Глиобластома (ГБ) представляет собой наиболее распространенную первичную злокачественную опухоль головного мозга у взрослых с показателем заболеваемости, равным 3,1 случая на 100 тыс. населения [1, 2]. Несмотря на активное развитие современных методов микронейрохирургического лечения, химио- и лучевой терапии, а также молекулярной таргетной терапии, прогноз выживаемости указанной группы пациентов остается крайне неблагоприятным. Так, медиана общей выживаемости (ОВ) пациентов с рецидивом ГБ составляет в среднем 25—40 нед [3].
Ангиогенез является важнейшим патофизиологическим механизмом роста и прогрессирования ГБ за счет активного развития микрососудистой сети [4]. Ускоренное развитие микрососудистой сети в ГБ происходит благодаря синтезу опухолевыми клетками большого количества фактора роста эндотелия сосудов (Vascular Endothelial Growth Factor, VEGF) [5]. Необходимо отметить, что микрососудистая сеть ГБ характеризуется высокой степенью извитости, повышенной проницаемостью, а также увеличенными диаметром просвета сосудов и толщиной базальной мембраны [6]. Принято считать, что указанные особенности гистоархитектоники и строения микрососудистой сети ГБ приводят к усилению степени гипоксии опухолевой ткани, это снижает эффективность цитотоксических лекарственных средств [7, 8]. Именно по этой причине разработка и использование анти-VEGF-лекарственных препаратов представляется одним из наиболее перспективных способов молекулярного таргетного лечения пациентов с ГБ путем ингибирования процесса васкулогенеза и опосредованного снижения поступления питательных веществ в клетки опухолевой ткани.
Эффективность использования анти-VEGF-лекарственных средств в терапии ГБ, в том числе рецидивов, доказана показателями достоверного увеличения выживаемости без прогрессирования (ВБП) и наглядно продемонстрирована в ряде рандомизированных контролируемых клинических исследований, а также подтверждена в некоторых систематических обзорах и метаанализах [9—12]. На сегодняшний день магнитно-резонансная томография (МРТ) является «золотым стандартом» инструментальной диагностики ГБ. Как правило, при диагностике и последующем динамическом наблюдении пациентов с ГБ используются стандартные Т1- и Т2-взвешенные изображения. Вместе с тем развитие нейрорадиологии и совершенствование методики МРТ позволило внедрить в широкую клиническую практику режим диффузионно-взвешенной МРТ (ДВ МРТ). ДВ МРТ — это современный инструментальный неинвазивный метод, основанный на измерении степени диффузии свободных молекул воды в различных органах и тканях [13]. Количественной мерой степени диффузии молекул воды в ткани служит измеряемый коэффициент диффузии (ИКД). Многочисленными исследованиями наглядно продемонстрирована перспективность использования методики ДВ МРТ в нейроонкологии [14—17]. В исследованиях R. Jain и соавт. [18] и B. Ellingson и соавт. [19] отмечено, что подсчет ИКД у пациентов с рецидивом ГБ, находящихся на терапии бевацизумабом, играет роль предиктора значений ОВ и ВБП. Аналогичные результаты получены в работах N. Buemi и соавт. [20] и F. Galla и соавт. [21] в отношении ВБП пациентов с рецидивом ГБ. Однако указанные исследования имеют ретроспективный характер и основаны на изучении незначительных групп пациентов, что не позволяет однозначно говорить о перспективности применения методики ДВ МРТ с подсчетом ИКД в качестве основного предиктора ОВ и ВБП пациентов с рецидивом ГБ, которые используют анти-VEGF-лекарственные средства вообще и бевацизумаб в частности.
Цель исследования — изучить влияние ИКД в прогнозировании ОВ и ВБП пациентов с рецидивом ГБ, находящихся на терапии бевацизумабом.
Материал и методы
Выполнено мультицентровое проспективное когортное нерандомизированное исследование.
В обследование включены пациенты, у которых клинически, инструментально и патоморфологически подтвержден диагноз рецидива ГБ головного мозга. Критериями исключения являлись: 1) наличие артефактов на контрольных магнитно-резонансных томограммах головного мозга; 2) утрата связи с респондентом в ходе выполнения настоящего исследования.
