Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đo pO bằng phương pháp cực hóa, siêu âm đôi màu tăng cường tương phản (CDS), [18F] fluoromisonidazole và [18F] fluorodeoxyglucose trong chụp cắt lớp phát xạ positron: các phương pháp đã được xác thực để đánh giá oxy hóa khối u liên quan đến liệu pháp hay chỉ là những viên gạch trong mảnh ghép về tình trạng thiếu oxy ở khối u?
Tóm tắt
Nghiên cứu hiện tại được thực hiện nhằm phân tích giá trị của ([18F] fluoromisonidazole (FMISO) và [18F]-2-fluoro-2'-deoxyglucose (FDG) trong chụp PET, cũng như mật độ pixel màu (CPD) và tưới máu khối u (TP) được đánh giá bằng siêu âm đôi màu tăng cường tương phản (CDS) để xác định tình trạng thiếu oxy có liên quan đến liệu pháp. Hệ thống điện cực kim tiêm cực hóa xâm lấn, sử dụng tính toán (pO2 histography) được sử dụng làm chuẩn để đo oxy trong mô khối u ở người nhằm so sánh các phương pháp đo không xâm lấn khác. Đến nay, tổng cộng có 38 bệnh nhân mắc ung thư vùng đầu và cổ đã được khảo sát. Đo pO2 trong mô khối u được thực hiện bằng máy ghi pO2. Kim điện cực được đặt dưới sự kiểm soát của CT trong khối u mà không cần gây mê toàn thân hoặc tại chỗ. Để đánh giá tính liên quan sinh học và lâm sàng của việc đo oxy, tần suất tương đối của các giá trị đo pO2, với các giá trị ≤ 2.5, ≤ 5.0 và ≤ 10.0 mmHg, cũng như giá trị pO2 trung bình và trung vị đã được nêu. Chụp PET FMISO bao gồm một lần quét tĩnh của vùng liên quan, được thực hiện 120 phút sau khi tiêm tĩnh mạch. Tỷ lệ FMISO từ khối u so với cơ (FMISOT/M) và tỷ lệ khối u so với máu (FMISOT/B) đã được tính toán. Chụp PET FDG của các hạch bạch huyết di căn được thực hiện sau 71 ± 17 phút sau khi tiêm tĩnh mạch. Để hình dung càng nhiều mạch máu càng tốt bằng CDS, một chất tăng cường tương phản (Levovist®, Schering Corp., Đức) đã được tiêm. Mật độ pixel màu (CPD) được định nghĩa là tỷ lệ giữa pixel màu và pixel xám trong một vùng quan tâm. Từ các tín hiệu CDS, hai tham số đã được rút ra: sắc thái màu - định nghĩa vận tốc (v) và diện tích màu - định nghĩa diện tích được tưới máu (A). Cường độ tín hiệu được lượng hóa như một chỉ số của tưới máu mô (TP) như sau: TP = vmean × Amean. Để điều tra mức độ liên kết tuyến tính, chúng tôi đã tính toán hệ số tương quan Pearson. Một sự tương quan nhẹ (|r| > 0.4) đến vừa phải (|r| > 0.6) đã được tìm thấy giữa các tham số của phương pháp cực hóa pO2 (các giá trị pO2 ≤ 2.5, ≤ 5.0 và ≤ 10.0 mmHg, cũng như pO2 trung vị), CPD và FMISOT/M. Chỉ có một sự tương quan nhẹ giữa TP và phân số các giá trị pO2 ≤ 10.0 mmHg, pO2 trung vị và trung bình có thể được phát hiện. Sau khi loại bỏ bốn điểm ngoại lệ, các giá trị tuyệt đối của hệ số tương quan Pearson đã tăng lên rõ rệt. Không có mối liên hệ quan trọng giữa lượng FDG trung bình hoặc tối đa và các thông số cực hóa cũng như các thông số CDS khác nhau. CDS và PET FMISO đại diện cho các phương pháp tiếp cận khác nhau để ước lượng tình trạng thiếu oxy khối u có liên quan đến liệu pháp. Mỗi phương pháp trong số đó đều có những giới hạn về mặt phương pháp, đòi hỏi việc đánh giá tiềm năng lâm sàng trong các nghiên cứu tiên tiến là cần thiết.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Chapman JD, Engelhardt EL, Stobbe CC, Schneider RF, Hanks GE: Measuring hypoxia and predicting tumor radio resistance with nuclear medicine assays. Radiother Oncol. 1998, 46: 229-237. 10.1016/S0167-8140(97)00186-2.
