ABI 7200-sekvenser for å bestemme om IDH1 er mutert eller ikke.

5. Massespektrometrianalyse av 2-hydroksyglutarat (2-HG) ekspresjonsnivåer

   Tilstedeværelsen og uttrykket av 2-HG i gliomprøver detekteres og analyseres ved massespektrometri.

6. Validering av den radiomiksbaserte IDH1-mutasjonsprediksjonsmodellen. 2-HG-deteksjonsresultatene ble numerisk sammenlignet med modellresultatene.

Dette er en enkeltsentervalideringsstudie. Sammenlignet med den rutinemessige gliomkirurgiske prosedyren, legger denne studien til intraoperativ tumor-typisk sittende punktering for å validere den prediktive nøyaktigheten til radiomiksmodellen og samler inn tilsvarende MR-bilder, tumorhistologidiagnose, molekylær patologidiagnose. Radiomikmodellen er bygget basert på preoperative kliniske data og er et ikke-invasivt og raskt verktøy for kvantitativ analyse og visualisering av tumorgener.