Исследование выполнено на базах отделения лучевой диагностики Бурятского республиканского клинического онкологического диспансера (Улан-Удэ, Россия) и консультативно-диагностического отделения Харлампиевской клиники (Иркутск, Россия). Исследование проводили с ноября 2015 г. по август 2019 г.
На момент МРТ-исследования головного мозга по поводу рецидива ГБ все пациенты проходили курсы химио- и лучевой терапии после микронейрохирургической резекции опухолевой ткани с достижением ее максимальной степени. Молекулярная таргетная терапия пациентов с рецидивом ГБ включала монотерапию бевацизумабом или комбинацию последнего с другими цитотоксическими лекарственными средствами (темозоломид, иринотекан, ломустин, фотемустин и карбоплатин).
Магнитно-резонансные томограммы (Т1-, Т2-ВИ и в режиме ДВ-изображений) для всех пациентов, включенных в исследование, получены с помощью аппаратов МРТ Siemens Magnetom Essenza 1,5 Т («Siemens», Германия) и Philips Achieva 1,5 T («Philips», Нидерланды) до и после введения контрастного вещества Прохэнс («BIPSO, GmbH», Германия) (рис. 1, а—г). При исследовании в Т1-ВИ использовали следующие параметры: матрица 384×387, TR (время повторения) — 650, TE (время эхо) — 9,6, NEX (количество возбуждений) — 1, толщина среза — 4 мм, FOV (поле зрения) — 30×30. Для Т2-ВИ: матрица 384×288, TR — 4000, TE — 43, NEX — 1, толщина среза — 4 мм, FOV — 30×30. Для получения ДВ-изображений применяли следующий набор параметров опции ДВ МРТ с SE-эхопланарным изображением (EPI): матрица 160×128, TR — 7500, TE — 83, NEX — 6, толщина среза — 4 мм, FOV — 30×30. Использованы значения b-фактора, равные 400 и 800 мм2/с. Время сканирования в среднем составило 6 мин 30 с. ИКД вычисляли на ДВ-изображениях с наибольшим диаметром объемного образования, в область интереса не были включены кистозные и некротические зоны опухоли. Подсчет минимальных и средних значений ИКД (ИКДмин и ИКДсред) проводили с помощью программы RadiAnt DICOM Viewer («Medixant», Польша). Общее состояние пациентов с рецидивом ГБ оценивали по шкале Карновского [22].
Рис. 1. Пациентка М., 54 лет, мультифокальный тип рецидива ГБ головного мозга.
а, б — предоперационные магнитно-резонансные томограммы головного мозга в различных режимах (ИКДмин=1168 мм2/с, ИКДсред=1271 мм2/с); в, г — послеоперационные магнитно-резонансные томограммы в различных режимах (спустя 5,2 мес от момента оперативного вмешательства) на фоне применения бевацизумаба в комбинации с темозоломидом и дексаметазоном (ИКДмин=1175 мм2/с, ИКДсред=1334 мм2/с).
Эффективность монотерапевтического применения бевацизумаба или в комбинации с химиотерапевтическими лекарственными средствами у пациентов с рецидивом ГБ определяли по критериям RANO (Response Assessment in Neuro-Oncology), включающим следующие виды ответов: 1) полный ответ; 2) частичный ответ; 3) стабилизация заболевания; 4) прогрессирование заболевания [23]. Все магнитно-резонансные томограммы в различных режимах оценивали опытные врачи-рентгенологи со стажем работы в области нейровизуализации не менее 10 лет, не владевшие клинической информацией о респондентах. Показатели ОВ и ВБП обследуемой группы респондентов рассчитывали относительно начала терапии бевацизумабом.
Протокол исследования одобрен этическим комитетом Иркутского государственного медицинского университета. Исследование проводили в соответствии с принципами надлежащей клинической практики и Хельсинкской декларации [24].
