Гиперполяризованная МРТ 13C для иммунотерапии рака (DNPSPIO)

Исследователи планируют 3-летнее исследование с рандомизированным обсервационным исследованием с распределением по двум группам, в котором примут участие 90 человек с недавно диагностированным или рецидивирующим гинекологическим раком из Мемориальной больницы Линкоу Чанг Гунг (CGMH), получающих терапию ICI для этого проспективного исследования. Стандартные заботы, например. МРТ / КТ / ПЭТ предварительно требуются для метода скрининга первой линии, с опухолевыми препаратами и обычным анализом крови при первом посещении. После случайного распределения 30 подходящих субъектов будут распределены в группу визуализации следующего поколения и получат два интегрированных обследования между исходным уровнем и 2 неделями иммунотерапии - интегрированное обследование ДНП и метаболомики.

Субъекты в группе визуализации следующего поколения получат визуализацию селезенки DNP, за которой последует MRF без усиления контраста в очаге поражения и MR релаксометрия, которые обеспечивают количественные измерения метаболизма, происходящего в селезенке и в раковых клетках, соответственно. ДНП вводят внутривенно в руку с гиперполяризованным 13С-пируватом 13С-контрастным веществом (HP [1-13С] пируват), а исследуемый препарат вводят в дозе 0,43 мл/кг, меченный нерадиоактивным изотопом 13С при В положении C1 получают гиперполяризованные сигналы 13C посредством получения спектра MR, а затем выполняют последовательности MRF для получения многопараметрических характеристик ткани. Группа общей визуализации получит те же стратегии МРТ, но без DNP-сканирования селезенки.

Все последовательности МРТ будут выполняться на клиническом сканере 3T (Discovery MR750w, GE Healthcare, Милуоки, США) с многоядерной приемопередающей катушкой 13C/1H с гибкой поверхностью (RAPID Biomedical, Бавария, Германия) для покрытия области селезенки.

ДНП-МРТ:

В соответствии с Надлежащей производственной практикой (GMP) фармацевтических препаратов [1-13C] пируват для человека будет производиться в чистой комнате ISO 8 и ламинарном потоке ISO 5 в отделении ядерной медицины Мемориальной больницы Чанг Гун в Линкоу, Тайвань. . Предварительно смешанный [1-13C]пировиноградная кислота/электронный парамагнитный агент 12,5 мМ (Электронный парамагнитный агент; EPA; AH111501, GE Healthcare, Осло, Норвегия) будет упакован в стерильный аптечный набор (Sterile Fluid Path; SFP, GE Research Circle Technology). ) и поляризовали в поляризаторе (SPINlab, GE Research Circle Technology) при 0,7–0,8 К и магнитном поле 5 Тл в течение не менее 2–3 часов. После быстрого растворения в нагретой воде он проходит через фильтр EPA для удаления избытка EPA и смешивается с нейтрализующей средой (NaOH/TRIS/EDTA) в приемнике, а затем автоматически обнаруживается оптическим измерением в машине контроля качества (GE GE Research Circle Technology), включая концентрацию пирувата, концентрацию EPA, pH, температуру, объем и уровень поляризации, при одновременном протягивании раствора, содержащего гиперполяризованный [1-13C]пируват, через терминальный фильтр 0,2 мкм (ZenPure, Манассас, Вирджиния) в административный шприц (Medrad, Warrendale, Pennsylvania) для обеспечения стерильности. После того, как ответственный врач проверит соответствие параметров контроля качества критериям, пациенту внутривенно вводят дозу 0,43 мл/кг со скоростью потока 5 мл/с, а затем промывают 20 мл физиологического раствора. Целостность терминального фильтра (пороговое значение = 50 фунтов на кв. дюйм) будет проверена сразу после дозирования.

Во время сканирования 13C-MRI сначала выполняется набор изображений для позиционирования, а затем сигнал 13C будет откалиброван, включая шиммирование градиента, подтверждение центральной частоты 13C (рассчитанное из центральной частоты 1H) и оптимизацию усиления эмиссии (с использованием Последовательность Блоха-Зигера), после 30-секундной задержки после инъекции будет выполнена следующая быстрая последовательность 13С, которая займет примерно 2-3 минуты:

1. Импульсное получение спектров 13C: угол поворота = 10°; TR = 2000 мс; толщина среза = 30 мм; полоса чтения = 5000 Гц; пункты спектрального сбора 2048; повтор = 14; время сбора данных = 2000 мс; скорость с разрешением по времени = 2000 мс.
2. Специфическая для метаболитов 13C визуализация пирувата, лактата и аланина (спектрально-пространственные РЧ-импульсы с последующим спиральным считыванием): TR = 250 мс; ТЭ = Н/Д; плоскостное пространственное разрешение = 10 x 10 мм^2; размер матрицы = 128 x 128 мм^2; поле зрения = 22 х 22 см^2; толщина среза = 20 мм; угол поворота = 15°/30°/30° (пируват/лактат/аланин); время сбора данных = 250 мс; разрешение по времени = 1000 мс.
3. Визуализация химического сдвига 13C: TR = 80 мс; ТЭ = Н/Д; плоскостное пространственное разрешение = 25 x 25 мм^2; размер матрицы = 8 x 8 мм^2; поле зрения = 20 х 20 см^2; толщина среза = 20 мм; Угол поворота = 15°; Время сбора данных = 80 мс.

