Abstract
Purpose
Para investigar a associação entre o coeficiente de difusão aparente (ADC ) valores e ciclo celular e biomarcadores proliferativa (p53, p21, Ki67,) a fim de estabelecer o seu papel potencial como um biomarcador não invasivo para a previsão de ciclo celular, a atividade proliferativa e agressividade biológica no cancro da bexiga.
Materiais e métodos
os doentes com cancro da bexiga que se submeteram a 3,0 Tesla DW-MRI da bexiga antes TUR-B ou cistectomia radical eram elegíveis para este estudo prospectivo IRB-aprovado. espécime histológico marcação imunoistoquímica para os seguintes marcadores: p53, p21 e Ki67. Dois uropathologists placa-certificados avaliaram as amostras cegos aos resultados DW-MRI. Grau histológico e T-estágio foram classificados de acordo com a OMS de 2004 ea classificação TNM 2009, respectivamente. foram aplicadas estatísticas uni e multivariada não paramétricos incluindo correlação, regressão logística e análise ROC.
Resultados
Câncer músculo da bexiga invasivo foi confirmado histologicamente em 10 dos 41 pacientes. Todos os biomarcadores tecido examinado estavam significativamente correlacionados com valores de ADC (p 0,05, respectivamente). Com base na análise multivariada, p53 e ADC são fatores prognósticos independentes para invasão muscular de cancro da bexiga ( /= T2). (P = 0,013 e p = 0,018).
Conclusão
ADC valores estão associados com o ciclo celular e biomarcadores de proliferação e fazer, assim, reflectir potencial invasivo e proliferativa no cancro da bexiga. ADC e p53 são fatores prognósticos independentes para invasão muscular no cancro da bexiga
Citation:. Sevcenco S, Haitel A, Ponhold L, Susani M, Fajkovic H, Shariat SF, et al. (2014) quantitativas Medidas Coeficiente de Difusão Aparente Obtidos por 3 Tesla MRI estão correlacionadas com Biomarkers do cancro de bexiga proliferativa Atividade. PLoS ONE 9 (9): e106866. doi: 10.1371 /journal.pone.0106866
editor: Peter C. Preto, University of British Columbia, Canadá |
Recebido: 23 de maio de 2014; Aceito: 08 de agosto de 2014; Publicação: 09 de setembro de 2014
Direitos de autor: © 2014 Sevcenco et al. Este é um artigo de acesso aberto distribuído sob os termos da Licença Creative Commons Attribution, que permite uso irrestrito, distribuição e reprodução em qualquer meio, desde que o autor original ea fonte sejam creditados
Data Availability:. O autores confirmam que, por razões aprovadas, algumas restrições de acesso aplicam-se aos dados subjacentes às conclusões. Seguindo a política da Universidade Médica de Viena, estão disponíveis dados do Departamento de Biomedical Imaging and biópsia guiada por imagem (entre em contato com o Dr. Pascal Baltzer em + 43-1-40400-48180 ou através do email: [email protected] .at) para pesquisadores que afirmam a razão (ou seja, análise de dados secundários) para o acesso a dados confidenciais
financiamento:. os autores não têm apoio ou financiamento para relatar
interesses concorrentes:. os autores declararam que não existem interesses conflitantes.
Introdução
O câncer de bexiga é uma doença maligna causar substancial morbidade e mortalidade. Para o manejo clínico otimizado de pacientes com cancro da bexiga, uma previsão precisa dos cânceres individuais é necessária comportamento biológico. No entanto, factores de prognóstico padrão, como estadiamento patológico e classificação são limitadas a este respeito [1].
Portanto, biomarcadores moleculares tiradas de amostra de tecido tornaram-se cada vez mais investigados, a fim de superar estas limitações e prever com precisão o grau do tumor e estágio [2]. Estudos anteriores baseados no ciclo celular e marcadores de proliferação do tumor (p53, p21, ki67) têm mostrado um papel prognóstico sobre o resultado do paciente com câncer muscular e não-músculo da bexiga [1], [2]. A tomografia computadorizada ea ressonância magnética (MRI) são regularmente utilizados para estadiamento local do câncer [3] bexiga. Um dos desenvolvimentos mais recentes na ressonância magnética é o uso da ressonância magnética ponderada em difusão (DW-MRI). Esta técnica mede a difusão de água através da inserção de gradientes de movimento sondagem numa sequência de eco Planar Imagem rápida ponderada em T2. A perda de sinal dependente difusão de água causada pela rotação de-faseamento pode ser quantificado por meio do coeficiente de difusão aparente (ADC). Estudos recentes têm mostrado um potencial promissor da DW-MRI para a detecção, classificação e estadiamento do câncer de bexiga [4] – [6]. Alterações microestruturais em cancros da bexiga medido por valores de ADC se correlacionam com o grau histológico e estágio [7], [8].
