Eur J Radiol：如何应用MR无创预测胶质瘤的组织学分级和IDH突变状态?
2023-09-18 shaosai MedSci原创 发表于上海
动脉自旋标记（ASL）是一种MR灌注方法，能够在组织水平测量脑灌注。ASL可以无创地反映脑血流（CBF）并且不需要对比剂来进行。
根据世界卫生组织（WHO）最新的中枢神经系统肿瘤分类，胶质瘤被分为四个组织学等级，并将浸润性胶质瘤区分为低级别胶质瘤（LGG，2级）和高级别胶质瘤（HGG，3、4级）。胶质瘤的分级对确定治疗策略具有临床意义。除了组织学检查结果，分子生物标志物在确定诊断信息方面也发挥了重要作用。异柠檬酸脱氢酶（IDH）突变在大多数WHO 2级和3级弥漫性胶质瘤和继发性胶质母细胞瘤（GBMs）中发生，是胶质瘤发生的关键分子改变。研究发现，与IDH野生型（IDHwt）相比，具有IDH突变（IDHmut）的胶质瘤对化疗更敏感、预后更好。因此，胶质瘤的病理逻辑分级和IDH突变状态对诊断、预后和最终的个性化治疗都至关重要。传统上，免疫组化染色和基因序列是检测胶质瘤分级和基因表型的黄金标准，然而，该方法是一种侵袭性的方式，容易出现取样错误，因此在常规临床实践中迫切需要一种无创的、术前的肿瘤分级和IDH基因型的测定。
扩散加权成像（DWI）可以通过观察水的布朗运动来探测组织的微观结构和反映细胞的情况。目前，单指数扩散模型是临床实践中最普遍使用的模型。尽管该模型很简单，但其产生的参数表观扩散系数（ADC）已被证明对识别胶质瘤等级和IDH突变状态很有价值。然而，关于ADC在胶质瘤分级中的诊断价值，其他研究也报道了相互矛盾的结果。
动脉自旋标记（ASL）是一种MR灌注方法，能够在组织水平测量脑灌注。ASL可以无创地反映脑血流（CBF）并且不需要对比剂来进行。最初的报告显示，三维伪连续ASL（3D pCASL）和动态磁敏感增强（DSC）MR成像之间基本一致，后者是评估肿瘤灌注的参考标准。事实上，一些研究报告称，高等级胶质瘤（HGG）的CBF值高于低等级胶质瘤（LGG）。然而，其他研究发现高、低级别胶质瘤的CBF值有重叠。然而，3D pCASL对分子生物标志物的预测价值还没有完全阐明。
近日，发表在Eur J Radiol杂志的一项研究评估了单指数、双指数弥散模型和三维pCASL对胶质瘤患者等级和IDH突变预测的诊断性能。
95名经病理证实的2-4级胶质瘤患者被纳入本研究，所有患者均在术前接受了DWI、IVIM和3D pCASL扫描。采用学生t检验和Mann-Whitney U检验来评估DWI、IVIM和3D pCASL参数在LGG和HGG之间的差异，以及IDH突变型和野生型在2级和3级扩散型星形细胞瘤之间的差异，并采用接受者操作特征（ROC）分析来评估诊断性能。
HGGs的ADCmean、ADCmin、Dmean和Dmin的值低于LGG，而HGGs的CBFmean和CBFmax的值高于LGG。在ROC分析中，Dmean、Dmin和CBFmax的AUC值分别为0.827、0.878和0.839。CBFmax和Dmin的组合显示了区分LGG和HGGs的最高诊断性能，AUC为0.906，敏感性为82.4%，特异性为86.4%。在2级和3级弥散型星形细胞瘤患者中，ADCmin、Dmean、Dmin、CBFmean和CBFmax在IDHmut组和IDHwt组之间显示出明显的差异（P < 0.05、0.001、0.001、0.01和0.001），AUC值分别为0.709、0.849、0.919、0.755和0.873。同样，CBFmax和Dmin的组合在预测IDH突变状态方面显示出最高的AUC值（0.938），其敏感性为92.9%，特异性为95.5%。
图 一名62岁的男性，患有弥漫性星形细胞瘤（3级），左枕叶病变有IDH突变。实体肿瘤成分和瘤周水肿在T1WI上显示为低信号（a），T2WI上显示为高信号（b）。T1WI上有异质性增强（c）。相对较高的ADCmean/ADCmin（1.531/1.242×10-3 mm2/s），相对较高的Dmean/Dmin（1.204/1.085×10-3 mm2/s），相对较低的D*mean/D*max（14.75/19.56×10-3 mm2/s），相对较低的fmean/fmax（9. 6 %/12.6 %）和相对较低的CBFmean/CBFmax（35.21/47.58 ml/100 g/min），分别在ADC图（d）、D图（e）、D*图（f）、f图（g）和CBF图（h）发现
本项研究表明，IVIM和3D pCASL的组合可用于无创预测胶质瘤的组织学分级和IDH突变状态，为临床进行早期的预后预测提供了技术支持。
原始出处：
Da Guo,Binghu Jiang.Noninvasively evaluating the grade and IDH mutation status of gliomas by using mono-exponential, bi-exponential diffusion-weighted imaging and three-dimensional pseudo-continuous arterial spin labeling.DOI:10.1016/j.ejrad.2023.110721
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