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利用[68Ga]DOTATOC PET放射组学预测头颈部副神经节瘤的遗传背景:一项初步研究

期刊:european journal of nuclear medicine and molecular imaging

这篇文档属于类型a,即报告了一项原创研究。以下是对该研究的学术报告:

主要作者及研究机构

本研究的主要作者包括Miriam Pepponi和Valentina Berti,他们共同作为第一作者。研究由多个机构合作完成,包括法国斯特拉斯堡大学医院(University Hospitals of Strasbourg)、意大利佛罗伦萨大学(University of Florence)、法国马赛大学(Aix-Marseille University)以及美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)等。研究发表于《European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging》期刊,发表日期为2024年4月30日。

学术背景

该研究属于核医学与分子影像学领域,旨在探讨头颈部副神经节瘤(Head and Neck Paragangliomas, HNPGLs)的[68Ga]DOTATOC PET放射组学特征,并识别可作为琥珀酸脱氢酶基因(Succinate Dehydrogenase Genes, SDHx)致病性变异预测因子的放射组学特征。HNPGLs是一种通常沿副交感神经系统和特定动脉路径发展的非分泌性肿瘤,可能为散发性或遗传性,后者通常与SDHx基因的致病性变异相关。SDH是一种参与线粒体电子传递链和三羧酸循环的酶复合物。携带SDHx致病性变异的HNPGLs在临床、生化和影像学上与散发性肿瘤有所不同,通常表现为更早发病、多灶性及更高的复发率,显示出更具侵袭性的特征。通过基因检测精确识别SDHx致病性变异对患者及其高危亲属的管理和监测具有重要意义。然而,目前关于HNPGLs与放射组学关系的研究有限,尤其是[68Ga]DOTATOC PET相关的放射组学及其在HNPGL行为预测中的价值尚未得到充分探讨。

研究流程

研究为回顾性研究,纳入了2020年1月至2023年6月期间在斯特拉斯堡大学和佛罗伦萨大学核医学科就诊的HNPGL患者。纳入标准包括:(1)诊断为HNPGL;(2)有SDHx基因致病性变异的遗传筛查结果;(3)进行了[68Ga]DOTATOC PET/CT检查;(4)有参考的头颈部常规影像学检查(CT/MRI)。研究共纳入34名患者,携带60个HNPGLs(其中25名患者携带51个SDHx相关HNPGLs)。所有患者的临床、影像学和生物学数据均从医院数据库、临床报告和生物医学实验室中提取。

[68Ga]DOTATOC PET/CT检查按照欧洲程序指南进行,使用配备3D时间飞行技术的PET/CT设备(Siemens Vision600, Philips Gemini TF16)。PET图像数据集使用非对比增强数据进行迭代重建,并进行衰减、散射、随机计数和死时间校正。PET图像分析使用LIFEx软件(版本7.3.0),所有HNPGLs均通过LIFEx进行自动分割,并提取放射组学特征。放射组学特征包括形态学特征、基于强度的特征(如灰度直方图)和纹理特征(如灰度共生矩阵、灰度游程长度矩阵等)。所有PET放射组学特征使用ComBat方法进行批次效应校正。

主要结果

研究结果显示,34名患者携带60个HNPGLs,其中25名患者携带51个SDHx相关HNPGLs,9名患者携带9个散发性HNPGLs。通过逐步判别分析,发现GLSZM-区域大小非均匀性(GLSZM-ZSNU,反映肿瘤异质性)和IB-TLSRE(总病灶生长抑素受体表达)是遗传状态的独立预测因子,交叉验证后96.4%的病灶和91.6%的患者被正确分类(p < 0.001)。在非转移性患者中,散发性HNPGLs的GLSZM-ZSNU和IB-TLSRE显著高于SDHx相关HNPGLs(p < 0.001),但在转移性患者中未发现显著差异。决策树分析表明,多灶性和IB-TLSRE是有用的变量,正确识别了6/9的散发性和24/25的SDHx患者,但未能分类1名SDHA和3名散发性患者(其中2名为转移性)。

结论

研究得出结论,放射组学特征GLSZM-ZSNU和IB-TLSRE能够反映HNPGLs的SDHx状态和肿瘤行为(转移性 vs. 非转移性)。如果得到验证,尤其是IB-TLSRE可能成为SDHx变异早期筛查和HNPGL肿瘤行为预测的简单且高效的放射组学指标。

研究亮点

  1. 该研究首次将放射组学应用于[68Ga]DOTATOC PET成像,探讨了HNPGLs的放射组学特征。
  2. 研究发现IB-TLSRE和GLSZM-ZSNU是SDHx遗传状态和肿瘤行为的有效预测因子,具有较高的分类准确性。
  3. 研究为HNPGLs的遗传背景和肿瘤行为提供了新的影像学生物标志物,可能对临床管理和治疗策略产生影响。

其他有价值的内容

研究还探讨了不同解剖部位的HNPGLs在[68Ga]DOTATOC PET成像中的SUVmax值,发现散发性肿瘤的SUVmax显著高于SDHx相关肿瘤,尤其是在颈静脉球瘤中。此外,研究还发现IB-TLSRE在散发性肿瘤中显著高于SDHx相关肿瘤,且在不同解剖部位中表现出显著差异。这些发现为HNPGLs的影像学诊断和遗传背景识别提供了新的思路。

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