radiologyРадиология — практикаRadiology - Practice2713-0118Центральный научно-исследовательский институт лучевой диагностики10.52560/2713-0118-2021-4-34-48radiology-206Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL RESEARCHСопоставление совмещенной позитронно-эмиссионной и компьютерной томографии с 11С-метионином и индекса пролиферации Ki-67 в оценке агрессивности церебральных глиомCorrelation of 11C-Methionine Combined Positron Emission and Computed Tomography and Ki-67 Proliferation Index in Pretreatment Assessment of Cerebral GliomasСкворцоваТ. Ю.SkvortsovaT. Yu.

Скворцова Татьяна Юрьевна, кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник лаборатории нейровизуализации; доцент образовательного и научно-клинического центра

197376, г. Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, д. 9

Тел.: +7 (921) 582-45-47

Skvortsova Tatiana Yurievna, Ph. D. Med., Senior Researcher of the Neuroimaging Laboratory; Associate Professor, Clinical Research and Education Center

9, ul. Academica Pavlova, St. Petersburg, 197376, Russia

Phone number: +7 (921) 582-45-47

tanya@ihb.spb.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9306-2101СавинцеваЖ. И.SavintcevaZh. I.

Савинцева Жанна Игоревна, кандидат медицинских наук, научный сотрудник лаборатории нейровизуализации

197376, Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, д. 9

Тел.: +7 (812) 670-76-75

Savintceva Zhanna Igorevna, Ph. D. Med., Researcher of the Neuroimaging Laboratory

9, ul. Academica Pavlova, St. Petersburg, 197376, Russian Federation

Phone number: +7 (812) 670-76-75

jeanna.mri@ihb.spb.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5420-1145ЗахсД. В.ZakhsD. V.

Захс Дмитрий Владимирович, заведующий кабинетом ПЭТ/КТ отделения лучевой диагностики клиники

197376, Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, д. 9

Тел.: +7 (812) 670-76-75

Zakhs Dmitriy Vladimirovich, Head of the Nuclear Medicine Department

9, ul. Academica Pavlova, St. Petersburg, 197376, Russia

Phone number: +7(812) 670-76-75

zakhs@ihb.spb.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3843-7967ГурчинА. Ф.GurchinA. F.

Гурчин Александр Феликсович, кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник лаборатории нейровизуализации

197376, Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, д. 9

Тел.: +7 (812) 670-76-75

Gurchin Aleksandr Feliksovich, Ph. D. Med., Senior Researcher of the Neuroimaging Laboratory

9, ul. Academica Pavlova, St. Petersburg, 197376, Russia

Phone number: +7 (812) 670-76-75

https://orcid.org/0000-0003-1934-5458ХолявинА. И.KholyavinA. I.

Холявин Андрей Иванович, доктор медицинских наук, заведующий лабораторией стереотаксических методов

197376, Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, д. 9

Тел.: 8 (812) 670-76-75

Kholyavin Andrey Ivanovich, M. D. Med., Chief of the Laboratory of Stereotactic Methods

9, ul. Academica Pavlova, St. Petersburg, 197376, Russia

Phone number: +7 (812) 670-76-75

kholyavin@ihb.spb.ruЗабродскаяЮ. М.ZabrodskayaYu. M.

Забродская Юлия Михайловна, доктор медицинских наук, заведующий научно-исследовательской лаборатории патоморфологии нервной системы

191014, Санкт-Петербург, ул. Маяковского, 12

Тел.: +7 (812) 273-91-33

Zabrodskaya Yuliya Mihaylovna, M. D. Med., Chief of the Research Laboratory of CNS Pathomorphology

12, ul. Mayakovskogo, St. Petersburg, 191014, Russia

Phone number: +7 (812) 273-91-33

zabrjulia@yandex.ruТрофимоваТ. Н.TrofimovaT. N.

