基因治疗胶质瘤的影像学

基因治疗胶质瘤的影像学第1页/共11页基因治疗的影像学改变和问题

7.6.1MRI确定肿瘤的部位和观察治疗效果7.6.2基因标记实验7.6.3PET第2页/共11页7.6.1MRI确定肿瘤的部位和观察治疗效果

Izquierdo等人开展了I期临床实验，对5例复发胶质母细胞瘤进行基因治疗。在肿瘤未切除的前提下将108－109/8-10ml病毒包装细胞注射到肿瘤不同部位。用增强MRI来评价术前术后肿瘤大小的变化。结果显示所有的病人都能够很好的耐受该种治疗方法也未出现毒副反应，在外周血中中也未检测到逆转录病毒的env基因的蛋白表达。这些病人的存活时间在1－8个月之间。其中有2例病人术后2个月内MRI检查发现肿瘤生长部分被抑制。该2例病人存活时间为5个月和8个月。

Delganis等人研究了HSV－1TK/GCV修饰的逆转录病毒治疗复发胶质母细胞瘤的MRI影像学变化。他们先将肿瘤切除后将108－109/8-10ml病毒包装细胞注射到术腔周边植入Ommaya囊，将GCV注入此囊。在随后的40天内适当时间间隔进行MRI评估。术后增强核磁可见所有病人残余10cm3或更大。1例病人在术前肿瘤连续增长的情况下术后132天未见肿瘤体积增大。3例病人出现强化范围增大且水肿明显提示该3例病人该治疗方法失败。然而还有3例病人在治疗后的40－80天内首先出现强化信号的增大随后强化信号体积变小，这可能是术后所引起的炎性反应，该现象也出现在免疫疗法治疗胶质瘤当中，研究发现在肿瘤中可见白细胞介素-2和白细胞介素-4的存在。该种现象是否是由炎性反应所致还是肿瘤的快速进展所致目前还不清楚。

第3页/共11页Rem等人对15例有复发倾向的胶母和脑转移癌的病人进行了Ⅰ期临床基因治疗。基因治疗前用MRI评价肿瘤的体积，其平均体积为5.9±5.4ml，后将（6.7±2.8）×108VPC/7.0±2.8ml注入肿瘤当中。其中5例病人肿瘤体积为1.4±0.5－0.4±0.5ml。部分肿瘤被抑制的时间为4－11周。与对照组相比，肿瘤明显缩小。在治疗效果上的缺陷可能是由于病毒包装细胞在肿瘤内部的分布和较低的转染率（0.1~0.2%）所致。

从1995－1999年Klatzmann等人也开展了Ⅰ期临床实验治疗复发性胶质母细胞瘤。手术切除肿瘤后将病毒包装细胞注射到术腔周边。评价基因治疗的安全性，并用4个月生存率评价疗效，通过增强MRI了解术后情况。Ⅰ期的18例病人，在MRI影像上可见4例患者的肿瘤生长受到抑制。生存时间与对照组相比为528/175天，生存时间明显明显延长，其中一例42岁的女患者甚至存活了3年，最后死于乳癌。尽管如此并不能表明基因治疗对所有的病人都有效。

第4页/共11页Achi等人对5例平均年龄60±5岁的胶质母细瘤病人进行基因治疗。术后用KPS和MRI在术前术后1，2，4，6个月进行评估发现仅有很轻微的副作用。一例患者在术后5周内出现一过性的左侧肢体轻瘫。1例病人血清实验时检测到抗VPC抗体，另1例病人在1和4个月时检测到抗载体抗体，其他检查未发现异常。2例病人分别在8.4和9.9月死亡，剩下的3例患者存活超过1年。KPS评分发现所有患者在2－4月时最好，MRI发现在手术后的最初2个月肿瘤无明显增大。

Gli328欧洲－加拿大研究组开展了Ⅰ、Ⅱ期临床实验，评价HSV－1TK/GCV修饰的逆转录病毒治疗胶母的可行性和安全性。48例病人手术后立即行基因治疗，口服GCV14天。在瘤周小量的多点注射是非常困难的，因为在注射的过程中常出现倒流现象。严重的神经功能受损的症状很少仅有2例病人出现（癫痫和脑积水），1例病人在口服GCV的情况下行增强核磁检查后出现一过性神经功能缺失，影像学发现可能与GCV介导的肿瘤坏死所引起的炎性反应有关。这些病人在12月内都未出现复发的迹象，同时也证实了基因治疗的安全性。MRI检查未发现明显的抗肿瘤效果，只有4例病人出现了增强信号的减弱，但也并没有推迟残余肿瘤复发的时间。7例病人在6个月出现肿瘤复发，2例病人在12个月出现肿瘤复发，其中还有1例2年还没有复发。平均生存期8.6个月，12个月存活率未27％。

第5页/共11页这些未加对照的Ⅰ、Ⅱ期临床实验在Gli328国际研究组开展的Ⅲ期临床实验增加了对照组。他们对新近诊断的以前未经过治疗的248名胶母患者随机分成2组，标准治疗组（手术＋放疗）和标准治疗＋基因治疗组。由于肿瘤的发展而致死的患者数2组基本相当，但由于其他原因而致死的患者数基因治疗组明显较高（27比15）。术后未见肿瘤复发的平均周期基因治疗组：标准治疗组为180：183。平均生存期为365：354。12个月的生存率为50％：55%。因此加基因治疗并没有明显的改善生存时间和肿瘤复发时间。分析治疗失败原因还考虑是转染率太低。另外没有迁移功能的成纤维细胞也限制了其在肿瘤细胞中的分布。因此要想提高治疗效果必须从以下几方面加以改进，1）提高肿瘤细胞转染率。2）通过分子影像学技术评估体内转染率。3）提高前药透过血脑屏障，血肿瘤屏障进入被转染的肿瘤细胞的能力。

