Применение изображений, взвешенных по амидному протонному переносу, в стадировании диффузных глиом: проспективное исследование

Введение: Диффузные глиомы являются наиболее распространенными опухолями головного мозга. Глиомы высокой степени злокачественности характеризуются плохим прогнозом и требуют сложного комбинированного лечения. Амидный протонный перенос является современной методикой, позволяющей визуализировать метаболические изменения в опухоли и повысить эффективность МРТ-исследования.

Цель: Оценить возможности амидного протонного переноса в определении степени злокачественности диффузных глиом головного мозга.

Материалы и методы: В исследование включено 73 пациента с гистологически подтвержденными супратенториальными диффузными глиомами взрослого типа, прошедших оперативное лечение в университетской клинике ПИМУ с 2023 по  2025  г. Исследование проводилось на  магнитно-резонансном томографе Philips Ingenia Elition X 3Т (Нидерланды). Протокол исследования состоял из стандартного протокола и изображений, взвешенных по амидному протонному переносу (АПП-ВИ). Были рассчитаны средние, минимальные и максимальные значения относительной концентрации свободных амидных групп в центральной и периферической части опухоли, абсолютные и нормализованные по неизмененному белому веществу. Критерий Манна–Уитни использовался для определения различий между группами пациентов.

Результаты: Абсолютные значения относительной концентрации свободных амидных групп в центральной части опухоли были выше в сравнении с глиомами низкой степени злокачественности: средние — 2,68 [2,07; 3,30] и 1,44 [1,34; 1,92], максимальные 2,96 [2,37; 3,81] и 1,62 [1,49; 2,11], минимальные 2,34 [1,62; 2,86] и 1,25 [1,14; 1,47], p<0,05. Аналогичные различия также были обнаружены в перифокальной зоне — 1,58 [1,28; 1,90], 2,29 [1,85; 2,77], 0,95 [0,61; 1,16] — среднее, максимальное и минимальное значения соответственно у диффузных глиом высокой степени злокачественности и 1,02 [0,83; 1,11], 1,57 [1,21; 1,67], 0,61 [0,36; 0,79] у глиом низкой степени, p><0,05. Нормализованные значения различались только в центральной части опухоли: 3,25 [2,32; 4,86], 5,58 [3,50; 16,42] — средние и максимальные значения у опухолей высокой степени злокачественности и 2,19 [1,68; 3,60], 3,10 [2,36; 12,19] у опухолей низкой степени соответственно, p><0,05. При сравнении 2, 3 и 4 степени по отдельности, была выявлена тенденция к повышению значений сигнала изображений, взвешенных по амидному протонному переносу от Grade 2 к Grade 4, как в центральной части опухоли, так и в периферической. ОБСУЖДЕНИЕ: Определение степени злокачественности конкретной опухоли на дооперационном периоде является одной из  ключевых задач лучевой диагностики, так как позволяет адекватно спланировать лечение, улучшить уровень жизни и увеличить выживаемость. Результаты исследования демонстрируют возможности амидного протонного переноса в стадировании глиальных опухолей. Относительная концентрация свободных амидных групп, определяемая на основании интенсивности сигнала АПП-взвешенных изображений, увеличивается соответственно повышению степени злокачественности, что, вероятно, связано с рядом гистологических и метаболических различий глиом разного грейда. ЗАКЛЮЧЕНИЕ: Выявлены статистически значимые различия между значениями относительной концентрации свободных амидных групп в центральной части и перифокальной области у глиальных опухолей с различной степенью злокачественности. Метод амидного протонного переноса является информативным в исследовании пациентов с диффузными глиомами головного мозга. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: магнитно-резонансная томография; амидный протонный перенос; нейровизуализация; глиомы; степень злокачественности > < 0,05. Аналогичные различия также были обнаружены в перифокальной зоне — 1,58 [1,28; 1,90], 2,29 [1,85; 2,77], 0,95 [0,61; 1,16] — среднее, максимальное и минимальное значения соответственно у диффузных глиом высокой степени злокачественности и 1,02 [0,83; 1,11], 1,57 [1,21; 1,67], 0,61 [0,36; 0,79] у глиом низкой степени, p < 0,05. Нормализованные значения различались только в центральной части опухоли: 3,25 [2,32; 4,86], 5,58 [3,50; 16,42] — средние и максимальные значения у опухолей высокой степени злокачественности и 2,19 [1,68; 3,60], 3,10 [2,36; 12,19] у опухолей низкой степени соответственно, p<0,05. При сравнении 2, 3 и 4 степени по отдельности, была выявлена тенденция к повышению значений сигнала изображений, взвешенных по амидному протонному переносу от Grade 2 к Grade 4, как в центральной части опухоли, так и в периферической. ОБСУЖДЕНИЕ: Определение степени злокачественности конкретной опухоли на дооперационном периоде является одной из  ключевых задач лучевой диагностики, так как позволяет адекватно спланировать лечение, улучшить уровень жизни и увеличить выживаемость. Результаты исследования демонстрируют возможности амидного протонного переноса в стадировании глиальных опухолей. Относительная концентрация свободных амидных групп, определяемая на основании интенсивности сигнала АПП-взвешенных изображений, увеличивается соответственно повышению степени злокачественности, что, вероятно, связано с рядом гистологических и метаболических различий глиом разного грейда. ЗАКЛЮЧЕНИЕ: Выявлены статистически значимые различия между значениями относительной концентрации свободных амидных групп в центральной части и перифокальной области у глиальных опухолей с различной степенью злокачественности. Метод амидного протонного переноса является информативным в исследовании пациентов с диффузными глиомами головного мозга. > < 0,05. При сравнении 2, 3 и 4 степени по отдельности, была выявлена тенденция к повышению значений сигнала изображений, взвешенных по амидному протонному переносу от Grade 2 к Grade 4, как в центральной части опухоли, так и в периферической.