Статистический анализ выполнен с помощью программного обеспечения Microsoft Excel 2016 («Microsoft Corp., Redmond», Вашингтон, США) и SPSS 22.0 («IBM Corp. Armonk», Нью-Йорк, США). Возраст, статус пациента по шкале Карновского, тип рецидива ГБ головного мозга (унифокальный, мультифокальный), режим применения бевацизумаба (монотерапия, в комбинации с цитотоксическими препаратами) и доза используемых глюкокортикостероидных гормонов в начале исследования включены в модель пропорциональных рисков Кокса для оценки влияния значений ИКДмин и ИКДсред на показатели ОВ и ВБП. Кривые Каплана—Мейера с определением логарифмического рангового критерия построены для сравнения показателей ОВ и ВБП у обследуемой группы респондентов. Для нивелирования статистического влияния множественных сравнений и незначительной когорты обследуемых пациентов использована поправка Бонферрони. Достоверными считали различия при p<0,05.
Результаты
С учетом критериев соответствия в исследование включены 53 пациента с рецидивом ГБ, подтвержденным инструментально и патоморфологически. Стоит отметить, что средний период использования бевацизумаба в виде монотерапии или в комбинации с цитотоксическими лекарственными средствами до начала настоящего исследования составил 68,2±10,7 сут. Общая характеристика обследуемой группы респондентов представлена в табл. 1.
Таблица 1. Общая характеристика респондентов, включенных в обследование
| Параметр | Значение (M±SD) |
| Возраст, годы | 56,4±9,8 |
| Мужской пол | 27 |
| Индекс по шкале Карновского, % | 78,3±6,1 |
| Тип рецидива ГБ: | |
| унифокальный | 31 |
| мультифокальный | 22 |
| Прием дексаметазона к моменту начала исследования (суточная доза) | 19 (5,24±1,9 мг/сут) |
| Схема терапии бевацизумабом: | |
| монотерапия | 11 |
| в комбинации с химиотерапевтическими препаратами | 42 |
| ИКДмин, мм2/с | 1197,4±117,4.10–6 |
| ИКДсред, мм2/с | 1410,8±205,3.10–6 |
Примечание. M — среднее значение, SD — стандартное отклонение.
Проведенный однофакторный анализ наглядно показал, что ИКДмин выступает в роли статистически значимого предиктора ОВ (p=0,04) и ВБП (p=0,01) у пациентов с рецидивом ГБ. С другой стороны, определение ИКДсред достоверно не влияло на показали ОВ (p=0,18) и ВБП (p=0,23) обследуемой группы респондентов (табл. 2).
Таблица 2. Влияние ИКДмин и ИКДсред на показатели ОВ и ВБП пациентов с рецидивом ГБ (однофакторный анализ Кокса)
| Параметр | ОВ | ВБП |
| ИКДмин | ОР=٠,١٩, ٩٥٪ ДИ 0,05—0,79, p=0,04 | ОР=٠,١٤, ٩٥٪ ДИ ٠,٠٣—0,57, p=0,01 |
| ИКДсред | ОР=٠,٣١, ٩٥٪ ДИ ٠,٠٨—1,12, p=0,18 | ОР=٠,٢٦, ٩٥٪ ДИ ٠,٠٨—1,28, p=0,23 |
Примечание. ОР — отношение рисков, 95% ДИ — 95% доверительный интервал.
Результаты многофакторного анализа с использованием модели пропорциональных рисков Кокса продемонстрировали достоверное влияние значений ИКДмин на показатели ВБП (p=0,01) пациентов с рецидивом ГБ в сравнении с показателями ОВ (p=0,16). ИКДсред, возраст, индекс по шкале Карновского, применение глюкокортикостероидных гормонов, тип рецидива ГБ и схема терапии бевацизумабом не оказывают статистически значимого влияния на значения ОВ в изучаемой группе респондентов (табл. 3).
