多模态成像预测结直肠癌全身治疗的反应

结直肠癌是一种高发癌症，约半数患者发生远处转移至肝脏。 只有一部分患者对全身治疗有反应，这可能有毒且昂贵。 因此，需要预测标记物来确定早期的治疗效果。 最好，他们应该提供对结直肠癌肝转移生物学的深入了解。 过去已经表明，用 PET、MRI 和 MRS 评估的几种生物标志物可以作为预测标志物。 对全身治疗的反应取决于几个因素：肿瘤血管系统对药物的输送；细胞摄取、保留和代谢；对特定药物的内在敏感性。 这些因素对反应的相对贡献对于不同的药物是不同的。 由于结直肠癌的全身治疗涉及药物的组合，因此预测标志物应该对一系列这些因素敏感。 在这个项目中，我们提出了无创功能和分子体内成像方法的综合分析，以预测结直肠癌肝转移患者对治疗的反应。 可以通过动态对比增强磁共振成像 (DCE-MRI) 评估肿瘤血管分布。 氟嘧啶 FU 和卡培他滨是标准治疗方案的一部分，含有一个氟原子，可以通过氟 19 磁共振光谱 (19F MRS) 进行测量。 药物在细胞内的摄取和代谢是一个耗能过程。 18F-Fluoro-2-deoxyglucose 正电子发射断层扫描 (FDG-PET) 提供有关葡萄糖摄取和己糖激酶活性的信息。 根据等级和侵袭性的肿瘤特征可以给出肿瘤对药物的内在敏感性的相关近似值。 使用 1H MRS，可以测量细胞膜前体胆碱 (tCho) 的总量。 可以使用弥散加权 MRI (DWI) 评估肿瘤细胞结构和细胞外基质成分。

本研究旨在获取结直肠癌肝转移的生物学数据，即肿瘤血管形成（DCE-MRI）、肿瘤细胞结构（DWI）、肿瘤（胆碱）代谢（1H MRS）和肿瘤葡萄糖代谢（FDG-宠物）。 这些数据将与患者的临床结果以及药物摄取和代谢 (19F MRS) 相关联。 我们将研究每种成像方法在预测早期结直肠癌患者预后方面的相对贡献。

研究问题：

1. 通过动态对比增强 MRI (DCE-MRI)、弥散加权 MRI (DWI)、1H MR 波谱 (MRS) 和 FDG-PET 评估的结直肠癌肝转移的治疗前特征是否可以预测治疗结果？
2. 结直肠癌肝转移的DCE-MRI、DWI、1H MRS和FDG-PET特征的早期变化（治疗开始后一周）是否可以预测治疗结果？
3. 结直肠癌肝转移中氟嘧啶代谢的 19F MRS 参数能否预测早期（治疗开始后一周）的治疗结果？
4. 上述每种成像方法对预测结直肠癌肝转移治疗结果的相对贡献是什么？ 设计：60 名接受基于氟嘧啶治疗的结直肠癌肝转移患者将参与该研究。 肝脏的基线 1H MRS 将在 3 特斯拉的会话中执行，然后是 1.5 特斯拉的 DCE-MRI 和 DWI。 使用我们的临床 PET-CT 扫描仪，FDG-PET 将添加到标准基线 CT 扫描中。 治疗开始后一周将重复肝脏的 DCE-MRI、DWI、1H 和 19F MRS 以及 FDG-PET。 三个治疗周期后将通过 FDG-PET-CT 评估临床反应。 我们将评估每种成像方法的相对贡献以及这些方法的综合使用，以识别预测性生物标志物以应对治疗反应。

本研究的相关性：由于肿瘤对全身性药物的反应在患者之间可能存在很大差异，因此在早期阶段预测肿瘤对治疗的敏感性的方法将使治疗个体化，从而保护患者免受毒性作用的无效治疗。 更可取的是，这些预测性标记物还应该让我们进一步了解结直肠癌的生物学。 出于这个原因，我们建议研究一种体内非侵入性成像方法的组合，这些方法可以监测相关的生物标志物