酰胺质子转移MRI成像早期评估胶质瘤治疗疗效的研究

Glioblastoma is the most common form of glioma, with a median survival of 12–15 months. In the clinic, the treatment of GBM patients is mainly by using of temozolomide (TMZ) with concurrent radiotherapy, plus adjuvant chemotherapy, and then using MRI to assess treatment response. However, there is still no standard MRI imaging modality available for assessing treatment response, which cannot allow improved treatment selection. Amide proton transfer (APT) imaging is a novel MRI contrast mechanism basing on endogenous mobile cytosolic proteins and peptides. Our previous animal study showed that the U87 tumor–bearing rats treated with radiotherapy had a longer survival. Of these rats, the APTw signal intensities in the tumor decreased at all time points postradiation, compared to preradiation. In the initial clinical study, we also found that after radiotherapy, the APTw signal intensities in the tumor were lower in the GBM patients with pseudo-progression than in the patients with true progression. Therefore, APT imaging may be a potential reliable method for assessing treatment response in GBM patients. The purpose of this study is to better understand the changes of APTw signal in the GBM patients following the treatment, in an attempt to early predict treatment response according to the changes of APTw signal.

多形性胶质母细胞瘤（GBM）是胶质瘤中最常见的一种类型。GBM患者的中位生存期只有12-15个月。临床上GBM患者的治疗方法主要采用替莫唑胺（TMZ）同步放疗联合辅助化疗，并通过MRI来评价其疗效。然而现有的MRI技术并不能早期准确的评估疗效，这将直接影响后期治疗的调整。酰胺质子转移成像（APT）是一种基于内源性游离蛋白和多肽的分子MRI技术。本课题前期动物研究发现U87胶质瘤裸鼠在接受放疗后，具有较长的生存期，相应的肿瘤APT加权信号，在放疗后各时间点，与放疗前相比出现明显降低。我们前期临床研究也发现肿瘤APT加权信号在放疗后出现假性进展的GBM患者中表现为低信号，相反的在真性进展的患者中则表现出明显的高信号。因此APT在评估GBM治疗疗效会很有潜力。本课题的目标是为了更进一步了解GBM患者APT加权信号在治疗过程中以及治疗后的演变，进而通过从APT加权信号早期变化来预测GBM治疗反应。

目前临床上还没有一种有效的影像学技术来评价多形性胶质母细胞瘤（GBM）的放化疗疗效。酰胺质子转移成像（APT）是一种基于内源性游离蛋白和多肽的分子MRI技术。本课题组通过运用APT成像技术定量比较在6个月无疾病进展期（6-moPFS）时间内，出现疾病进展与没有出现疾病进展GBM患者的钆剂增强区域（Contrast enhancing lesion，CEL）、 无钆剂增强区域（No-contrast enhancing lesion，NEL）和T2FLAIR像中高信号区域（T2ALL）在放疗前-放疗中、放疗中-放疗后和放疗前-放疗后三个时间段的APT加权信号平均值及其变化百分比，发现出现疾病进展患者的CEL区域APT加权信号平均值明显高于没有出现疾病进展患者。并且随着放疗时间点的推移出现疾病进展患者的CEL区域APT加权信号平均值逐渐增大，而没有出现疾病进展患者的CEL区域APT加权信号平均值随着放疗时间点的推移无明显变化。这提示我们如果临床上出现APT加权信号在放疗后出现逐步升高，往往预示着肿瘤进展可能。同时我们又进行动物实验以进一步验证以往研究结果。本次动物实验我们对7只U87裸鼠进行24Gy/8F/2W照射，另7只U87裸鼠进行对照研究。分别在放疗前，放疗后5,10,13,16,19,24,29 和 34 天对14只裸鼠进行MRI信号采集，结果我们发现照射后的裸鼠生存期明显长于对照组，照射后裸鼠的肿瘤体积在放疗后表现为先缓慢增大，再短暂缩小，然后迅速增大，而未放疗裸鼠的肿瘤体积持续快速增大。在放疗组中，弥散扩散系数值（ADC）在放疗后前16天明显增加，然后逐渐降低，放疗后24天又明显增加。而血流信号值（Blood flow）在放疗后的各个时间点均是明显降低。APTw信号值在放疗后10,13,16,29天明显小于放疗前。因此我们再一次证明了ADC、Blood flow、APTw三种MRI系列能够有效评价胶质瘤放疗疗效。项目资助发表SCI论文1篇，培养博士生2名。