第6页/共11页Floeth等人用MRI和SPECT对上述的248例病人中的26例病人进行评估发现他们对病人分别在术前、术后1，2，4，9，13，17，25，33天，和每8周行MRI检查，对肿瘤体积和增强部分进行评估，同时对11例病人进行I123SPECT检查。12/26例病人在治疗后18-72小时及3-10个月的MRI均为发现肿瘤增强影像，但术腔周围可见大片状水肿，中线移位，脑室受压，但它似乎与神经功能的下降无关。这样的现象在DelganisSmith等人特地研究中也出现过，这些火焰似的增强影与肿瘤的状态和放疗无关。5例病人早期MRI显示肿瘤残留，这些残留的肿瘤的增强影像与火焰似的增强影重叠。当这些火焰似的增强影消失后即可见残留的肿瘤。11例病人术后增强核磁仅见窄窄的环状增强影而无水肿。重要的是这些火焰似的增强影的出现与术后效果息息相关。无火焰似的增强影的肿瘤复发和进展在2.2个月内，平均生存期8.2个月。中等火焰似的增强影的平均生存期10个月，大量火焰似的增强影的肿瘤复发和进展在9.8个月内，平均生存期24.5个月。2例病人生存时间甚至更长。I123SPECT检查发现氨基酸的摄入增加部位为残余肿瘤复发的的部位。此外组织学检查发现3例病人在术后27~102天在火焰似的增强区域有大量的炎性反应。由此作者认为短暂的局灶的火焰似的增强影是由于炎性所致。可能在大量的基因治疗患者中出现而且与预后息息相关。

第7页/共11页7.6.2基因标记实验

为了评价基因治疗胶质瘤的疗效Harsh等人采用了一种与治疗肿瘤的神经病理生化相关基因进行标记实验，5例复发的恶性胶质瘤患者先行立体定向活检注入HSV－1TK/GCV，5天后再行手术治疗后瘤腔周围注射HSV－TK/GCV。分别检测肿瘤病理类型，TK基因的表达，抗TK的免疫组化检查及TK酶活性的测定。4例病人耐受很好但肿瘤仍然进展，1例病人第2次手术后死于脑脓肿，其中一个患者TK酶活性增加，免疫组化检查发现TK基因的表达受到VPC的限制。同时未发现肿瘤细胞转染但免疫系统无异常。因此作者认为TK基因不能够很好的转染肿瘤细胞是治疗失败的原因。

第8页/共11页7.6.3PET

目前在临床开展有效的基因治疗的主要问题在于靶组织的不均一性和包装细胞不能够分布到所有肿瘤细胞。可以通过PET来了解基因治疗后肿瘤组织的生物学改变。另外有人用PET来了解肿瘤组织的转染剂量和治疗基因的表达状况。（1）有活性的靶组织的判定PET可以帮助人们了解脑胶质瘤代谢状态，根据不同的放射性示踪剂可以了解肿瘤的生长状态。放射失踪剂包括F18(FDG氟脱氧葡萄糖)，C11（MET甲基左旋蛋氨酸）,F18(FLT氟左旋胸腺嘧啶)，通过他们可以分别了解细胞膜上糖、氨基酸和细胞核的变化，FDG还可以检测己糖激酶的变化。FLT还可以检测胸腺激酶的变化。利用FDG-PET可以检测正常脑组织和肿瘤组织糖的代谢状况从而判别肿瘤的级别和确定肿瘤是复发还是放射性坏死。还能够准确的帮助立体定向活检取到肿瘤级别最高部位的肿瘤组织。还可以帮助判定低级别胶质瘤的进展情况。MET特别的用于去追踪肿瘤、描述肿瘤形态。MET的摄入增加也和细胞增殖有关Ki67，PCNA和微血管密度的增加都可以作为肿瘤增殖的分子标志。而细胞核内DNA增加的判断才是评价肿瘤增殖的金标准。如今用F18,C11标记的胸腺激酶化合物已经被用于去评价颅外其他部位的肿瘤的增殖。在基因治疗中PET去评价基因治疗的效过和监测基因表达的危险性。第9页/共11页（2）用PET来判定组织转染的剂量和HSV－1TK/GCV修饰的逆转录病毒治疗胶质母细胞的疗效PET可以检测到编码酶或受体的标记基因而形成的酶作用物标记物和受体结合化合物。FIAU是一种特殊的HSV-1酶作用底物。通过它PET可以成功的对逆转录病毒，腺病毒，单纯疱疹病毒修饰TK基因进行定位。这种方法也被用于去调查脂质体基因复合物临床应用的安全性。用PET监测HSV-1/TK基因的表达在5例年龄在49－67岁的复发胶母病人，术前监测用PET监测是否FIAU（I124）可以在体内其他部为出现。为FIAU（I124）的蓄积，说明HSV－1TK/GCV修饰的单纯疱疹病毒对人是安全的。对肿瘤中心进行基因治疗的部位进行特别的放疗使得FIAU（I124）的积累值从0.000047增加到了