Clavo AC, Brown RS, Wahl RL: Fluorodeoxyglucose uptake in human cancer cell lines is increased by hypoxia. J Nucl Med. 1995, 36: 1625-1632.
Di Martino E, Gagel B, Schramm O, Maneschi P, Westhofen M: Evaluation of tumor oxygenation by color duplex sonography: A new approach. Otolaryngol Head Neck Surg. 2005, 132: 765-769. 10.1016/j.otohns.2005.01.033.
Eriksen JG, Horsman MR: Tumor hypoxia – a characteristic feature with a complex molecular background. Radiother Oncol. 2006, 81: 119-121. 10.1016/j.radonc.2006.09.005.
Evans NTS, Naylor PFD: The effect of oxygen breathing and radiotherapy upon tissue oxygen tension of some human tumors. Br J Radiol. 1963, 36: 418-425.
Gagel B, DiMartino E, Schramm O, Pinkawa M, Piroth M, Demirel C, Maneschi P, Stanzel S, Asadpuor B, Westhofen M, Eble MJ: Contrast-enhanced color duplex sonography (CDS): an alternative for the evaluation of therapy-relevant tumor oxygenation?. Strahlenther Onkol. 2006, 10: 604-609. 10.1007/s00066-006-1520-1.
Gasparini G, Weidner N, Maluta S, Pozza F, Boracchi P, Mezzetti M, Testolin A, Bevilacqua P: Intratumoral microvessel density and p53 protein: Correlation with metastasis in head-and-neck squamous-cell carcinoma. Int J Cancer. 1993, 55: 739-744. 10.1002/ijc.2910550507.
Gray LH, Conger AD, Ebert M: The concentration of oxygen dissolved in tissue at the time of irradiation as a factor in radiotherapy. Br J Radiol. 1953, 26: 638-642.
Hlatky L, Alpen EL: Two dimensional diffusion limited system for cell growth. Cell Tissue Kinet. 1985, 18: 597-611.
Höckel M, Schleger K, Aral B, Mitze M, Schäffer U, Vaupel P: Association between tumor hypoxia and malignant progression in advanced cancer of the uterine cervix. Cancer Res. 1996, 56: 4509-4515.
Horsman MR, Overgaard J: Preclinical studies on how to deal with patient intolerance to nicotinamide and carbogen. Radiother Oncol. 2004, 70: 301-309. 10.1016/j.radonc.2004.01.017.
Horsman MR, Overgaard J: The oxygen effect and tumour microenviroment. Edited by: Steel GG. 2002, Basic clinical radiobiology, Arnold, London, 58-168.
Horsman MR: Measurement of tumor oxygenation. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 1998, 42: 701-704. 10.1016/S0360-3016(98)00332-0.
Hudson HM, Larkin RS: Accelerated image reconstruction using ordered subsets of projection data. IEEE Trans Med Imaging. 1994, 13: 601-609. 10.1109/42.363108.
Kallinowski F, Brownell AL, Vaupel P, Brownell GL: Combined tissue oxygen tension measurement and positron emission tomography studies on glucose utilization in oncogene-transformed cell line tumour xenografts in nude mice. Br J Radiol. 1991, 64: 350-359.
Kubota K, Tada M, Yamada S, Hori K, Saito S, Iwata R, Sato K, Fukuda H, Ido T: Comparison of the distribution of fluorine-18 fluoromisonidazole, deoxyglucose and methionine in tumour tissue. Eur J Nucl Med. 1999, 26: 750-757. 10.1007/s002590050446.
Lehtiö K, Eskola O, Viljanan T, Oikonen V, Grönroos T, Sillanmäki L, Grenman R, Minn H: Imaging perfusion and hypoxia with PET to predict radiotherapy response in head-and-neck cancer. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2004, 59: 971-982. 10.1016/j.ijrobp.2003.12.014.
Mathupala SP, Heese C, Pedersen PL: Glucose catabolism in cancer cells: the type II hexokinase promoter contains functionally active response elements for the tumor suppressor p53. J Biol Chem. 1997, 272: 22776-22780. 10.1074/jbc.272.36.22776.
