基于放射组学的胶质瘤 IDH1 异质性可视化和定量验证

背景

2016年WHO正式将分子标志物引入胶质瘤的病理诊断，标志着胶质瘤步入分子诊断时代。 其中，异柠檬酸脱氢酶1（IDH1）突变被认为是胶质瘤发生发展的“支柱”，影响患者的治疗方案和预后。 然而，这种分子生物标志物的临床使用仍存在争议，其根源在于缺乏对IDH1突变的定量研究。 现有研究已证明胶质瘤的空间异质性，即同一胶质瘤不同部位的肿瘤组织属于不同的遗传亚型。 这意味着IDH1突变肿瘤并不表明所有肿瘤细胞都存在突变，从而进一步加剧了临床基因诊断的问题。

客观的

为了量化肿瘤的基因突变，我们计划使用人工智能和临床大数据的放射组学模型，并通过组织穿刺验证其准确性。 这样，我们就可以克服多位点采样和二代测序设备和技术要求高、成本高、时间长等挑战，从而从理论上实现胶质瘤内遗传异质性的可视化和量化。

过程

参与者在手术前阅读知情同意书并自愿决定是否加入实验组。

1. 遗传异质性可视化建模

   在手术前，参与者首先进行常规成像，所得图像将用于构建放射组学模型。 该模型将非侵入性地预测神经胶质瘤中的 IDH1 突变。

2. 典型部位穿刺

   在招募的参与者被麻醉并进行开颅手术后，临床医生根据模型输出选择典型的肿瘤部位进行穿刺。

3. 组织病理学诊断

   将同一穿刺部位的标本分为两部分，第一部分常规福尔马林固定，石蜡包埋，最后进行H&E染色切片。 病理医生首先读取H&E切片并做出组织学诊断，描述病理形态和特征，特别是肿瘤细胞的含量和分布。

4. IDH1单核苷酸测序

   另一部分样品用于液氮保存。 Qiagen DNA/RNA 提取试剂盒用于从液氮保存的肿瘤组织中提取 DNA，纯化并进行 IDH1 聚合酶链式反应 (PCR)。 将PCR产物纯化并测序，在ABI 7200测序仪上检测测序产物以确定IDH1是否突变。

5. 2-羟基戊二酸 (2-HG) 表达水平的质谱分析

   通过质谱法检测和分析神经胶质瘤样品中 2-HG 的存在和表达。

6. 基于放射组学的 IDH1 突变预测模型的验证。 将2-HG检测结果与模型结果进行数值比较。

这是一项单中心验证研究。 与常规胶质瘤手术操作相比，本研究增加了术中肿瘤典型部位穿刺以验证放射组学模型的预测准确性，并收集相应的MRI图像、肿瘤组织学诊断、分子病理学诊断。 放射组学模型是根据术前临床数据建立的，是一种无创、快速的肿瘤基因定量分析和可视化工具。