Таблица 3. Результаты многофакторного анализа с использованием модели пропорциональных рисков Кокса
| Параметр | ОВ | ВБП |
| Возраст | ОР=٠,٨٧, ٩٥٪ ДИ ٠,٨٩—1,02, p=0,77 | ОР=٠,٩٤, ٩٥٪ ДИ ٠,٨٨—1,01, p=0,52 |
| Мужской пол | ОР=٠,٦٤, ٩٥٪ ДИ ٠,٣٤—1,25, p=0,56 | ОР=٠,٣٧, ٩٥٪ ДИ ٠,٢١—1,27, p=0,43 |
| Индекс по шкале Карновского | ОР=٠,٩٢, ٩٥٪ ДИ ٠,٨١—1,12, p=0,53 | ОР=١,٠١, ٩٥٪ ДИ ٠,٧٧—1,21, p=0,64 |
| Тип рецидива ГБ | ОР=٣,٨٤, ٩٥٪ ДИ ١,٣٧—6,06, p=0,31 | ОР=٢,٢٤, ٩٥٪ ДИ ١,٥٢—20,04, p=0,28 |
| Прием дексаметазона | ОР=١,٣٥, ٩٥٪ ДИ ٠,٥٨—1,44, p=0,55 | ОР=١,٠٥, ٩٥٪ ДИ ٠,٦١—1,44, p=0,37 |
| Схема терапии бевацизумабом | ОР=٠,٥٣, ٩٥٪ ДИ ٠,٠٩—6,39, p=0,23 | ОР=١,١٩, ٩٥٪ ДИ ٠,٢٤—7,14, p=0,86 |
| ИКДмин | ОР=٠,٠٧, ٩٥٪ ДИ ٠,٠٤—2,25, p=0,16 | ОР=٠,٠٥, ٩٥٪ ДИ ٠,٠٢—0,372, p=0,01 |
| ИКДсред | ОР=١,٣, ٩٥٪ ДИ ٠,١٣—10,63, p=0,18 | ОР=٠,٢٦, ٩٥٪ ДИ ٠,٠٨—2,88, p=0,23 |
Примечание. ОР — отношение рисков, 95% ДИ — 95% доверительный интервал.
На рис. 2 представлены кривые Каплана—Мейера, отражающие влияние ИКДмин на выживаемость без прогрессирования и общую выживаемость пациентов с рецидивом ГБ.
Рис. 2. Кривые Каплана—Мейера, отражающие показатели ВБП (а) и ОВ пациентов (б) с рецидивом ГБ в зависимости от значений ИКДмин.
Обсуждение
Согласно результатам предыдущих исследований, подсчет значений ИКДмин у пациентов с рецидивом ГБ имеет достоверное прогностическое значение в отношении показателей ОВ и ВБП до применения анти-VEGF-лекарственных средств [25, 26]. С другой стороны, в указанных выше работах B. Ellingson и соавт. [19], F. Buemi и соавт. [20], N. Galla и соавт. [21] показано, что использование методики ДВ МРТ с подсчетом ИКДмин позволяет статистически значимо спрогнозировать показатели ОВ и ВБП респондентов с рецидивом ГБ и находящихся на терапии бевацизумабом. Противоречивость указанных выше наблюдений лишь подтверждает актуальность и целесообразность проведения настоящего исследования.
Как известно, рост и прогрессирование ГБ патоморфологически характеризуются инфильтрацией прилежащих нормальных структур головного мозга и усилением степени вазогенного отека, что может выступать причиной увеличения значений ИКД опухолевой ткани. Так, в работе M. Paldino и соавт. [27] доказано, что низкие значения ИКД при рецидиве ГБ демонстрируют наличие очагов некроза неоплазии и имеют достоверное прогностическое значение в отношении ВБП. Безусловно, результаты исследования M. Paldino и соавт. [27] представляются весьма важными для современной нейроонкологии, так как позволяют определять чувствительность рецидивирующих форм ГБ к анти-VEGF-препаратам и прогнозировать выживаемость в указанной группе пациентов. Тем не менее для более объективной оценки валидности методики ДВ МРТ с подсчетом значений ИКД в прогнозировании ОВ и ВБП необходимо проведение мультицентровых рандомизированных исследований с включением большого числа респондентов.