Трофимова Татьяна Николаевна, доктор медицинских наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории нейровизуализации; директор образовательного и научно-клинического центра

197376, Санкт-Петербург, Академика Павлова, д. 9

Тел.: +7 (812) 670-76-75

Trofimova Tatiana Nikolaevna, M. D. Med. Professor, Chief Researcher of the Neuroimaging Laboratory; Director of the Clinical Research and Education Center

9, ul. Academica Pavlova, St. Petersburg, 197376, Russia

Phone number: +7 (812) 670-76-75

Trofimova-TN@avaclinic.ruФГБУН «Институт мозга человека им. Н. П. Бехтеревой» РАН (ИМЧ РАН); ФГБО ВО «Санкт-Петербургский государственный университет» (СПбГУ)РоссияN. P. Bechtereva Institute of the human brain of Russian Academy of Sciences; Saint Petersburg State UniversityRussian FederationФГБУН «Институт мозга человека им. Н. П. Бехтеревой» РАН (ИМЧ РАН)РоссияN. P. Bechtereva Institute of the human brain of Russian Academy of SciencesRussian FederationРоссийский научно-исследовательский нейрохирургический институт им. проф. А. Л. Поленова, филиал ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр им. В. А. Алмазова» Минздрава РоссииРоссияA. L. Polenov Neurosurgical Research Institute, branch of Federal State Budgetary Institution «V. A. Almazov National Medical Research Centre», Ministry of Healthcare of RussiaRussian Federation202123082021043448Copyright © Скворцова Т.Ю., Савинцева Ж.И., Захс Д.В., Гурчин А.Ф., Холявин А.И., Забродская Ю.М., Трофимова Т.Н., 20212021Скворцова Т.Ю., Савинцева Ж.И., Захс Д.В., Гурчин А.Ф., Холявин А.И., Забродская Ю.М., Трофимова Т.Н.Skvortsova T.Y., Savintceva Z.I., Zakhs D.V., Gurchin A.F., Kholyavin A.I., Zabrodskaya Y.M., Trofimova T.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.radp.ru/jour/article/view/206

Целью работы было изучение зависимости между скоростью транспорта и метаболизма аминокислот в церебральных глиомах, измеренной при предоперационной совмещенной позитронно-эмиссионной и компьютерной томографии с 11С-метионином (ПЭТ-Мет), и пролиферативной активностью опухоли по результатам иммуногистохимического исследования экспрессии анти- гена Ki-67.

Ретроспективному анализу подвергнуты результаты ПЭТ-Мет 236 взрослых больных с глиальными опухолями головного мозга до начала лечения. У всех пациентов диагноз был верифицирован при патогистологическом и иммуногистохимическом исследованиях операционного материала. Оценка интенсивности захвата 11С-метионина базировалась на вычислении индекса накопления (ИНмет), который рассчитывали путем деления накопленной активности радиофармпрепарата в опухоли (область интереса диаметром 10 мм) на величину активности в контралатеральной коре головного мозга. Для анализа взаимосвязи между ИНмет и экспрессией маркера Ki-67 использован корреляционный анализ.

Анализ результатов показал, что ИНмет возрастает с увеличением агрессивности глиальной опухоли. Значимые различия ИНмет выявлены между глиомами II и III степени злокачественности, равно так и между опухолями III и IV степени анаплазии (p < 0,001). ИНмет был выше в олигодендроглиальных опухолях по сравнению с диффузными астроцитомами (p < 0,001), но различия не были связаны с пролиферативной активностью этих опухолей. Корреляционный анализ выявил значимую корреляцию между ИНмет и экспрессией Ki-67 (r = 0,49, p < 0,05, Spearman rank test).

При отдельном анализе гистологических подгрупп значимая корреляция между ИНмет и индексом Ki-67 была найдена для астроцитом (r = 0,52, p < 0,05), олигодендроглиом (r = 0,40, p < 0,05) и смешанных глиом (r = 0,47, p < 0,05). При анализе подгрупп глиом в зависимости от степени их анаплазии корреляция установлена только для подгруппы злокачественных глиом (r = 0,45, p < 0,05). Внутрисубъектное сопоставление обоих биомаркеров установило расхождение между ИН- мет и индексом Ki-67 в 22 % глиом (высокий ИН и низкая экспрессия Ki-67 и наоборот), что может быть обусловлено особенностями биологии глиом либо техническими причинами.

