En studie av kognitiva förändringar hos patienter som får hjärnstrålning

Kranial strålbehandling (RT), som vanligtvis används för att behandla godartade och maligna hjärntumörer, kan leda till kognitiva försämringar i domäner som inte är relaterade till neuroanatomiska strukturer som direkt påverkas av tumören. Detta tyder på att off-target RT, även vid låga doser, kan ha en negativ kognitiv inverkan genom att påverka neuroanatomiska mål proximalt eller distalt till tumören. Även om begränsningar för att minimera hjärnnekros, ototoxicitet och optisk neuropati är väletablerade, är RT-dostoleranser för kognitiva förändringar i nyckeldomäner (minne, uppmärksamhet, exekutiv funktion och bearbetningshastighet) som förekommer hos RT-behandlade patienter dåligt karakteriserade. Det finns ackumulerande bevis för att övervägande av neuroanatomiska mål bättre skulle kunna förklara kranial RT-medierad kognitiv förändring. Dessutom har en nyligen kooperativ grupp fas III-studie visat att konformt undvikande av hippocampus med helhjärna RT kan minska kognitiv funktionsnedsättning. Tyvärr hade 60 % av patienterna fortfarande kognitiv funktionsnedsättning vid 6 månader även med hippocampus undvikande, vilket antyder att andra strukturer och nätverk är involverade i kognitiva brister från RT och ansträngningar för att identifiera dessa strukturer är berättigade. Ett stort hinder på området har varit svårigheter att identifiera platser för vävnadsskador utanför målet som kan påverka kognition efter RT. Med tanke på det limbiska systemets roll i viktiga kognitiva funktioner som påverkas av RT, har forskarna ett särskilt intresse av att karakterisera förändringar i det limbiska systemet och talamus i relation till minne och relaterade processer.

Utredarna planerar att undersöka RT-effekter på neuroanatomiska strukturer i det limbiska systemet och thalamus samt kandidatstrukturer som identifieras systematiskt med hjälp av magnetisk resonanstomografi (MRT). Utredarna föreslår att prospektivt registrera 75 patienter med benigna och låggradiga hjärntumörer som kommer att genomgå partiell hjärn-RT, antingen konventionellt fraktionerad eller hypofraktionerad.

Neurokognitiva tester kommer att erhållas vid baslinjen, 3, 6 och 12 månader efter RT med hjälp av ett antal tester för att bedöma visuellt och verbalt minne, uppmärksamhet, exekutiv funktion och bearbetningshastighet. Hjärn-MR, inklusive högupplösta T1-bilder, diffusionstensoravbildning (DTI) och funktionella MR-sekvenser i vila (fMRI), kommer att utvärderas vid baslinjen, 6 och 12 månader efter RT.

Denna pilotstudie kommer att tillhandahålla preliminära data för att identifiera nyckelområden som påverkas av RT som kan följas upp i framtida forskning.

Mål 1: Att undersöka objektiva neurokognitiva förändringar över tid. Baserat på tidigare data antar utredarna att de kommer att se RT-inducerad neurokognitiv försämring hos upp till 50 % av patienterna efter kraniell RT. Utredarna kommer att utvärdera neurokognitiva testförändringar i HVLT-R fördröjd återkallelse (verbalt minne) som deras primära effektmått. Som en sekundär endpoint kommer de att utvärdera ett sammansatt globalt underskott z-poäng samt förändringar i kognitiva domäner av visuellt minne, uppmärksamhet, exekutiva funktioner och bearbetningshastighet.

Syfte 2: Att undersöka förändringar i hjärnvävnad (via MRT) inducerade av off-target RT hos patienter med benigna och låggradiga hjärntumörer. Utredarna antar att en detaljerad kartläggning av hjärnvävnadsskada av RT-doser utanför målet från före till post-RT och rekonstruerad strukturell och funktionell anslutning (DTI och fMRI) kommer att ge data om sambandet mellan RT-dos och MRT-förändringar i specifika strukturer. Utredarna antar specifikt att samtidig kartläggning av RT-dos och MRT-förändringar i thalamus och limbiska systemet (d.v.s. talamuskärnor, hippocampus, fornix, hypotalamus/mammillära kroppar, limbisk lob, cingulum) kommer att förvrängas mest av RT utanför målet.

Syfte 3: Att undersöka sambandet mellan MRT-förändringar för centrala neuroanatomiska strukturer med neurokognitiv testning. Utredarna antar att RT kommer att påverka flera neuronala nätverk som betjänar flera kognitiva domäner och kognitiv nedgång (Syfte 2) kommer att korreleras med skador som avslöjas av MRT på limbiska och talamusstrukturer (Syfte 1). Detta tillvägagångssätt kommer att möjliggöra identifiering av hjärnstrukturer som mest förknippas med domänspecifik kognitiv funktionsnedsättning.

Det finns ett kritiskt behov av väldesignade longitudinella studier som undersöker effekten av RT på neuroanatomiska strukturer. Många av studierna som utvärderar kognition med RT tar inte hänsyn till neuroanatomiska dosfördelningar. Även inom litteraturen som utvärderar neuroanatomiska mål har det inte funnits ett systematiskt tillvägagångssätt för utvärdering av neuroanatomiska mål med RT. Denna forskning kommer att hjälpa till att definiera vilka neuroanatomiska strukturer som är mest utsatta för RT-inducerad skada och kommer att hjälpa till att i slutändan fastställa nya dosbegränsningsriktlinjer för viktiga strukturer för att förbättra kognitiva resultat.