Prognozowanie wyników po chemioradioterapii raka głowy i szyi przy użyciu obrazowania funkcjonalnego i biologii guza

TŁO I USTAWIENIA

1.1. Wstęp

Współbieżna (chemo-)radioterapia (CRT) jest obecnie standardem postępowania u pacjentów z miejscowo zaawansowanym rakiem płaskonabłonkowym głowy i szyi (HNSCC). Bliskość ważnych struktur funkcjonalnych z guzem sprawia, że ​​leczenie jest jednak bardzo złożone. Podczas gdy wskaźniki kontroli lokoregionalnej poprawiły się w ciągu ostatniej dekady, toksyczność związana z leczeniem może być ciężka, z kserostomią i dysfagią poważnie komplikując jakość życia pacjenta.

Co więcej, staje się coraz bardziej jasne, że chociaż te guzy mogą być identyczne pod względem lokalizacji i podstawowej histologii, ich odpowiedź na leczenie znacznie się różni. Oznacza to, że dla podgrupy pacjentów równe wskaźniki kontroli lokoregionalnej można osiągnąć przy użyciu mniej intensywnego, a co za tym idzie mniej toksycznego schematu leczenia. Kontrastuje to z grupą pacjentów, u których podczas obserwacji wystąpi nawrót lokoregionalny, dla których obecne leczenie jest najwyraźniej niewystarczające. Pacjenci ci mogą odnieść korzyść z bardziej intensywnego schematu leczenia, tj. wyższej dawki promieniowania.

Te różnice we wrażliwości na leczenie można wytłumaczyć różnicami w czynnikach biologicznych, molekularnych i genetycznych. Same parametry kliniczne są niewystarczające do przewidywania odpowiedzi. Zidentyfikowanie różnych czynników molekularnych i genetycznych pomogłoby nam zwiększyć dokładność przewidywania odpowiedzi i na podstawie tych czynników dostosować leczenie bardziej indywidualnie do każdego pacjenta. Dlatego chcemy opracować model prognostyczny i predykcyjny obejmujący dobrze zdefiniowane parametry molekularne i obrazowe, które są bardzo obiecujące w przewidywaniu odpowiedzi po napromieniowaniu jonizującym.

1.2. Charakterystyka genetyczna i molekularna nowotworów

Pierwszym parametrem, który chcemy dalej zbadać, jest niedotlenienie guza. Niedotlenienie zostało zidentyfikowane jako czynnik zwiększający agresywność nowotworu i zmniejszający wrażliwość na promieniowanie. W przeszłości stosowano kilka technik wykrywania biologicznie istotnego niedotlenienia guza, ale żadna z nich nie jest obecnie stosowana w rutynowej praktyce klinicznej. Niedawno Toustrup i in. opublikowali sygnaturę genu klasyfikatora hipoksji opartego na reakcji łańcuchowej polimerazy (PCR). Ten klasyfikator pozwala nam badać biologicznie istotne niedotlenienie guza, aw konsekwencji agresywność guza i odporność na promieniowanie jonizujące. Analiza ta zostanie przeprowadzona na biopsjach uzyskanych przed leczeniem. Część tego materiału biopsyjnego będzie również przechowywana w naszym biobanku. Ułatwi to przyszłe badania nad obiecującymi parametrami molekularnymi i genetycznymi (takimi jak na przykład nadekspresja p16 skorelowana z HPV) w dobrze zdefiniowanej i ustrukturyzowanej bazie danych pacjentów.

1.3. Parametry obrazowania

Oprócz tych ważnych molekularnych i genetycznych cech guza, w naszym modelu zostanie również uwzględnionych kilka funkcjonalnych parametrów obrazowania. W przeciwieństwie do obrazowania anatomicznego, metody obrazowania funkcjonalnego zapewniają nam głębszy wgląd w podstawową aktywność biologiczną i mikrostrukturę guza.

Obrazowanie rezonansu magnetycznego ważone dyfuzją (DWI) może charakteryzować tkanki na podstawie losowego przemieszczania się protonów wody. To przemieszczenie można określić ilościowo za pomocą pozornego współczynnika dyfuzji (ADC). Wstępne badania w HNSCC wykazały prognostyczny i predykcyjny potencjał powtarzającego się DWI we wczesnym okresie leczenia i po jego zakończeniu.

Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego ze wzmocnionym kontrastem dynamicznym (DCE-MRI) to druga technika, która wydaje się bardzo obiecująca jako wczesny wskaźnik odpowiedzi na promieniowanie jonizujące. Wiele nowotworów złośliwych wykazuje neowaskularyzację lub angiogenezę. Procesy te są jednak wadliwe iw rezultacie te nowo zsyntetyzowane naczynia wykazują wysoką przepuszczalność, krętość i ogólnie słabą funkcjonalność. Może to spowodować słabe zaopatrzenie komórek nowotworowych w tlen, co może zagrozić skuteczności radioterapii guza. Dlatego właściwości naczyniowe guza oceniane za pomocą DCE-MRI mogą stanowić wskaźnik prognostyczny jego agresywności.

CELE STUDIÓW

2.1. Główne cele

Głównym celem tego badania jest skorelowanie predyktorów klinicznych, molekularnych i radiologicznych z wynikiem, określonym przez kontrolę lokoregionalną i przeżycie wolne od choroby. W ten sposób opracujemy model prognostyczny/predykcyjny. Model prognostyczny odegra zasadniczą rolę w indywidualizacji leczenia, zapewniając optymalizację leczenia i unikanie niedostatecznego lub nadmiernego leczenia.

2.2. Cele drugorzędne

• Chcemy uzyskać nowy wgląd w biologię i mikrostrukturę guza poprzez skorelowanie obrazowania i markerów molekularnych/genetycznych w dobrze zdefiniowanej populacji pacjentów.
• Chcemy zweryfikować różne techniki obrazowania.
• Chcemy w przyszłości dokonać korelacji między niedotlenieniem a innymi predykcyjnymi biomarkerami, przechowując tkankę uzyskaną w tym badaniu w naszym biobanku.

PROJEKT BADANIA

Proponujemy rozpoczęcie badania, do którego prospektywnie włączymy pacjentów z miejscowo zaawansowanym rakiem głowy i szyi, którzy będą leczeni jednoczesną chemioradioterapią zgodnie z decyzją po konsultacji wielodyscyplinarnej. Schemat próby przedstawiono na poniższym rysunku. Wszyscy pacjenci uznani za kwalifikujących się (bez przerzutów miejscowo zaawansowany rak płaskonabłonkowy głowy i szyi, leczeni chemioradioterapią, stan sprawności według Karnofsky'ego ≥ 70% i ≥ 18 lat) zostaną włączeni po wyrażeniu pisemnej świadomej zgody. Ocena stopnia zaawansowania za pomocą laryngoskopii, tomografii komputerowej szyi, rezonansu magnetycznego szyi i PET-CT będzie rutynowo wykonywana.

Leczenie CRT polega na radioterapii w dawce do 72 Gy z zastosowaniem przyspieszonego schematu hiperfrakcjonowanego. W dniu 1. i 22. dnia leczenia zostanie podana cisplatyna w dawce 100 mg/m².

Biopsje guza będą pobierane kilka dni przed leczeniem. Profil ekspresji genu niedotlenienia zostanie uzyskany z materiału guza (15 genów w PCR, które można analizować indywidualnie lub jako grupę za pomocą jednej zmiennej binarnej).

Tkanka użyta do ekstrakcji RNA i DNA musi być otoczona barwieniem H&E potwierdzającym obecność guza. Z biopsji dwa końce zostaną odcięte i utrwalone w parafinie. Tkanka ta będzie przechowywana w biobanku. Środkowa część tkanki zostanie później przechowana w RNA i częściowo wykorzystana do ekstrakcji DNA i RNA. RNA zostanie użyte do syntezy cDNA w celu przeprowadzenia analizy qPCR dla klasyfikatora hipoksycznego.

Pacjenci zostaną również poddani obrazowaniu DWI MRI i DCE przed i 3 tygodnie przed CRT. Zmiany zostaną ocenione ilościowo przez ręczne wyznaczenie obszarów zainteresowania (ROI) nad guzem na natywnych obrazach DWI i DCE-MRI. Wartości ADC i (pół)ilościowe parametry DCE zostaną odpowiednio obliczone.

Wszystkie opisane powyżej dane zostaną włączone do modelu prognostycznego wraz z dostępnymi danymi klinicznymi.