Multicenter fenotyp-genotypanalys av vaskulära fläckar för att optimera behandlingen med användning av optisk koherenstomografi

Vaskulära fläckar, vanligtvis kallade "portvinsfödelsemärken", är vaskulära anomalier som påverkar 0,3-0,5% av nyfödda; de påverkar livskvaliteten på grund av mjukvävnadsöverväxt, nodularitet och livsförändrande, stigmatiserande vanställdhet. Laserbehandling är standarden på vården och bygger på fotokoagulering av kärl. Ändå rapporteras mindre än 25% att rensa helt; orsaken till denna brist på respons är dåligt förstådd. Nyligen har mosaikmutationer i gener som kontrollerar cellcykelreglering inklusive GNAQ, GNA11, PiK3CA och andra klarlagts som en genetisk orsak till dessa födelsemärken. Detta fynd har förändrat vår grundläggande förståelse av deras patofysiologi. Det ger en molekylär förklaring till begränsad känslighet för laser, eftersom dessa gener delar onkogena vägar som resulterar i synkron, hårt reglerad cellulär proliferation och tillväxt. Viktigast av allt, denna upptäckt har frigjort potentialen att använda farmakologisk blockad av aktiverade nedströmsvägar för att förbättra resultaten.

Detta förslag syftar till att använda ny avbildning för att belysa skillnader i vaskulaturen hos vaskulära födelsemärken med genotypning och djup, parad klinisk fenotypning, och att skapa en riktad laseralgoritm baserad på genotyp och ålder. I en liten delmängd av patienter med bekräftad GNAQ/GNA11-genotypning kommer utredarna att använda encellsspatial transkriptomprofilering av påverkad vävnad för att driva upptäckten av läkemedel. Efter slutförandet av detta projekt kommer forskarna att ha förfinade genotyp-fenotyp-korrelationer förbättrade av ny avbildning av riktad vävnad, belysa skillnader i kärlsystemet efter genotyp, vilket alla kan påskynda precisionsbaserade behandlingar för att förhindra vanprydnad och förbättra livskvaliteten. Dessa resultat kommer att tillhandahålla kritiska data för implementering av kliniska prövningar som kommer att flytta behandlingsparadigm från en enda ineffektiv destruktiv behandlingsmodalitet till en riktad farmakologisk intervention i kombination med ljus.

Utredarna antar att rensning av portvinsfödelsemärken kommer att kräva: 1) ett precisionsbaserat tillvägagångssätt inklusive optimal laserdosimetri informerad av ny angiografisk avbildning, ålder och genotyp, och 2) vägspecifikt riktad farmakologisk blockad av aktiverade vägar informerad av utredning av nedströms effektorer. Det långsiktiga målet är att flytta behandlingsparadigm från en enda ineffektiv destruktiv modalitet till en riktad laserkälla i kombination med riktad topikal terapi.

Syfte 1: Korrelera genotyp med klinisk fenotyp

• 1.1 Korrelera genotyp med omfattande fenotypning på tillgängliga deltagare i strata A och strata B. När de stratifieras efter deltagarnas ålder är hypotesen att genotypen kommer att påverka kärlstorleken, med större cellcykelaktivering associerad med större mediankärldiameter och djup på OCT.
• 1.2 Korrelera klinisk fenotyp med dynamisk optisk koherenstomografi (OCT) i Strata A och Strata B. Forskarna antar att deltagarnas ålder kommer att vara den största prediktorn för mediankärlstorlek och -djup på OCT. Utredarna förväntar sig att se mångfald i arkitekturen och mönstringen av kärlsystemet baserat på genotyp. Hypotesen är att GNAQ-muterade patienter kommer att uppvisa betydande vaskulär distorsion, med bortfall och vaskulär dilatation, vilket har rapporterats i den okulära OCT-litteraturen hos patienter med Sturge Webers syndrom.
• 1.3 Samla in både kvantitativa och kvalitativa resultat hos deltagare som behandlats med OCT för att utvärdera deltagarnas erfarenhet av att använda denna adjuvansmodalitet i behandling i Strata B.
• 1.4 Integrera OCT-data för att skapa en riktad laseralgoritm efter ålder och/eller genotyp för att optimera fotokoagulering av muterade celler i Strata B.