J. O’Connor и соавт. [28] показали, что изменения значений ИКД связаны с показателями ОВ у пациентов с колоректальным раком. По мнению авторов данного исследования, любые изменения значений ИКД ассоциировались с уменьшением значений ОВ при использовании бевацизумаба. В наблюдении M. Zhang и соавт. [29] отмечено, что увеличение показателя ИКДмин в ГБ при использовании бевацизумаба достоверно ассоциировалось с увеличением показателей ОВ в изучаемой группе пациентов. Указанные выводы подтверждаются в работах F. Buemi и соавт. [20] и N. Galla и соавт. [21]. Результаты, полученные у нас, полностью согласуются с данными вышеуказанных наблюдений. Стоит отметить, что имеющиеся противоречия в результатах анализируемых исследований связаны с методикой подсчета значений ИКД и использованием различных параметров ДВ МРТ.
Гистологическая характеристика опухолевой ткани играет ключевую роль в определении значений ИКД. Так, в работе P. LaViolette и соавт. [30] наглядно продемонстрировано, что значения ИКД <0,929.10–3 мм2/с ассоциированы с высокой клеточной плотностью анапластических астроцитом и глиобластом, в то время как в очагах некроза неоплазии этот показатель составил <0,854.10–3 мм2/с. Данное исследование подчеркивает, что в ряде случаев ИКД участков опухолевой ткани с повышенной клеточной плотностью и признаками некроза имеют практически равные значения. По этой причине отсутствие единого мнения в отношении причин ограничения диффузии в глиомах высокой степени злокачественности требует проведения дополнительных исследований в данной области с разработкой единого протокола обследования пациентов с помощью методики ДВ МРТ.
Также необходимо подчеркнуть, что одним из важнейших предикторов выживаемости пациентов с глиомами высокой степени злокачественности является определение их молекулярно-генетических маркеров. В ряде исследований предпринята попытка определить зависимость между значениями ИКД и статусом метилирования промотора гена MGMT. Так, в наблюдениях W. Pope и соавт. [31], W. Moon и соавт. [32] и L. Sunwoo и соавт. [33] показано, что наличие статуса метилирования промотора гена MGMT ассоциировано с низкими значениями ИКДмин и снижением показателей ВБП пациентов с ГБ. В нашем наблюдении указанные выше молекулярно-генетические маркеры не изучались, что внесено в раздел ограничений исследования.
Настоящее исследование имеет ряд недостатков, которые необходимо обозначить. Во-первых, в исследовании изучены данные незначительной когорты пациентов, что не могло не отразиться на результатах статистического анализа. Во-вторых, схемы терапии бевацизумабом в изучаемой группе респондентов значительно отличались, что также повлияло на результаты данного исследования. И, в-третьих, у исследуемой когорты пациентов не учитывались молекулярно-генетические особенности ГБ (мутации IDH, делеция 1p/19q, мутации гистонов, метилирование промотора гена MGMT), которые выступают важнейшими предикторами эффективности использования химио- и лучевой терапии.
Заключение
Таким образом, проведенное исследование наглядно показало, что подсчет значений ИКДмин статистически значимо влияет на показатели ВБП пациентов с рецидивом ГБ, находящихся на терапии бевацизумабом, и не оказывает достоверного влияния на показатели их ОВ. Так, значения ИКДмин >1200 мм/с2 рецидива ГБ ассоциируются с достоверно большими показателями ВБП. Безусловно, для увеличения степени и уровня доказательности валидности использования методики МРТ в режиме ДВ-изображений и с подсчетом значений ИКД с целью прогнозирования показателей ОВ и ВБП в изучаемой группе пациентов необходимо проведение крупных мультицентровых рандомизированных контролируемых клинических исследований с использованием единого протокола анти-VEGF-терапии и унифицированных параметров ДВ МРТ.
Участие авторов
Концепция и дизайн исследования — И.А. Степанов, В.А. Белобородов
Сбор и обработка материала — М.А. Шамеева, В.Э. Борисов, И.А. Шагдурова
Статистическая обработка — И.А. Степанов, М.А. Шамеева
Написание текста — И.А. Степанов, М.А. Шамеева
Редактирование — В.А. Белобородов
Исследование выполнено при поддержке Фонда содействия инновациям (проект №14419ГУ/2019).
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.