使用功能成像和肿瘤生物学预测头颈癌放化疗后的结果

背景和背景

1.1.介绍

同步（化学）放疗 (CRT) 是局部晚期头颈部鳞状细胞癌 (HNSCC) 患者的当前护理标准。 重要的功能结构与肿瘤的接近度使治疗变得非常复杂。 虽然局部控制率在过去十年中有所提高，但治疗相关的毒性可能很严重，口干和吞咽困难严重影响患者的生活质量。

此外，越来越清楚的是，虽然这些肿瘤在位置和基本组织学上可能相同，但它们对治疗的反应却大不相同。 这意味着对于一个亚组患者，使用强度较低且因此毒性较低的治疗方案可以实现相同的局部区域控制率。 这与在随访期间出现局部区域复发的患者组形成对比，目前的治疗对他们来说显然是不够的。 这些患者可能受益于更强烈的治疗计划，即更高剂量的辐射。

这些对治疗敏感性的差异可以用生物、分子和遗传因素的变化来解释。 单独的临床参数不足以进行反应预测。 识别不同的分子和遗传因素，将有助于我们提高反应预测的准确性，并根据这些因素为每位患者量身定制治疗方案。 因此，我们希望开发一种包含明确定义的分子和成像参数的预后和预测模型，这些参数在电离辐射后的反应预测中显示出巨大的前景。

1.2. 遗传和分子肿瘤特征

我们要进一步研究的第一个参数是肿瘤缺氧。 缺氧已被确定为增加肿瘤侵袭性和降低放射敏感性的一个因素。 过去，已应用多种技术来检测与生物学相关的肿瘤缺氧，但目前没有一种技术用于常规临床实践。 最近，Toustrup 等人发表了基于聚合酶链反应 (PCR) 的缺氧分类基因特征。 该分类器使我们能够研究生物学相关的肿瘤缺氧，从而研究肿瘤的侵袭性和对电离辐射的抵抗力。 该分析将在治疗前获得的活组织检查上进行。 该活检材料的一部分也将存储在我们的生物库中。 这将促进未来在明确定义和结构化的患者数据库上对有前途的分子和遗传学参数（例如与 HPV 相关的 p16 过表达）进行研究。

1.3.成像参数

除了这些重要的分子和遗传肿瘤特征外，我们的模型中还将包括几个功能成像参数。 与解剖成像相比，功能成像模式使我们能够更深入地了解肿瘤的潜在生物活动和微观结构。

扩散加权磁共振成像 (DWI) 可以根据水质子的随机位移来表征组织。 这种位移可以使用表观扩散系数 (ADC) 进行量化。 HNSCC 的初步研究表明，在治疗早期和治疗后重复 DWI 具有预后和预测潜力。

动态对比增强磁共振成像 (DCE-MRI) 是第二种技术，作为电离辐射反应的早期指标显示出巨大的前景。 许多恶性肿瘤表现出新生血管或血管生成。 然而，这些过程存在缺陷，因此这些新合成的容器表现出高渗透性、曲折性和通常较差的功能。 这可能导致肿瘤细胞的氧气供应不足，从而可能损害肿瘤放射治疗的有效性。 因此，用 DCE-MRI 评估的肿瘤血管特性可以证明其侵袭性的预后指标。

学习目标

2.1.主要目标

本研究的主要目的是将临床、分子和放射学预测因子与结果相关联，结果由局部区域控制和无病生存率定义。 通过这种方式，我们将开发一个预后/预测模型。 预测模型将有助于治疗的个体化，确保优化治疗并避免治疗不足和过度。

2.2.次要目标

• 我们希望通过关联明确定义的患者群体中的成像和分子/遗传标记来获得对肿瘤生物学和微观结构的新见解。
• 我们想要验证不同的成像技术。
• 我们希望通过将本研究中获得的组织存储在我们的生物库中，在未来建立缺氧和其他预测性生物标志物之间的相关性。

学习规划

我们建议开展一项研究，我们将前瞻性地纳入局部晚期头颈癌患者，这些患者将在多学科会诊后决定接受同步放化疗。 试验概要如下图所示。 所有符合条件的患者（非转移性局部晚期头颈部鳞状细胞癌，接受放化疗，karnofsky 体能状态≥ 70% 和≥ 18 岁）将在书面知情同意后纳入。 将常规进行喉镜检查、颈部 CT、颈部 MRI 和 PET-CT 的分期。

CRT 治疗包括使用加速超分割计划进行高达 72 Gy 的放疗。 第 1 天和第 22 天将给予 100 毫克/平方米的顺铂治疗。

将在治疗前几天获得肿瘤活组织检查。 缺氧基因表达谱将来自肿瘤材料（PCR 上的 15 个基因，可以通过一个二元变量单独或作为一组进行分析）。

用于 RNA 和 DNA 提取的组织需要在两侧进行 H&E 染色，以确认肿瘤的存在。 从活检中切下两端并固定在石蜡中。 该组织将存储在生物库中。 组织的中间部分将被储存成RNA-稍后，部分将用于提取DNA和RNA。 RNA 将用于合成 cDNA，以对缺氧分类器进行 qPCR 分析。

患者还将在 CRT 之前和 3 周后接受 DWI MRI 和 DCE 成像。 将通过在原始 DWI 和 DCE-MRI 图像上手动描绘肿瘤上的感兴趣区域 (ROI) 来定量评估病变。 将分别计算 ADC 值和（半）定量 DCE 参数。

所有上述数据将与可用的临床数据一起整合到预后模型中。