基因治療膠質(zhì)瘤的影像學

基因治療膠質(zhì)瘤的影像學第1頁/共11頁基因治療的影像學改變和問題

7.6.1MRI確定腫瘤的部位和觀察治療效果7.6.2基因標記實驗7.6.3PET第2頁/共11頁7.6.1MRI確定腫瘤的部位和觀察治療效果

Izquierdo等人開展了I期臨床實驗，對5例復發(fā)膠質(zhì)母細胞瘤進行基因治療。在腫瘤未切除的前提下將108－109/8-10ml病毒包裝細胞注射到腫瘤不同部位。用增強MRI來評價術(shù)前術(shù)后腫瘤大小的變化。結(jié)果顯示所有的病人都能夠很好的耐受該種治療方法也未出現(xiàn)毒副反應，在外周血中中也未檢測到逆轉(zhuǎn)錄病毒的env基因的蛋白表達。這些病人的存活時間在1－8個月之間。其中有2例病人術(shù)后2個月內(nèi)MRI檢查發(fā)現(xiàn)腫瘤生長部分被抑制。該2例病人存活時間為5個月和8個月。

Delganis等人研究了HSV－1TK/GCV修飾的逆轉(zhuǎn)錄病毒治療復發(fā)膠質(zhì)母細胞瘤的MRI影像學變化。他們先將腫瘤切除后將108－109/8-10ml病毒包裝細胞注射到術(shù)腔周邊植入Ommaya囊，將GCV注入此囊。在隨后的40天內(nèi)適當時間間隔進行MRI評估。術(shù)后增強核磁可見所有病人殘余10cm3或更大。1例病人在術(shù)前腫瘤連續(xù)增長的情況下術(shù)后132天未見腫瘤體積增大。3例病人出現(xiàn)強化范圍增大且水腫明顯提示該3例病人該治療方法失敗。然而還有3例病人在治療后的40－80天內(nèi)首先出現(xiàn)強化信號的增大隨后強化信號體積變小，這可能是術(shù)后所引起的炎性反應，該現(xiàn)象也出現(xiàn)在免疫療法治療膠質(zhì)瘤當中，研究發(fā)現(xiàn)在腫瘤中可見白細胞介素-2和白細胞介素-4的存在。該種現(xiàn)象是否是由炎性反應所致還是腫瘤的快速進展所致目前還不清楚。

第3頁/共11頁Rem等人對15例有復發(fā)傾向的膠母和腦轉(zhuǎn)移癌的病人進行了Ⅰ期臨床基因治療。基因治療前用MRI評價腫瘤的體積，其平均體積為5.9±5.4ml，后將（6.7±2.8）×108VPC/7.0±2.8ml注入腫瘤當中。其中5例病人腫瘤體積為1.4±0.5－0.4±0.5ml。部分腫瘤被抑制的時間為4－11周。與對照組相比，腫瘤明顯縮小。在治療效果上的缺陷可能是由于病毒包裝細胞在腫瘤內(nèi)部的分布和較低的轉(zhuǎn)染率（0.1~0.2%）所致。

從1995－1999年Klatzmann等人也開展了Ⅰ期臨床實驗治療復發(fā)性膠質(zhì)母細胞瘤。手術(shù)切除腫瘤后將病毒包裝細胞注射到術(shù)腔周邊。評價基因治療的安全性，并用4個月生存率評價療效，通過增強MRI了解術(shù)后情況。Ⅰ期的18例病人，在MRI影像上可見4例患者的腫瘤生長受到抑制。生存時間與對照組相比為528/175天，生存時間明顯明顯延長，其中一例42歲的女患者甚至存活了3年，最后死于乳癌。盡管如此并不能表明基因治療對所有的病人都有效。

第4頁/共11頁Achi等人對5例平均年齡60±5歲的膠質(zhì)母細瘤病人進行基因治療。術(shù)后用KPS和MRI在術(shù)前術(shù)后1，2，4，6個月進行評估發(fā)現(xiàn)僅有很輕微的副作用。一例患者在術(shù)后5周內(nèi)出現(xiàn)一過性的左側(cè)肢體輕癱。1例病人血清實驗時檢測到抗VPC抗體，另1例病人在1和4個月時檢測到抗載體抗體，其他檢查未發(fā)現(xiàn)異常。2例病人分別在8.4和9.9月死亡，剩下的3例患者存活超過1年。KPS評分發(fā)現(xiàn)所有患者在2－4月時最好，MRI發(fā)現(xiàn)在手術(shù)后的最初2個月腫瘤無明顯增大。