Syfte 2: Bestäm den molekylära mekanismen för vaskulära fläckar i ansiktet för att utveckla vägspecifika terapier

• 2.1 I 12-15 deltagare med bekräftade GNAQ/GNA11-mutationer i Strata A, Strata B eller Strata C utför biopsier från påverkad och normal vävnad, samla blod- och salivprover för att underlätta opartisk rumslig transkriptomisk analys med Visium 10x-systemet.
• 2.2 Identifiera nya nedströms genotypspecifika mål genom opartisk rumslig transkriptomisk analys med riktad utvärdering av 3 vägar för vilka topiska hämmare för närvarande är under utveckling (PiK3CA, mTOR och MEK/ERK).

Mål 3: Utvärdera laserresultat vid behandling av PWS (Strata B & C)

• 3.1 Kvantifiera förbättringen av deltagarnas PWS stratifierad efter ålder för laserinitiering, laserbehandlingsparametrar och djup klinisk fenotypning (anatomisk plats, morfologi, OCT och genotyp). Avsikten med detta mål är att avgöra om tidigare initiering av laser (före 1 års ålder) resulterar i förbättrade resultat, och om laserresponsen skiljer sig åt beroende på anatomisk plats, morfologi/färg eller genotyp. Hypotesen är att tidigare behandling (med början före 2 års ålder) kommer att resultera i förbättrad clearance, vilket är mer hållbart än hos de som börjar med laser efter 2 års ålder. I en liten undergrupp av patienter med tillgänglig genotypning kommer utredarna att undersöka sjukdomens känslighet för laser baserat på genotyp och lokalisering. Hypotesen är att PiK3CA-associerad PWS kommer att svara bättre än andra genotyper (GNAQ, GNA11, RASA1, EPHB4), och att laterala ansikte och mitten av pannan PWS kommer att vara de mest känsliga anatomiska platserna.
• 3.2 Undersök meningsfulla patient- och/eller föräldrarrapporterade resultat hos laserbehandlade patienter. Utredarna kommer att stratifiera efter lasersvarare kontra icke-responderare. Hypotesen är att svarande kommer att ha förbättrat livskvalitet. Slutligen kommer utredarna att prospektivt utvärdera patientrapporterade resultat angående laserbehandling inklusive patienttillfredsställelse, återfall och procedurell smärta (som rapporterats av patienten och/eller föräldern hos barn under 7 år). Utredarna antar höga frekvenser av återfall och obehag hos patienter.

Forskningsdesign:

När väl informerat samtycke har erhållits kommer en visuell hudundersökning att göras av studiens hudläkare för att dokumentera kutana fynd och fotografier av det eller de drabbade områdena kommer att tas för denna studie. Fotografierna kommer att användas för att bestämma genotyp-fenotyp-korrelationerna och kommer att delas med det koordinerande centret.

Fotografier kommer att lagras elektroniskt på ett säkert HIPAA-kompatibelt sätt enligt varje webbplatss policy.

Vid tidpunkten för inskrivningen eller vid ett efterföljande besök, men endast en gång under deltagande i studien, kan försökspersonerna gå med på att tillhandahålla något av följande icke-medicinskt nödvändiga prover för genetiska studier: blodprov, salivprov, hudstämpelbiopsi (normal hud) eller påverkad hud), kirurgiska vävnadsprover, paraffininbäddade vävnadsprover (från tidigare operationer). Samling av något av dessa prover är valfritt.

Vid tidpunkten för inskrivningen kommer deltagarna att placeras på Strata A - engångs-OCT-mätningar eller Strata B - seriella OCT-mätningar som tas i samband med standardbehandling med laserbehandling, eller Strata C - seriell utvärdering med standardbehandling med laserbehandling utan användning av OKT.

Deltagare som går vidare till Strata A kommer att få engångs-OCT-mätningar av sin vaskulära fläck om de väljer att inte/inte är berättigade till/har tidigare genomgått standardbehandling med laserbehandling för sin vaskulära fläck vid tidpunkten för inskrivningen. Indikationen för Strata A är att vissa patienter kommer att välja att inte genomgå laserbehandling, särskilt om de tidigare har blivit omfattande laserbehandlade eller har en ljusrosa vaskulär fläck som har varit stabil. Deltagare som fortsätter till Strata C kommer att behandlas med laser för standardvård och följas utan användning av seriell OCT.