Обсуждение: Определение степени злокачественности конкретной опухоли на дооперационном периоде является одной из  ключевых задач лучевой диагностики, так как позволяет адекватно спланировать лечение, улучшить уровень жизни и увеличить выживаемость. Результаты исследования демонстрируют возможности амидного протонного переноса в стадировании глиальных опухолей. Относительная концентрация свободных амидных групп, определяемая на основании интенсивности сигнала АПП-взвешенных изображений, увеличивается соответственно повышению степени злокачественности, что, вероятно, связано с рядом гистологических и метаболических различий глиом разного грейда.

Заключение: Выявлены статистически значимые различия между значениями относительной концентрации свободных амидных групп в центральной части и перифокальной области у глиальных опухолей с различной степенью злокачественности. Метод амидного протонного переноса является информативным в исследовании пациентов с диффузными глиомами головного мозга.

1. Kamimura K., Nakajo M., Yoneyama T. et al. Amide proton transfer imaging of tumors: theory, clinical applications, pitfalls, and future directions // Jpn. J. Radiol. Vol. 37, No. 2. Р. 109–116. Feb. 2019. doi: 10.1007/s11604-018-0787-3.

2. Miller K.D., Ostrom Q.T., Kruchko C. et al. Brain and other central nervous system tumor statistics, 2021 // CA. Cancer J. Clin. 2021. Vol. 71, No. 5. Р. 381–406. doi: 10.3322/caac.21693.

3. Suh C.H., Park J.E., Jung S.C. et al. Amide proton transfer-weighted MRI in distinguishing high- and low-grade gliomas: a systematic review and meta-analysis // Neuroradiology. 2019. Vol. 61, No. 5. Р. 525–534. doi: 10.1007/s00234-018-02152-2.

4. Jiang S, Yu H, Wang X, et al. Molecular MRI differentiation between primary central nervous system lymphomas and high-grade gliomas using endogenous proteinbased amide proton transfer MR imaging at 3 Tesla // Eur. Radiol. Vol. 26, No. 1. Р. 64–71, Jan. 2016, doi: 10.1007/s00330-015-3805-1.

5. Zhang H.-W., Liu X.-L., Zhang H.-B. et al. Differentiation of Meningiomas and Gliomas by Amide Proton Transfer Imaging: A Preliminary Study of Brain Tumour Infiltration // Front. Oncol. 2022. Vol. 12. Р. 886968. doi: 10.3389/fonc.2022.886968.

6. Onishi R., Sawaya R., Tsuji K. et al. Evaluation of Temozolomide Treatment for Glioblastoma Using Amide Proton Transfer Imaging and Diffusion MRI // Cancers. 2022. 1907. Vol. 14, No. 8. Р. 1907. doi: 10.3390/cancers14081907.

7. Ma B., Blakeley J.O., Hong X. et al. Applying amide proton transfer‐weighted MRI to distinguish pseudop and rogression from true progression in malignant gliomas // J. Magn. Reson. Imaging. 2016. Vol. 44, No. 2. Р. 456–462. doi: 10.1002/jmri.25159.

8. Du N., Zhou X., Mao R. et al. Preoperative and Noninvasive Prediction of Gliomas Histopathological Grades IDH Molecular Types Using Multiple MRI Characteristics // Front. Oncol. 2022. Vol. 12. Р. 873839. doi: 10.3389/fonc.2022.873839.

9. Hirschler L., Sollmann N., Schmitz‐Abecassis B. et al. Advanced MR Techniques for Preoperative Glioma Characterization: Part 1 // J. Magn. Reson. Imaging. 2023. Vol. 57, No. 6. Р. 1655–1675. doi: 10.1002/jmri.28662.

10. Koike H., Morikawa M., Ishimaru H. et al. Amide Proton Transfer–Chemical Exchange Saturation Transfer Imaging of Intracranial Brain Tumors and Tumor-Like Lesions: Our Experience and a Review // Diagnostics. 2023. Vol. 13, No. 5. Р. 914. doi: 10.3390/diagnostics13050914.

11. Hou H., Chen W., Diao Y. et al. 3D Amide Proton Transfer-Weighted Imaging for Grading Glioma and Correlating IDH Mutation Status: Added Value to 3D Pseudocontinuous Arterial Spin Labelling Perfusion // Mol. Imaging Biol. 2023. Vol. 25, No. 2. Р. 343–352. doi: 10.1007/s11307-022-01762-w.

12. Togao O., Yoshiura T., Keupp J. et al. Amide proton transfer imaging of adult diffuse gliomas: correlation with histopathological grades // Neuro-Oncol. 2014. Vol. 16, No.3. Р. 441–448. doi: 10.1093/neuonc/not158.

13. Mostafa M.A., Abo-Elhoda P.M., Abdelrahman A.S. et al. The added value of relative amide proton transfer (rAPT) to advanced multiparametric MR imaging for brain glioma characterization // Egypt. J. Radiol. Nucl. Med. 2023. Vol. 54, No. 1. Р. 182. doi: 10.1186/s43055-023-01104-y.