Gli328歐洲－加拿大研究組開展了Ⅰ、Ⅱ期臨床實驗，評價HSV－1TK/GCV修飾的逆轉(zhuǎn)錄病毒治療膠母的可行性和安全性。48例病人手術(shù)后立即行基因治療，口服GCV14天。在瘤周小量的多點注射是非常困難的，因為在注射的過程中常出現(xiàn)倒流現(xiàn)象。嚴重的神經(jīng)功能受損的癥狀很少僅有2例病人出現(xiàn)（癲癇和腦積水），1例病人在口服GCV的情況下行增強核磁檢查后出現(xiàn)一過性神經(jīng)功能缺失，影像學發(fā)現(xiàn)可能與GCV介導的腫瘤壞死所引起的炎性反應有關(guān)。這些病人在12月內(nèi)都未出現(xiàn)復發(fā)的跡象，同時也證實了基因治療的安全性。MRI檢查未發(fā)現(xiàn)明顯的抗腫瘤效果，只有4例病人出現(xiàn)了增強信號的減弱，但也并沒有推遲殘余腫瘤復發(fā)的時間。7例病人在6個月出現(xiàn)腫瘤復發(fā)，2例病人在12個月出現(xiàn)腫瘤復發(fā)，其中還有1例2年還沒有復發(fā)。平均生存期8.6個月，12個月存活率未27％。

第5頁/共11頁這些未加對照的Ⅰ、Ⅱ期臨床實驗在Gli328國際研究組開展的Ⅲ期臨床實驗增加了對照組。他們對新近診斷的以前未經(jīng)過治療的248名膠母患者隨機分成2組，標準治療組（手術(shù)＋放療）和標準治療＋基因治療組。由于腫瘤的發(fā)展而致死的患者數(shù)2組基本相當，但由于其他原因而致死的患者數(shù)基因治療組明顯較高（27比15）。術(shù)后未見腫瘤復發(fā)的平均周期基因治療組：標準治療組為180：183。平均生存期為365：354。12個月的生存率為50％：55%。因此加基因治療并沒有明顯的改善生存時間和腫瘤復發(fā)時間。分析治療失敗原因還考慮是轉(zhuǎn)染率太低。另外沒有遷移功能的成纖維細胞也限制了其在腫瘤細胞中的分布。因此要想提高治療效果必須從以下幾方面加以改進，1）提高腫瘤細胞轉(zhuǎn)染率。2）通過分子影像學技術(shù)評估體內(nèi)轉(zhuǎn)染率。3）提高前藥透過血腦屏障，血腫瘤屏障進入被轉(zhuǎn)染的腫瘤細胞的能力。

第6頁/共11頁Floeth等人用MRI和SPECT對上述的248例病人中的26例病人進行評估發(fā)現(xiàn)他們對病人分別在術(shù)前、術(shù)后1，2，4，9，13，17，25，33天，和每8周行MRI檢查，對腫瘤體積和增強部分進行評估，同時對11例病人進行I123SPECT檢查。12/26例病人在治療后18-72小時及3-10個月的MRI均為發(fā)現(xiàn)腫瘤增強影像，但術(shù)腔周圍可見大片狀水腫，中線移位，腦室受壓，但它似乎與神經(jīng)功能的下降無關(guān)。這樣的現(xiàn)象在DelganisSmith等人特地研究中也出現(xiàn)過，這些火焰似的增強影與腫瘤的狀態(tài)和放療無關(guān)。5例病人早期MRI顯示腫瘤殘留，這些殘留的腫瘤的增強影像與火焰似的增強影重疊。當這些火焰似的增強影消失后即可見殘留的腫瘤。11例病人術(shù)后增強核磁僅見窄窄的環(huán)狀增強影而無水腫。重要的是這些火焰似的增強影的出現(xiàn)與術(shù)后效果息息相關(guān)。無火焰似的增強影的腫瘤復發(fā)和進展在2.2個月內(nèi)，平均生存期8.2個月。中等火焰似的增強影的平均生存期10個月，大量火焰似的增強影的腫瘤復發(fā)和進展在9.8個月內(nèi)，平均生存期24.5個月。2例病人生存時間甚至更長。I123SPECT檢查發(fā)現(xiàn)氨基酸的攝入增加部位為殘余腫瘤復發(fā)的的部位。此外組織學檢查發(fā)現(xiàn)3例病人在術(shù)后27~102天在火焰似的增強區(qū)域有大量的炎性反應。由此作者認為短暫的局灶的火焰似的增強影是由于炎性所致?？赡茉诖罅康幕蛑委熁颊咧谐霈F(xiàn)而且與預后息息相關(guān)。