Além desses fatores prognósticos clínicos, um estudo recente mostrou uma correlação inversa entre o valor ADC e atividade proliferativa tal como medida por Ki67 [9]. Portanto, ADC pode ser descrito como um potencial biomarcador refletindo potencial invasivo e proliferativa no cancro da bexiga.
Por conseguinte, a fim de seguir este caminho de pesquisa, o objetivo deste estudo foi investigar a correlação de valores de ADC com ciclo celular e biomarcadores proliferativa (p53, p21, Ki67) e estabelecer o seu papel potencial como um biomarcador não invasivo para a previsão de ciclo celular, a atividade proliferativa e agressividade biológica no cancro da bexiga.
Materiais e Métodos
os pacientes
os pacientes com suspeita de câncer de bexiga que sofreu 3.0 Tesla DW-MRI da bexiga antes TUR-B e, no caso de câncer de músculo da bexiga invasivo, após cistectomia radical eram elegíveis para este estudo prospectivo que foi aprovado pelo comitê de ética da Universidade de Medicina de Viena (número de registo 1749/2012). Somente os pacientes com diagnóstico histopatológico comprovada cancro da bexiga foram incluídos na nossa análise. Todos os pacientes forneceram consentimento informado por escrito para a utilização de dados anónimos, incluindo imagens médicas para efeitos do presente estudo.
MRI protocolo
O exame foi realizado utilizando um sistema de ressonância magnética de corpo inteiro a uma força de campo de 3 Tesla (TIM Trio, Siemens, Erlangen, Alemanha). -Matriz faseada bobinas receptoras fornecidos pelo fornecedor dedicados foram utilizados para a aquisição de imagem. O protocolo de imagem incluiu um-Planar-Imaging eco Difusão base imagem ponderada sequência (DWI) (TR 7500 ms, TE
eff 84 ms, 3 B-valores: 50, 400, 1000 s /mm
2, paralela imaging usando fator GRAPPA 2, largura de banda receptor 1736 Hz, o espaçamento echo 0.92 ms, resolução espacial de 1,8 * 1,5 * 5 mm, tempo de aquisição 6 min.) regressão monoexponencial Pixel-wise de valores de intensidade de sinal medida em diferentes valores de b foi usado para calcular aparentes mapas Coeficiente de Difusão
Histologia e imunohistoquímica
as amostras histológicas retiradas de TUR-B e, no caso do músculo câncer de bexiga invasivo, cistectomia radical marcação imunoistoquímica para os seguintes marcadores:. p53, p21, e Ki67. Dois uropathologists placa-certificados em revista as fatias manchadas cegos aos resultados DW-MRI. Além disso, grau histológico e T-estágio foram classificados de acordo com a OMS de 2004 ea classificação TNM 2009, respectivamente.
Para colorações imuno-histoquímica em cortes seriados de blocos de tumor embebidas em parafina BenchMark ULTRA IHC /ISH Coloração Módulo (Ventana /Roche) com os anticorpos seguintes: p53 (Neomarkers, RM-9105-S, 01:50 por 32 min, pré-tratamento ULTRA CC1-52 min), p21 (Oncogene, OP64, 1:100 por 32 min, CC1- ULTRA pré-tratamento 36 min), e de Ki67 (Novocastra, NCL-Ki67, 01:20 durante 1 hora 12 min, o pré-tratamento ULTRA CC1-76 min). 500 núcleos foram contados em um hotspot e percentual de núcleos positivos por área foi avaliada dentro de cada espécime. imunorreactividade p53 foi considerado alterado quando as amostras demonstraram, pelo menos, ≥10% reatividade nuclear [10]. imunorreactividade p21 foi considerado alterado quando as amostras tinham% da coloração ≤10 [11]. coloração Ki67 foi considerado alterado quando as amostras tiveram . 20% reactividade [12] [13], [14]
análise
Dados
Os dados de imagem foi analisada em uma estação de trabalho dedicada (Siemens Leonardo MMWP, Munique, Alemanha) por dois radiologistas independentes com experiência em DW-MRI e de imagem câncer de bexiga. partes sólidas das lesões investigadas foram cuidadosamente identificados em imagens e valores de ADC DWI foram medidos pela colocação de uma região pequena (5-15 pixels) de interesse (ROI) no mapa ADC evitando alterações pós-cirúrgicas, necrose ou partes tumor cístico. Além disso, um ROI foi colocado na parede da bexiga afectada. Os valores médios foram observados ADC para análise posterior. O tamanho da lesão foi medido utilizando compassos de calibre eletrônicos na imagem de ressonância magnética.
