Glial beyin tümörlerinin evrelendirilmesinde T1 ağırlıklı kontrast ajanı bolus izleme tekniği ile elde olunan perfüzyon manyetik rezonans görüntülemenin rolü: Glial tümörün moleküler belirteçleri ile retrospektif korelasyonu

Abstract

Glioblastom (GB) yetişkinlerdeki en yaygın ve son derece ölümcül olan primer malign beyin tümörüdür. Görüntüleme kullanılarak önemli genomik ve moleküler belirteçlerin tedavi öncesi invaziv olmayan yöntemlerle karakterizasyonu, hastalık alt tiplerinin anlaşılmasında ve GB'nin risk analizinin yapılmasında, aynı zamanda tedavi planlanmasında yardımcı olabilmektedir. Bu çalışmanın amacı, GB'li olgulardaki belirli genomik veya moleküler değişiklikleri tahmin etmede potansiyel invaziv olmayan bir yöntem olan dinamik kontrastlı T1 ağırlıklı perfüzyon MR görüntülemenin (DK-pMRG) rolünü değerlendirmektir. Bu çalışmada, moleküler belirteçleri histopatolojik olarak incelenen, GB tanısı alan ve tedavi öncesi DK-pMRG'leri bulunan otuz altı hastayı (Erkek/Kadın = 25/11; ortalama yaş = 53, yaş aralığı = 29-85 yıl) retrospektif olarak inceledik. Kontrastlanan tümör dokusu (TD) ve kontrastlanmayan peritümöral T2-hiperintens tümör dokusundan (PD) elde olunan ROİ'ler, Ktrans (maddenin damar kompartmanından tümör intersitisiyumuna transendotelyal taşınması), Kep (kontrast maddenin damar boşluğuna geri geçişi) ve Ve (tümör volümünün ekstravasküler ekstraselüler boşluk tarafından doldurulan fraksiyonu) gibi kantitatif parametrelerin yanı sıra sinyal yoğunluğu zaman serisi eğrisinden elde olunan eğri altında kalan alan (EAA) ve maksimum eğim (MaksEğim) gibi semikantitatif parametrelerin hesaplanması için kullanıldı. Çalışmada incelenen moleküler belirteçler; Ki-67 proliferasyon indeksi, epidermal büyüme faktör reseptörü (EGFR), oligodendrosit transkripsiyon faktörü 2 (Olig2), izositrat dehidrojenaz 1 (IDH1) ve p53 mutasyonuydu. Farklı genetik profillere sahip GB'lerin görüntüleme bulguları, Kruskal-Wallis testi ve ROC analizi ile karşılaştırmalı değerlendirildi. Spearman korelasyon analizi, görüntüleme bulguları ile moleküler belirteçlerin arasındaki ilişkiyi tanımlamak için kullanıldı. IDH1 mutasyon durumu incelenen toplam 30 hastanın 23'ü (%76.6) IDH1 mutasyonuna sahipti. 28/36 (%77.7) hastada EGFR ekspresyonu mevcuttu. Ortalama Ki-67 proliferasyon indeksi %29 olarak hesaplandı (Aralık: %1.5-80). P53 mutasyonu hastaların 20/36 (%55)'sında pozitif, Olig2 mutasyonu ise tüm olguların 7/36'sında negatif ve 29/36'sında pozitifti. Kruskal-Wallis testi, TD ve PD'den elde olunan çeşitli kantitatif ve semikantitatif DK-pMRG parametreleri ile GB'nin moleküler belirteçleri olan EGFR ekspresyonu, IDH1 ve Olig2 mutasyonu arasında istatistiksel olarak anlamlı bir farklılığın olduğunu gösterdi (p < 0.05). Peritümöral Ve, IDH1 mutasyonunu; MaksEğim, EGFR ekspresyonunu; Kep ise Olig2 mutasyonunu değerlendirmede en yüksek duyarlılık ve özgüllüğe sahipti. Ki-67 proliferasyon indeksi, tüm DK-pMRG parametreleriyle anlamlı pozitif korelasyon sergiledi (p < 0.05). Bununla birlikte, p53 mutasyon sıklığı, DK-pMRG değerlerinden herhangi biriyle anlamlı bir korelasyon sergilemedi (p > 0.05). DK-pMRG, bireysel tedavi protokollerinin gelişmesinde rol oynayabilecek GB'nin önemli moleküler belirteçlerinin tespitinde rol oynayabilir. Ayrıca, GB'nin PD görüntüleme özellikleri, moleküler alt tipe özgü tedavilerin belirlenmesinde önemli olabilir, çünkü görüntüleme özellikleriyle moleküler belirteçler arasındaki ilişki TD ve PD'de farklılık göstermektedir. Ancak daha büyük hasta sayısına sahip çalışmalarla moleküler belirleçler ve MR perfüzyon inceleme bulguları arasındaki ilişkinin incelenmesi gerekmektedir.

Glioblastoma (GB) is the most common and highly lethal primary malignant brain tumor in adults. Pretherapeutic non-invasive characterization of major genomic and molecular profiles using imaging could assist in understanding disease subtypes, as well as in risk stratification and treatment planning of GB. Our purpose was to evaluate the utility of dynamic contrastenhanced T1-weighted perfusion MR imaging (DCE-pMRI) as a potential noninvasive method to predict certain genomic or molecular alterations in GB. We retrospectively reviewed thirty-six patients (M/F: 25/11; mean age: 53, age range: 29-85 years) who had pretreatment DCE-pMRI with molecular studies of their excised GBs in this review board-approved study. ROIs of the enhancing tumor (ER) and non-enhancing peritumoral T2-hyperintense region (NER) were used to calculate DCE-pMRI derived quantitative parameters of Ktrans (volume transfer constant), Kep (backflux constant), and Ve (volume of the extravascular extracellular space) as well as semiquantitative parameters including the area under the curve (iAUC) and maximum slope (MaxSlope) of the signal intensity time series curve. Molecular characteristics determined included Ki-67 labeling index, epidermal growth factor receptor (EGFR) amplification, oligodendrocyte transcription factor 2 (Olig2) expression, isocitrate dehydrogenase 1 (IDH1) mutation, and p53 status. The imaging metrics of GB with different genetic profiles were compared using KruskalWallis test with receiver operating characteristic curve (ROC) analysis, and the Spearman correlation analysis was used for identifying imaging-molecular associations. Among 30 patients with available IDH1 mutation status, 23 (76.6%) patients presented with IDH1-mutation. EGFR amplification was present in 28/36 (77.7%) patients. Mean Ki-67 labeling index was 29% (range:1.5-80%). P53 expression was present in 20/36 (55%), while Olig2 expression was negative (7/36) and positive (29/36) in all tumors. The Kruskall-Wallis test indicates that various quantitative and semi-quantitative DCE-pMRI parameters of the ER and NER were statistically different in GBs with major genomic profiles of IDH1 mutation, EGFR amplification, and Olig2 expression (p < 0.05). The VeNER exhibited the highest sensitivity and specificity for evaluating the IDH1 mutation, MaxSlope for EGFR amplification, Kep for Olig2 expression status. Ki-67 labeling index indicated significant positive correlation with all DCE-pMRI parameters (p < 0.05). However, P53 expression status (all p > 0.05) did not present a significant correlation with any of DCE-pMRI values. DCE-pMRI may have a role in identifying major genomic alterations in GB as potential targets for individualized treatment protocols. Moreover, the imaging characteristics suggested that subtype-specific treatment of NER might be substantial because the imaging-molecular associations were different in the ER and NER of GB. Further investigation with a larger cohort is necessary.