第7頁/共11頁7.6.2基因標記實驗

為了評價基因治療膠質(zhì)瘤的療效Harsh等人采用了一種與治療腫瘤的神經(jīng)病理生化相關(guān)基因進行標記實驗，5例復發(fā)的惡性膠質(zhì)瘤患者先行立體定向活檢注入HSV－1TK/GCV，5天后再行手術(shù)治療后瘤腔周圍注射HSV－TK/GCV。分別檢測腫瘤病理類型，TK基因的表達，抗TK的免疫組化檢查及TK酶活性的測定。4例病人耐受很好但腫瘤仍然進展，1例病人第2次手術(shù)后死于腦膿腫，其中一個患者TK酶活性增加，免疫組化檢查發(fā)現(xiàn)TK基因的表達受到VPC的限制。同時未發(fā)現(xiàn)腫瘤細胞轉(zhuǎn)染但免疫系統(tǒng)無異常。因此作者認為TK基因不能夠很好的轉(zhuǎn)染腫瘤細胞是治療失敗的原因。

第8頁/共11頁7.6.3PET

目前在臨床開展有效的基因治療的主要問題在于靶組織的不均一性和包裝細胞不能夠分布到所有腫瘤細胞。可以通過PET來了解基因治療后腫瘤組織的生物學改變。另外有人用PET來了解腫瘤組織的轉(zhuǎn)染劑量和治療基因的表達狀況。（1）有活性的靶組織的判定PET可以幫助人們了解腦膠質(zhì)瘤代謝狀態(tài)，根據(jù)不同的放射性示蹤劑可以了解腫瘤的生長狀態(tài)。放射失蹤劑包括F18(FDG氟脫氧葡萄糖)，C11（MET甲基左旋蛋氨酸）,F18(FLT氟左旋胸腺嘧啶)，通過他們可以分別了解細胞膜上糖、氨基酸和細胞核的變化，F(xiàn)DG還可以檢測己糖激酶的變化。FLT還可以檢測胸腺激酶的變化。利用FDG-PET可以檢測正常腦組織和腫瘤組織糖的代謝狀況從而判別腫瘤的級別和確定腫瘤是復發(fā)還是放射性壞死。還能夠準確的幫助立體定向活檢取到腫瘤級別最高部位的腫瘤組織。還可以幫助判定低級別膠質(zhì)瘤的進展情況。MET特別的用于去追蹤腫瘤、描述腫瘤形態(tài)。MET的攝入增加也和細胞增殖有關(guān)Ki67，PCNA和微血管密度的增加都可以作為腫瘤增殖的分子標志。而細胞核內(nèi)DNA增加的判斷才是評價腫瘤增殖的金標準。如今用F18,C11標記的胸腺激酶化合物已經(jīng)被用于去評價顱外其他部位的腫瘤的增殖。在基因治療中PET去評價基因治療的效過和監(jiān)測基因表達的危險性。第9頁/共11頁（2）用PET來判定組織轉(zhuǎn)染的劑量和HSV－1TK/GCV修飾的逆轉(zhuǎn)錄病毒治療膠質(zhì)母細胞的療效PET可以檢測到編碼酶或受體的標記基因而形成的酶作用物標記物和受體結(jié)合化合物。FIAU是一種特殊的HSV-1酶作用底物。通過它PET可以成功的對逆轉(zhuǎn)錄病毒，腺病毒，單純皰疹病毒修飾TK基因進行定位。這種方法也被用于去調(diào)查脂質(zhì)體基因復合物臨床應用的安全性。用PET監(jiān)測HSV-1/TK基因的表達在5例年齡在49－67歲的復發(fā)膠母病人，術(shù)前監(jiān)測用PET監(jiān)測是否FIAU（I124）可以在體內(nèi)其他部為出現(xiàn)。為FIAU（I124）的蓄積，說明HSV－1TK/GCV修飾的單純皰疹病毒對人是安全的。對腫瘤中心進行基因治療的部位進行特別的放療使得FIAU（I124）的積累值從0.000047增加到了