A análise estatística
A análise estatística foi realizada depois de testar a distribuição normal dos dados utilizando o teste de Kolmogorov-Smirnoff. reprodutibilidade de medição ADC foi dirigida pelo cálculo do coeficiente de variação e o coeficiente de correlação intraclasse. Multiple correlação de Spearman não paramétrica análises dos valores de ADC médios de ambos os leitores com os fatores prognósticos imunohistoquímica avaliadas e as características clinicopatológicas foram realizados e os resultados visualizados como uma matriz de correlação com código de cores. Os valores de p 0,05 foram considerados significativos nesta análise de correlação exploratória. Usando valores de corte clinicamente normais de dicotomização de biomarcadores imunohistoquímica medidos, testes de Mann-Whitney-U foram realizados para provar diferenças entre os grupos. Para identificação multivariada de preditores independentes de factores de prognóstico clínico-patológicas, regressão logística binária com seleção de recurso para a frente com base em razões de probabilidade (de entrada e remover os limites de 0,05 e 0,1, respectivamente) foi realizada. Nagelkerkes R-quadrado e o teste de Hosmer e Lemeshow foram calculadas a fim de demonstrar a validade dos modelos de regressão. probabilidades previstas foram salvos como uma variável e a área sob a curva ROC (AUC) de cada modelo foi calculado usando a análise ROC.
Todas as análises estatísticas foram realizadas utilizando os programas de software R estatísticas (versão 3.0.3 ” Filhote de cachorro quente “, a fundação R), Medcalc 13 (Medcalc, Mariakerke, Bélgica) e SPSS 22 (IBM).
resultados
Quarenta e um pacientes (média 68y idade, faixa 41- 89 anos, 9 do sexo feminino, 31 do sexo masculino) foram incluídos. Destes, trinta e sete pacientes foram submetidos a ressonância magnética antes da Tur-B. Quatro pacientes foram examinados por MRI um a 27 dias após TUR-B antes de cistectomia. Todos os quatro pacientes apresentaram doença residual volumoso na ressonância magnética. Havia 20 Ta, 11 T1 e T2 10 carcinoma urotelial. Onze pacientes com estágio T1 receberam terapia BCG durante um ano e nenhum paciente foi submetido à radioterapia ou quimioterapia neoadjuvante. o tamanho da lesão era de 13 mm mediana (IQR 19 mm) com uma gama de 4-80 mm. O tempo médio entre TUR-B e ressonância magnética foi de dois dias, variando entre 28 dias antes e 27 dias após TUR-B
O câncer de bexiga valor lesão ADC médio foi de 1.032 (IQR 0,449) * 10
. – 3 mm
2 /s. O coeficiente de variação entre os dois leitores foi de 7,7%, o coeficiente de correlação intraclasse foi de 0,97. O valor de ADC médio da parede da bexiga afetada (1.338, IQR 0,384 * 10
-3 mm
2 /s) foi significativamente maior do que o valor ADC de cancro da bexiga (P = 0,000018). Foram identificadas correlações significativas (P 0,05) entre os fatores clínico-patológicos, marcadores de imunohistoquímica prognósticos e valores de ADC obtidos a partir DW-MRI. Em relação aos fatores clínico-patológicos, valores de ADC foram inversamente correlacionadas com o tamanho do tumor (P = 0,000277), fase (P = 0,000002), invasão linfática (P = 0,004) e grau (P = 6 * 10
-10) . Em relação biomarcadores moleculares, observou-se uma correlação positiva fraca entre ADC e p21 (P = 0,038) e uma correlação negativa moderada estava presente entre ADC e p53 (0,024) e ki67 (P = 0,007) expressão. Os detalhes sobre os coeficientes de correlação são dados em uma matriz de correlação (Figura 1)
Os espaços em branco indicam uma correlação não significativa definida por um valor P de .. 0,01
A aplicação de corte clínica -off valores para os fatores prognósticos imunohistoquímica derivados, o teste de Mann-Whitney-U identificadas diferenças entre os grupos ADC significativas entre p53 e ki67 (Tabela 1).