ИНмет в глиальных опухолях головного мозга коррелирует с их пролиферативной активностью, что обосновывает использование ПЭТ-Мет для предоперационного суждения о степени злокачественности опухоли. При расхождении данных двух рассматриваемых методов следует опираться на тот показатель, который предполагает более высокую агрессивность опухоли.

The purpose of the study was to explore the correlation between 11С-methionine (Met) uptake measured by combined positron emission and computed tomography (PET/CT) in newly diagnosed cerebral gliomas and tumor proliferative activity as measured by Ki-67 labeling index (Ki-67 LI).

The results of PET/CT with 11С-methionine (PET-Met) of 236 adult patients with pretreated glial brain tumors were included in retrospective analysis. The final diagnosis of glioma according to WHO classification of CNS tumors (2007) was based on both histology and immunohistochemistry using Ki-67 antibodies. On PET-Met tumor-to normal brain uptake ratio (TBR) was calculated by dividing maximum Met uptake in the tumor (hot spot 10 mm in diameter) to activity concentration in the contralateral cortex. The Spearmen rank correlation test was used to analyze the relationships between TBR and Ki-67 LI.

PET-Met analysis showed that TBR increases with an increase in the aggressiveness of the glial tumor. The differences of TBR values between gliomas grade II vs III and grade III vs IV were significant (p < 0,001). Among grades II-III gliomas Met uptake was significantly higher in oligodendroglial and mixed gliomas than in astrocytomas (p < 0,001), but the differences did not depend on Ki-67 LI.

Correlation analysis demonstrated significant correlation between Ki-67 LI and TBR values (r = 0,49, p < 0,05, Spearman rank test). With analyzing glioma subgroups TBR values correlated with Ki-67 LI in diffuse astrocytomas (r = 0,52, p < 0,05), oligodendrogliomas (r = 0,40, p < 0,05), oligoastrocytomas (r = 0,47, p < 0,05) and in high-grade gliomas (r = 0,45, p < 0,05) but not in low-grade gliomas. Comparison between TBR value and Ki-67 LI in each glioma showed a lack of coincidence in 22 % of cases (high Met uptake but low Ki-67 LI and vice versa). The main reasons for such discrepancies were tumor molecular biology or incorrect biopsy target.

Met uptake in diffuse gliomas correlates with proliferative activity which justifies the use of PET-Met for glioma grading. In case of mismatch between two biomarkers one should rely on the indicator that implies a higher aggressiveness of the glioma.

