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 olanprimer malign beyin tümörüdür. Görüntüleme kullanılarak önemli genomik vemoleküler belirteçlerin tedavi öncesi invaziv olmayan yöntemlerlekarakterizasyonu, hastalık alt tiplerinin anlaşılmasında ve GB'nin risk analizininyapılmasında, aynı zamanda tedavi planlanmasında yardımcı olabilmektedir.Bu çalışmanın amacı, GB'li olgulardaki belirli genomik veya molekülerdeğişiklikleri tahmin etmede potansiyel invaziv olmayan bir yöntem olandinamik 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) retrospektifolarak inceledik. Kontrastlanan tümör dokusu (TD) ve kontrastlanmayanperitümöral T2-hiperintens tümör dokusundan (PD) elde olunan ROİ'ler,Ktrans (maddenin damar kompartmanından tümör intersitisiyumunatransendotelyal taşınması), Kep (kontrast maddenin damar boşluğuna gerigeçişi) ve Ve (tümör volümünün ekstravasküler ekstraselüler boşluk tarafındandoldurulan fraksiyonu) gibi kantitatif parametrelerin yanı sıra sinyal yoğunluğuzaman serisi eğrisinden elde olunan eğri altında kalan alan (EAA) vemaksimum eğim (MaksEğim) gibi semikantitatif parametrelerin hesaplanmasıiçin kullanıldı. Çalışmada incelenen moleküler belirteçler; Ki-67 proliferasyonindeksi, epidermal büyüme faktör reseptörü (EGFR), oligodendrosittranskripsiyon faktörü 2 (Olig2), izositrat dehidrojenaz 1 (IDH1) ve p53mutasyonuydu. Farklı genetik profillere sahip GB'lerin görüntüleme bulguları,Kruskal-Wallis testi ve ROC analizi ile karşılaştırmalı değerlendirildi.Spearman korelasyon analizi, görüntüleme bulguları ile moleküler belirteçlerinarasındaki ilişkiyi tanımlamak için kullanıldı.IDH1 mutasyon durumu incelenen toplam 30 hastanın 23'ü (%76.6)IDH1 mutasyonuna sahipti. 28/36 (%77.7) hastada EGFR ekspresyonumevcuttu. Ortalama Ki-67 proliferasyon indeksi %29 olarak hesaplandı (Aralık:%1.5-80). P53 mutasyonu hastaların 20/36 (%55)'sında pozitif, Olig2mutasyonu ise tüm olguların 7/36'sında negatif ve 29/36'sında pozitifti.Kruskal-Wallis testi, TD ve PD'den elde olunan çeşitli kantitatif ve semikantitatifDK-pMRG parametreleri ile GB'nin moleküler belirteçleri olan EGFRekspresyonu, IDH1 ve Olig2 mutasyonu arasında istatistiksel olarak anlamlıbir farklılığın olduğunu gösterdi (p < 0.05). Peritümöral Ve, IDH1 mutasyonunu;MaksEğim, EGFR ekspresyonunu; Kep ise Olig2 mutasyonunudeğerlendirmede en yüksek duyarlılık ve özgüllüğe sahipti. Ki-67 proliferasyonindeksi, tüm DK-pMRG parametreleriyle anlamlı pozitif korelasyon sergiledi (p< 0.05). Bununla birlikte, p53 mutasyon sıklığı, DK-pMRG değerlerindenherhangi biriyle anlamlı bir korelasyon sergilemedi (p > 0.05).DK-pMRG, bireysel tedavi protokollerinin gelişmesinde roloynayabilecek GB'nin önemli moleküler belirteçlerinin tespitinde roloynayabilir. Ayrıca, GB'nin PD görüntüleme özellikleri, moleküler alt tipe özgütedavilerin belirlenmesinde önemli olabilir, çünkü görüntüleme özellikleriylemoleküler belirteçler arasındaki ilişki TD ve PD'de farklılık göstermektedir.Ancak daha büyük hasta sayısına sahip çalışmalarla moleküler belirleçler veMR perfüzyon inceleme bulguları arasındaki ilişkinin incelenmesigerekmektedir.

Glioblastoma (GB) is the most common and highly lethal primarymalignant brain tumor in adults. Pretherapeutic non-invasive characterizationof major genomic and molecular profiles using imaging could assist inunderstanding disease subtypes, as well as in risk stratification and treatmentplanning of GB. Our purpose was to evaluate the utility of dynamic contrastenhanced T1-weighted perfusion MR imaging (DCE-pMRI) as a potentialnoninvasive 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 molecularstudies of their excised GBs in this review board-approved study. ROIs of theenhancing tumor (ER) and non-enhancing peritumoral T2-hyperintense region(NER) were used to calculate DCE-pMRI derived quantitative parameters ofKtrans (volume transfer constant), Kep (backflux constant), and Ve (volume ofthe extravascular extracellular space) as well as semiquantitative parametersincluding the area under the curve (iAUC) and maximum slope (MaxSlope) ofthe signal intensity time series curve. Molecular characteristics determinedincluded 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 imagingmetrics of GB with different genetic profiles were compared using KruskalWallis test with receiver operating characteristic curve (ROC) analysis, and theSpearman correlation analysis was used for identifying imaging-molecularassociations.Among 30 patients with available IDH1 mutation status, 23 (76.6%)patients presented with IDH1-mutation. EGFR amplification was present in28/36 (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 wasnegative (7/36) and positive (29/36) in all tumors. The Kruskall-Wallis testindicates that various quantitative and semi-quantitative DCE-pMRIparameters of the ER and NER were statistically different in GBs with majorgenomic profiles of IDH1 mutation, EGFR amplification, and Olig2 expression(p < 0.05). The VeNER exhibited the highest sensitivity and specificity forevaluating the IDH1 mutation, MaxSlope for EGFR amplification, Kep for Olig2expression status. Ki-67 labeling index indicated significant positive correlationwith all DCE-pMRI parameters (p < 0.05). However, P53 expression status (allp > 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 inGB as potential targets for individualized treatment protocols. Moreover, theimaging characteristics suggested that subtype-specific treatment of NERmight be substantial because the imaging-molecular associations weredifferent in the ER and NER of GB. Further investigation with a larger cohort isnecessary.