Em relação aos fatores prognósticos e fatores clínico-patológicos, correlações positivas foram identificou a respeito do tamanho do tumor de p53 (P = 0,013) e ki67 (P = 0,018). Palco, invasão linfática (LVI) e classificação foram cada negativamente correlacionada com p21 (P = 0,001, P = 0,001 e P = 0,0002, respectivamente) e positivamente correlacionada com p53 (P = 0,0005, P = 0,001 e P = 0,0002, respectivamente) e ki67 (P = 0,001, P = 0,0003 e P = 0,012, respectivamente; cf Figura 1 e Tabela 2)
a fim de identificar fatores preditivos independentes para as variáveis clínico-patológicas, análise de regressão logística multivariada foi. realizada. ADC e p53 eram ambos os preditores independentes de invasão do músculo (P 0,05, respectivamente, Tabela CF 3). Ambos p21 e p53 foram preditores independentes para a invasão linfática; ADC e p21 foram preditores independentes de grau do tumor. Com relação ao tamanho da lesão, a ADC foi a única variável independente seleccionado pelo modelo de regressão (P = 0,019). Os resultados da regressão pormenorizados são apresentados na Tabela 3. Exemplos clínicos representativos são apresentados na Figura 2, Figura 3 e Figura 4.
valor de ADC foi medida como 0,655 * 10
-3 mm
2 /s . Lower linha mostra colorações imuno-histoquímica. Percentagem de células positivas foi de 92% (P53), 69% (Ki67) e 1% (P21). O exame histopatológico mostrou músculo invasivo T2a estágio do câncer de bexiga de alto grau.
valor ADC foi medida como 1.081 * 10
-3 mm
2 /s. Lower linha mostra colorações imuno-histoquímica. Percentagem de células positivas foi de 6% (P53), 12% (Ki67) e 71% (P21). O exame histopatológico mostrou não-músculo invasivo de baixo grau estágio do câncer da bexiga Ta.
valor ADC foi medida como 0,539 * 10
-3 mm
2 /s. Lower linha mostra colorações imuno-histoquímica. Percentagem de células positivas foi de 0% (P53), 8% (Ki67) e 23% (P21). O exame histopatológico mostrou não-músculo invasivo T1a estágio do câncer de bexiga de alto grau.
Discussão
O presente estudo mostrou correlações significativas entre os valores de ADC obtidos a partir DW-MRI e de prognóstico clínico-patológico critérios, especificamente grau histológico, tamanho do tumor e invasividade muscular. Além disso, foram identificadas correlações significativas entre os valores de ADC e o prognóstico p53 biomarcadores imunohistoquímica derivado, p21 e Ki67. Apesar correlações cruzadas, ADC foi um preditor independente de estágio e grau de câncer de bexiga como identificado por análise multivariada. musculares agressivo cancros da bexiga invasivo apresentam baixos valores ADC e uma grande fracção de células positivas Ki67. Estes resultados logicamente encaixam uns com os outros: um neoplasma agressivo mostra uma elevada taxa de proliferação, como reflectido por medições Ki67 enquanto o resultado desta taxa de proliferação elevado leva a um aumento da celularidade, diminuindo a proporção de matriz extracelular para o espaço intracelular. ADC medições reflectem a difusão de água no espaço extracelular e são relativamente diminuída em tumores altamente proliferativas [15]. associações No entanto, a razão pela qual valores de ADC são diminuídos em cancros agressivos não é totalmente compreendido, como vários autores em diversos órgãos têm demonstrado entre valores de ADC e celularidade da taxa de proliferação do tumor, no entanto, essas correlações são baixas a moderadas e, portanto, em boa concordância com as nossas próprias conclusões [9], [16] – [18]. Além disso, investigamos p53 e p21: p53 também está associada com o estágio do tumor, o grau do tumor patológico e invasão linfática. Outros estudos têm relatado que a p53 sobre-expressão está associada com alta qualidade e maior estágio em pacientes com câncer de bexiga [19]. Também foi estabelecido que a p53 é um factor independente para a previsão da progressão da recorrência e de mortalidade no cancro da bexiga [19]. Estudos recentes demonstraram que uma combinação de reguladores do ciclo celular, tal como p53, p21, p27 e ciclina E1 fornece informação de prognóstico superior, em comparação com estes marcadores analisados de forma independente [2]. A associação entre a ADC, ki67, p53 e p21 sublinha que valores de ADC estão associados com certos fenótipos de câncer de bexiga, mostrando valores mais baixos no músculo invasivo e tumores de alto grau. A razão pela qual devemos estar interessado em outro marcador de malignidade é óbvio: enquanto marcadores prognósticos imunohistoquímica derivados exigem amostras de tecido invasivo e interação humana na seleção de lâminas representativas para análise, valores de ADC representam o resultado de um exame não invasivo, tridimensional e quantitativa. No entanto, com base em nossos resultados preliminares, valores de ADC também pode ter um valor prognóstico adicional e não são um substituto para outros marcadores prognósticos. Tem sido sugerido em uma revisão recente, que uma combinação de marcadores prognósticos em câncer de bexiga podem ser necessários para fornecer uma descrição completa da patologia tumoral subjacente nesta doença heterogênea [19].
