基于多模态磁共振技术的胶质母细胞瘤复发风险评估研究

Glioblastomas are the most common malignant intracranial tumors with the incidence of 0.59-3.69/100,000/per year. Due to the invasion and high recurrence rate, patients with GBM have poor prognoses. Monitoring of peri-tumor region to prevent recurrence is the key point to improve prognoses. With the ability to analyze tumor diffusion, perfusion and metabolism, multi-modal magnetic resonance techniques can be used to monitor the progression of tumor cells. In previous study, we analyzed the parameters associated with tumor recurrence. Based on the parameters in multi-modal MR techniques, this study aimed to establish recurrence risk prediction model (Cox risk proportion model). With this model, the probability and hazard index of recurrence can be evaluated for super-early salvage treatment in order to prolong the progression-free survival and overall survival.

胶质母细胞瘤是最常见的颅内恶性肿瘤，年发病率为0.59-3.69/10万人。肿瘤呈浸润性生长，易复发，预后差。提高对术后瘤周残留肿瘤的警惕，加强监测，预防复发，是改善患者预后的重要环节。多模态磁共振技术通过分析肿瘤残留区域水分子扩散各向异性、肿瘤细胞弥散、血流灌注和组织代谢程度，可以动态观察肿瘤细胞的“一举一动”，预测肿瘤细胞的进展趋势。为进一步应用多模态磁共振技术综合评估复发风险，我们在前期的研究中对复发相关的多模态磁共振参数值进行了初步的筛选，本研究基于多模态磁共振技术参数（ADC值、FA值、rCBV值、Cho/Cr值和Cho/NAA值）筛选预后相关参数；建立Cox复发风险预测模型，运用Cox复发风险预测模型早期判断复发概率和复发风险指数，超早期补救治疗，以达到延长无进展生存期和总体生存期的目的。

本项目通过对MR各种参数的全面分析，评价不同参数在诊断和鉴别肿瘤复发方面的敏感性和特异性差异，建立复发预测数学模型，评估风险指数，给予超早期治疗。本项目在四方面进行研究并取得重要结果。第一，确定了灌注MR临界参数值客观鉴别胶质瘤复发和放射性坏死，rCBV和rCBF的临界值分别为1.570（敏感性66.7%、特异性78.9%）和1.305（敏感性73.3%、特异性90.0%）；第二，筛选MR参数建立复发Cox预测模型：Log-rank单因素生存分析显示相对PFS与各因素的相关性分别为Cho/Cr (P=0.225)、Cho/NAA (P=0.176)、ADC (P=0.386)、CBF (P<0.001)、CBV (P=0.001)；相对OS与各因素的相关性分别为Cho/Cr (P=0.412)、Cho/NAA (P=0.951)、ADC (P=0.967)、CBF (P=0.020)、CBV (P=0.074)。相对PFS回归模型: Cho/NAA (OR=0.253, 95%CI[0.082-0.781], P=0.017)、ADC (OR=2.896, 95%CI[1.093-7.669], P=0.386)、CBV (OR=5.900, 95%CI[1.639-21.239], P=0.001)；相对OS回归模型: CBF (OR=2.851, 95%CI[1.111-7.317], P=0.029)。第三，胶质瘤异位复发的早期影像学监测和超早期治疗：相比于传统影像序列，多模态MR能早期诊断复发（原位复发和异位复发），FLAIR的敏感性最高（尤其是异位复发），其次是T2像、DWI和T1增强像；在诊断复发的特异性上，PWI最高，其次是MRS、T1增强像和DWI。第四， 评估瘤周异常区域超早期化疗效果，发现超早期化疗组和标准治疗组的中位PFS分别为12.5个月和8.0个月 (p=0.011)；两组的OS分别为28个月和18.5 个月 (p=0.099)。超早期化疗未增加副反应，可以延长PFS和OS，尤其是非全切患者。本研究为鉴别复发和放射性坏死提供了客观依据，评价了MR各种参数在发现和鉴别肿瘤复发方面的敏感性和特异性差异，建立了术后评估GBM患者复发或死亡风险的Cox回归模型，并且为基于此模型的超早期治疗提供了依据。