Mathupala SP, Rempel A, Pedersen PL: Glucose catabolism in cancer cells. Isolation, sequence, and activity of the promoter for type II hexokinase. J Biol Chem. 1995, 270: 16918-19925. 10.1074/jbc.270.28.16918.
Miles KA, Griffiths MR, Fuentes MA: Standardized perfusion value: universal CT contrast enhancement scale that correlates with FDG PET in lung nodules. Radiology. 2001, 220: 548-553.
Minn H, Clavo AC, Wahl RL: Influence of hypoxia on tracer accumulation in squamous-cell carcinoma: in vitro evaluation for PET imaging. Nucl Med Biol. 1996, 23: 941-946. 10.1016/S0969-8051(96)00134-5.
Nordsmark M, Bentzen SM, Rudat V, Brizel D, Lartigau E, Stadler P, Becker A, Adam M, Molls M, Dunst J, Terris DJ, Overgaard J: Prognostic value of tumor oxygenation in 397 head and neck tumors after primary radiation therapy. An international multi-center study. Radiother Oncol. 2005, 77: 18-24. 10.1016/j.radonc.2005.06.038.
Nunn A, Linder K, Strauss HW: Nitroimidazoles and imaging hypoxia. Eur J Nucl Med. 1995, 22: 265-280. 10.1007/BF01081524.
Piert M, Machulla H-J, Picchio M, Reischl G, Ziegler S, Kumar P, Wester H-J, Beck R, McEwan AJB, Wiebe LI, Schwaiger M: Hypoxia-specific tumor imaging with 18F-Fluoroazomycin Arabinoside. J Nucl Med. 2005, 46: 106-113.
Raleigh JA: Hypoxia and its clinical significance. Edited by: Tepper JE, Raleigh JA. Seminars in radiation oncology, Saunders, Orlando, Flo, 6: 1-70.
Sauer G, Weber KJ, Eble MJ: Comet-Assay Measurement of hypoxia correlates with preiradiation micro-electrode histography in R3327-AT rodent tumors. Radiat Res. 2000, 154 (4): 439-446. 10.1667/0033-7587(2000)154[0439:MOHUTC]2.0.CO;2.
Scholbach T, Scholbach J, Krombach GA, Gagel B, Maneschi P, DiMartino E: New method of color Doppler signal quantification in metastatic lymph nodes compared to direct polarographic measurement of tissue oxygenation. Int J Cancer. 2005, 114: 957-962. 10.1002/ijc.20827.
Stone HB, Brown JM, Philips TL, Sutherland RM: Oxygen in human tumors: correlations between methods of measurements and response to therapy. Radiat Res. 1993, 136: 422-434. 10.2307/3578556.
Sorensen M, Horsman MR, Cumming P, Munk OL, Keiding S: Effect of intratumoral heterogeinity in oxygenation status on FMISO PET, autoradiography, and electrode pO2 measurements in murine tumors. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2005, 62: 854-861. 10.1016/j.ijrobp.2005.02.044.
Thews O, Vaupel P: Relevant parameters for describing the oxygenation status of solid tumours. Strahlenther Onkol. 1996, 172: 239-242.
Vaupel P: The role of hypoxia-induced factors in tumor progression. The Oncologist. 2004, 9 (Suppl 5): 10-17. 10.1634/theoncologist.9-90005-10.
Vermeulen PB, Roland L, Mertens V, Van Marck E, De Bruijn EA, Van Oosterom AT, Dirix LY: Correlation of intratumoral mivrovessel density and p53 protein overexpression in human colorectal adenocarcinoma. Microvasc Res. 1996, 51: 164-174. 10.1006/mvre.1996.0018.
Zhao S, Kuge Y, Mochizuki T, Takahashi T, Nakada K, Sato M, Takei T, Tamaki N: Biologic correlates of intratumoral heterogeneity in 18F-FDG distribution with regional expression of glucose transporters and hexokinase-II in experimental tumor. J Nucl Med. 2005, 46: 675-682.
Zimny M, Gagel B, DiMartino E, Hamacher K, Coenen HH, Westhofen M, Eble MJ, Buell U, Reinartz P: FDG – a marker of tumour hypoxia? A comparison with [18F]-Fluoromisonidazole and pO2-Polarography in metastatic head and neck cancer. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2006, 33: 1426-1431. 10.1007/s00259-006-0175-6.
The pre-publication history for this paper can be accessed here:http://www.biomedcentral.com/1471-2407/7/113/prepub