перфузионная компьютерная томографияострый панкреатитпанкреонекрозPositron-Emission Tomography11С-MethionineGliomaBrainProliferative IndexKi-67 Labeling IndexReferencesChen W.J., He D.S., Tang R.H., Ren F.H. Ki-67 is a valuable prognostic factor in gliomas: evidence from a systematic review and meta-analysis. Asian Pacific J. of Cancer Prevention. 2015. V. 16. No. 2. P. 411–420.Chen W.J., He D.S., Tang R.H., Ren F.H. Ki-67 is a valuable prognostic factor in gliomas: evidence from a systematic review and meta-analysis. Asian Pacific J. of Cancer Prevention. 2015. V. 16. No. 2. P. 411–420.Gerdes J., Schwab U., Lemke H., Stein H. Production of a mouse monoclonal antibody reactive with a human nuclear antigen associated with cell proliferation. Int. J. Cancer. 1983. V. 31. No. 1. P. 13–20.Gerdes J., Schwab U., Lemke H., Stein H. Production of a mouse monoclonal antibody reactive with a human nuclear antigen associated with cell proliferation. Int. J. Cancer. 1983. V. 31. No. 1. P. 13–20.Hatakeyama T., Kawai N., Nishiyama Y. et al. 11C-methionine (MET) and 18F-fluorothymidine (FLT) PET in patients with newly diagnosed glioma. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 2008. V. 35. No. 11. P. 2009–2017.Hatakeyama T., Kawai N., Nishiyama Y. et al. 11C-methionine (MET) and 18F-fluorothymidine (FLT) PET in patients with newly diagnosed glioma. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 2008. V. 35. No. 11. P. 2009–2017.Kato T., Shinoda J., Oka N. et al. Analysis of 11C-methionine uptake in low-grade gliomas and correlation with proliferative activity. AJNR Am. J. Neuroradiol. 2008. V. 29. No. 10. P. 1867–1871.Kato T., Shinoda J., Oka N. et al. Analysis of 11C-methionine uptake in low-grade gliomas and correlation with proliferative activity. AJNR Am. J. Neuroradiol. 2008. V. 29. No. 10. P. 1867–1871.Langen K.J., Stoffels G., Filss K. et al. Imaging of amino acid transport in brain tumours: Positron emission tomography with O-(2-[18F]fluoroethyl)-L-tyrosine (FET). Methods. 2017. V. 130. P. 124–134.Langen K.J., Stoffels G., Filss K. et al. Imaging of amino acid transport in brain tumours: Positron emission tomography with O-(2-[18F]fluoroethyl)-L-tyrosine (FET). Methods. 2017. V. 130. P. 124–134.Law I., Albert N. I., Arbizu J. et al. Joint EANM/EANO/RANO practice guidelines/ SNMMI procedure standards for imaging of gliomas using PET with radiolabelled amino acids and 18F-FDG: version 1.0. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 2019. V. 46. No 3. P. 540–557.Law I., Albert N. I., Arbizu J. et al. Joint EANM/EANO/RANO practice guidelines/ SNMMI procedure standards for imaging of gliomas using PET with radiolabelled amino acids and 18F-FDG: version 1.0. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 2019. V. 46. No 3. P. 540–557.Ostrom Q.T., Patil N., Cioffi G. et al. CBTRUS statistical report: primary brain and central nervous system tumors diagnosed in the United States in 2013–2017. Neuro-Oncol. 2020. V. 22 (Suppl. 5). P. 1–96. DOI: 10.1093/neuonc/noaa200Ostrom Q.T., Patil N., Cioffi G. et al. CBTRUS statistical report: primary brain and central nervous system tumors diagnosed in the United States in 2013–2017. Neuro-Oncol. 2020. V. 22 (Suppl. 5). P. 1–96. DOI: 10.1093/neuonc/noaa200Roodakker K.R., Alhuseinalkhudhur A., Al- Jaff M. et al. Region-by-region analysis of PET, MRI, and histology in en blocresected oligodendrogliomas reveals intra- tumoral heterogeneity. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 2019. V. 46. No 3. P. 569–579.Roodakker K.R., Alhuseinalkhudhur A., Al- Jaff M. et al. Region-by-region analysis of PET, MRI, and histology in en blocresected oligodendrogliomas reveals intra- tumoral heterogeneity. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 2019. V. 46. No 3. P. 569–579.Sato N., Suzuki M., Kuwata N. et al. Evaluation of the malignancy of glioma using 11C-methionine positron emission tomography and proliferating cell nuclear antigen staining. Neurosurg. Rev. 1999. V. 22. No. 4. P. 210–214.Sato N., Suzuki M., Kuwata N. et al. Evaluation of the malignancy of glioma using 11C-methionine positron emission tomography and proliferating cell nuclear antigen staining. Neurosurg. Rev. 1999. V. 22. No. 4. P. 210–214.Tanaka K., Yamamoto Y., Maeda Y. et al. Correlation of 4-[methyl-11C]thiothymidine uptake with Ki-67 immunohistochemistry and tumor grade in patients with newly diagnosed gliomas in comparison with 11C-methionine uptake. Ann. Nucl. Med. 2016. V. 30. No. 2. P. 89–96.Tanaka K., Yamamoto Y., Maeda Y. et al. Correlation of 4-[methyl-11C]thiothymidine uptake with Ki-67 immunohistochemistry and tumor grade in patients with newly diagnosed gliomas in comparison with 11C-methionine uptake. Ann. Nucl. Med. 2016. V. 30. No. 2. P. 89–96.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.