ДВИ:

Клиническое МРТ-исследование продолжится после 13C ДНФ с использованием оригинального сканера и будет использовать планарную методику одиночного эхо-сигнала с подавлением жира (время повторения мс/время эхо-сигнала мс: 3300/79; количество средних значений сигнала: 4; толщина среза: 4 мм; просвет; 1 мм; матрица: 128x128 мм^2; поле зрения 20x20 см^2). Максимальное значение b, равное 1000 с/мм^2, было выбрано для оптимизации отношения сигнал/шум. Диффузионно-взвешенные градиенты применяются ортогонально для выбора среза, фазового кодирования и направления считывания, а наклон будет рассчитываться на основе логарифмической кривой затухания интенсивности сигнала в зависимости от значения b (Syngo, Siemens, Эрланген, Германия).

МР-дактилоскопия (MRF):

MAGiC (компиляция изображений MAGnetic Resonance) будет использовать 2D быстрое спиновое эхо, основанное на мульти-насыщении, задержанном мульти-эхо. Стационарная свободная прецессия (SSFP) используется для сбора MRF с трассами сбора, чередующимися с использованием 89 дискретизированных спиралей золотого угла, полоса пропускания = ± 250 кГц, TR = 9 мс, TE = 2,2 мс, NEX = 1 и 979 кадров. B0 и B1 не включены в последовательность, но контуры срезов включены для повышения точности T2, другие параметры визуализации, используемые при сканировании MAGiC и MRF: FOV = 22 x 22 мм^2; матрица = 256 х 256; толщина среза = 4 мм, зазор 1 мм; 20 штук. Временные интервалы сканирования составляют примерно 4 минуты и 3,6 минуты соответственно.

МР-релаксометрия:

Последовательность итеративного разложения воды и жира с эхо-асимметрией по методу наименьших квадратов-количественное определение железа (IDEAL-IQ) имеет следующие параметры: TR 10 мс; ТЕ 4,7 мс; эхо-сигнал № 6, в пределах от 1,1 мс до 6,38 мс FOV 35-40 см; размер матрицы 128×128; полоса пропускания пикселя 325 Гц; угол поворота 6; толщина среза 10 мм; расстояние между ломтиками 5 мм. Сканирование выполняется во время задержки дыхания продолжительностью менее 30 секунд. R2* рассчитывается по следующей формуле: R2*IDEAL = -1,276. + 1,2366 * R2*GRE. Затем R2* преобразуется в концентрацию железа (мг/г) по широко используемой формуле, предложенной Вудом и др.: концентрация железа = 0,202 + 0,0254 x R2*

Хотя не существует общепринятого нормального диапазона для железа в селезенке, в качестве верхнего предела предлагается 1,98 мг/г, а 2,74 мг/г считаются патологическими. Железо в селезенке зависит от возраста и пола. Содержание железа в селезенке выше у мужчин, чем у женщин (мужчины: 0,96 ± 0,34 мг/г, женщины: 0,87 ± 0,29 мг/г). У женщин менопауза связана с повышением содержания железа в селезенке на 0,12 мг/г. Следует отметить, что время эхо-сигнала GRE при МРТ брюшной полости недостаточно для количественного определения железа, когда железо превышает пороговое значение (примерно 4 мг/г).

Метаболомика:

Образцы плазмы, мочи и/или тканей, взятые у пациентов, будут дополнительно проанализированы с помощью 1H ЯМР высокого разрешения (ЯМР-спектрометр Bruker 600 МГц) и LC-TOFMS (Q-TOFMS Waters), расположенных в Центре клинической метаболомики, Мемориальный госпиталь Чан Гунг. Стандартное программное обеспечение для метаболомики — GeneSpring MS, Markerlyn XS и Metaboanalyst — также будет использоваться для многомерного анализа и представления данных. В базах данных METLIN, HMDB и KEGG будет выполнен поиск точного набора признаков, показывающих значительные различия между группами до и после иммунотерапии. Прогнозы соединений будут выполняться с использованием баз данных метаболитов и программного обеспечения для создания формул. Также доступны некоммерческие и коммерческие приложения, такие как MetaboAnalyst для исследований метаболомики. Лабораторные исследования включают обычные воспалительные показатели, такие как скорость оседания эритроцитов (СОЭ), С-реактивный белок (СРБ), прокальцитонин, антиоксидантный индекс плазмы (ТАС), клеточный антиоксидантный индекс (ГПК), индекс повреждения ДНК (8-OHdG) и липидный индекс. индекс окисления и воспаления (MPO); обычные метаболические индексы, такие как ЛДГ, лактат и пируват; и индексы, связанные с иммунной функцией, такие как Т-клетки и В-клетки, тесты подмножества Т-клеток, HLA-B27, IL-6, а1-глобулин и а2-глобулин. Если пациенту были сделаны препараты для гистопатологической диагностики, также будет определена экспрессия тканевого ЛДГ и белка МСТ.