Nós não somos os primeiros para descrever associações entre valores de ADC e características clínico-patológicas no cancro da bexiga [6], [8], [9], [20], [21]. Embora nossos resultados estão de acordo com estes estudos anteriores, pouco se sabe sobre a associação entre valores de ADC e biomarcadores de prognóstico. Para nosso conhecimento, única Kobayashi et al. realizou um estudo sobre as correlações entre ADC, ki67 e características clínico-patológicas no cancro da bexiga [9]. Nossos resultados vão junto com este estudo prévio, demonstrando um coeficiente de correlação semelhante entre ki67 e ADC (-0,47 no nosso estudo e -0,57 no estudo de Kobayashi et al.). Os autores concluíram que valores de ADC são um biomarcador para a agressividade do câncer da bexiga [9]. Nosso estudo vai além deste estudo inicial, foram incluídos mais marcadores do ciclo celular e suas associações com ambos os valores de ADC e fatores clínico-patológicos. De nota, exceto para a invasão linfovascular, valores de ADC eram um preditor independente de todas as características clínico-patológicas importantes, tais como grau e estágio de câncer de bexiga.
Somos obrigados a mencionar limitações do estudo atual. Em primeiro lugar, o número de pacientes incluídos neste estudo são bastante baixas. Isto sublinha o carácter estudo piloto de nossa pesquisa. Tem de ser salientado que os modelos multivariados exploratórios apresentados neste texto não pode ser directamente aplicado na prática clínica, pois não são prospectivamente validada nas mesmas condições em que foram recolhidos os dados subjacentes. No entanto, as correlações positivas entre os factores analisados individuais e os modelos multivariados computados ter cada significância estatística comprovada e sublinhar o interesse em novas pesquisas sobre este tema. Além disso, nós não investigar dados reteste sobre a variabilidade das medidas ADC se medido em duas ocasiões diferentes no mesmo paciente. A baixa variação das medições ADC em tumores diferentes dentro deste estudo sugere fortemente uma variação de baixo re-teste. Como nosso estudo foi concebido como uma análise exploratória para identificar correlações cruzadas entre valores de ADC e biomarcadores de prognóstico com características clínico-patológicas. análises de normalização e confiabilidade são, portanto, além do escopo deste artigo. O coeficiente de variação entre diferentes leitores sobre as mesmas imagens foi baixa.
Embora nós identificamos correlações com fatores prognósticos clínico-patológicos e imuno-histoquímico, a possível previsão de resultados para o paciente em termos de sobrevida livre e global da doença seria de clínica primária interesse. No entanto, as associações identificadas em nosso estudo são muito sugestivas de um valor prognóstico dos valores de ADC para os resultados dos pacientes.
Em conclusão, valores de ADC são ambos correlacionados com a atividade proliferativa alterada no cancro da bexiga como medido por biomarcadores de imuno-histoquímica e , ainda, relacionada com a apresentação clínico-patológico relevante para o prognóstico do cancro da bexiga. estatística multivariada demonstrou valores de ADC como um preditor independente de classificação BCA, tamanho e invasão muscular. Do investigado biomarcadores imuno-histoquímica, p21 e p53 foram preditivos de LVI e p53 contribuiu de forma independente à invasão muscular e previsão grau do tumor. As nossas descobertas sublinham o papel potencial dos valores de ADC como um biomarcador de diagnóstico independente e aditivo para predição de câncer de bexiga agressividade biológica e fornecer uma base para futuros estudos validando a utilidade destes resultados para a tomada de decisão clínica.