Deltagare som går vidare till Strata B kommer att få seriella OCT-mätningar av sin vaskulära fläck utförda innan laserbehandlingen påbörjas. OCT kommer att utföras före varje standardbehandling med laserbehandling om deltagaren har valt att genomgå standardbehandling med laserbehandling som behandling av sin vaskulära fläck vid tidpunkten för inskrivningen.

Deltagare som är inskrivna i Strata A och genomgår en engångs-OCT-mätning kan gå till Strata B om de vid ett senare tillfälle beslutar sig för att genomgå standardbehandling med laserbehandling för sin vaskulära fläck. Dessa deltagare kommer fortfarande bara att kunna delta i ovanstående provsamlingar en gång under sitt deltagande. Övergång från Strata A till Strata B anses inte vara en andra registrering.

Alla deltagare kommer att stanna kvar i studien tills studien har stängts. Deltagarna kommer att kunna utföra provinsamlingar vid vilket besök som helst under studietiden.

Klinisk fenotypning av deltagare kommer att utökas genom användning av dynamisk OCT för att karakterisera medeldiametern och djupet av blodkärlen. OCT är en icke-invasiv, hudspecifik teknologi som möjliggör snabb identifiering av blodkärlsdiametern, kärlets täthet och djup inom det skannade området. Det är effektivt som att placera en ultraljudssond på deltagarens hud. Sonden är 6 x 6 mm och ger inom 60 sekunder efter placeringen den vanligaste (läge) blodkärlsdiametern som detekteras, tillsammans med djupet på vaskulär plexus. OKT ska vara smärtfritt och med minimal risk för deltagaren.

För deltagare i Strata B kommer OCT att utföras vid baslinjen och före varje standardbehandling med laserbehandling. Anatomiska landmärken för val av OCT-placering kommer att bestämmas av studieläkaren, med målet att avbilda det mest framträdande området av fläcken. I en delmängd av deltagare kommer OCT-mätningar också att tas efter standardbehandling med laserbehandling. Anatomiska landmärken för val i denna delmängd kommer att bestämmas av studieläkaren; det ljusaste området av fläcken kommer också att avbildas för att kontrastera skillnader mellan kärldiameter eftersom detta skulle påverka valet av optimala laserinställningar i olika områden av fläcken. Antalet områden där OCT kommer att utföras över den vaskulära fläcken kommer att bestämmas av den behandlande läkaren baserat på storleken på den vaskulära fläcken. De ändrade laserinställningarna som används för standardbehandling av laserbehandling kommer att styras med hjälp av teorin om selektiv fototermolys för att bestämma laserns optimala pulslängd baserat på OCT-mätning. Detta kommer att följa acceptabla vårdstandarder och kommer i slutändan att vara på laserkirurgens gottfinnande. Studiens läkare kommer också att sträva efter att mäta samma områden före varje besök, med förväntningen att storleken på fläcken sannolikt kommer att variera baserat på behandlingsupplösningen av den vaskulära fläcken.

För deltagare i Strata B kommer ett frågeformulär att fyllas i upp till 5 gånger av deltagaren och/eller av föräldern/vårdnadshavaren till deltagare i åldern 0-17 år under studietiden. Enkäten kommer att fråga hur deltagarna och/eller deras förälder/vårdnadshavare tycker om resultatet av laserbehandlingen och hur de tycker om att använda OCT utöver sin standardbehandling.

För deltagare i Strata C (som genomgår laser som en del av standardvård utan OCT), kommer studieteamet att begära att föräldern/och/eller föremålet för kompletta patientrapporterade resultat under studien. Avsikten med dessa frågeformulär är att fånga meningsfulla patientresultat med validerade PROMIS-mått relaterade till laserns effektivitet för deras portvinsfläckar.

Vid tidpunkten för deltagarregistrering på Strata C och/eller efter en deltagares första laser kommer föräldrarna/vårdnadshavarna att fylla i ett frågeformulär om nöjda föräldrar. Utredarna kommer att slutföra en laseruppföljningsbedömning och en visuell analog skala vid deltagarnas besök för att kvantifiera förbättringen av portvinsfläcken från baslinjen. Var 6:e ​​månad kommer patienten eller föräldern/vårdnadshavaren att fylla i laserbedömningsformuläret för patienten/familjen.