medvisМедицинская визуализацияMedical Visualization1607-07632408-9516RDS-Media Ltd.10.24835/1607-0763-1170medvis-1269Research ArticleГОЛОВАHEADПЭТ-КТ с 11С-метионином в диагностике анапластических астроцитом и анапластических олигодендроглиом11C-methionine PET-CT in the diagnosis of anaplastic astrocytomas and anaplastic oligodendrogliomashttps://orcid.org/0000-0002-2337-6495БеляевА. Ю.BelyaevA. Y.

Беляев Артем Юрьевич – кандидат медицинских наук, нейрохирург, старший научный сотрудник

125047 Москва, 4-я Тверская-Ямская ул., д. 16Тел.:+7-917-585-99-70

Artem Y. Belyaev – Cand. of Sci. (Med.), neurosurgeon, senior researcher

16, 4rd Tverskaya-Yamskaya str., Moscow 125047

belyaev@nsi.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8091-8828ВихроваН. Б.VikhrovaN. B.

Вихрова Нина Борисовна – кандидат медицинских наук, врач-радиолог

125047 Москва, 4-я Тверская-Ямская ул., д. 16

Nina B. Vikhrova – Cand. of Sci. (Med.), radiologist

16, 4rd Tverskaya-Yamskaya str., Moscow 125047

nvikhrova@nsi.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8719-2225КалаеваД. Б.KalaevaD. B.

Калаева Диана Борисовна – медицинский физик

125047 Москва, 4-я Тверская-Ямская ул., д. 16

Diana B. Kalaeva – Medical physicist

16, 4rd Tverskaya-Yamskaya str., Moscow 125047

dkalaeva@nsi.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8924-7346БаталовА. И.BatalovA. I.

Баталов Артем Игоревич – кандидат медицинских наук, научный сотрудник отделения рентгеновских и радиоизотопных методов диагностики

125047 Москва, 4-я Тверская-Ямская ул., д. 16

Artem I. Batalov – Cand. of Sci. (Med.), researcher of Department of X-ray and Radioisotope Diagnostic Methods

16, 4rd Tverskaya-Yamskaya str., Moscow 125047

https://orcid.org/0000-0001-6384-7960АфандиевР. М.AfandievR. M.

Афандиев Рамин Малик оглы – аспирант отделения рентгеновских и радиоизотопных методов диагностики

125047 Москва, 4-я Тверская-Ямская ул., д. 16

Ramin M. Afandiev – postgraduate student of Department of X-ray and Radioisotope Diagnostic Methods

16, 4rd Tverskaya-Yamskaya str., Moscow 125047

https://orcid.org/0000-0001-9953-6654ГалстянС. А.GalstyanS. A.

Галстян Сюзанна Андраниковна – врач-патологоанатом

125047 Москва, 4-я Тверская-Ямская ул., д. 16

Suzanna A. Galstyan – Pathologist

16, 4rd Tverskaya-Yamskaya str., Moscow 125047

https://orcid.org/0000-0002-7651-4214КобяковГ. Л.KobyakovG. L.

Кобяков Григорий Львович – доктор медицинских наук, профессор, заместитель главного врача по онкологии 

125047 Москва, 4-я Тверская-Ямская ул., д. 16

Grigory L. Kobyakov – Doct. of Sci. (Med.), Professor, Deputy Chief Physician for Oncology

16, 4rd Tverskaya-Yamskaya str., Moscow 125047

https://orcid.org/0000-0002-4480-0275ПронинИ. Н.ProninI. N.

Пронин Игорь Николаевич – академик РАН, доктор медицинских наук, профессор, заведующий отделением рентгеновских и радиоизотопных методов диагностики 

125047 Москва, 4-я Тверская-Ямская ул., д. 16

Igor’ N. Pronin – Academician of the Russian Academy of Sciences, Doct. of Sci. (Med.), Professor, Head of the Department of X-ray and Radioisotope Diagnostic Methods

16, 4rd Tverskaya-Yamskaya str., Moscow 125047

https://orcid.org/0000-0002-9811-9442УсачевД. Ю.UsachevD. Y.

Усачев Дмитрий Юрьевич – доктор медицинских наук, профессор, директор 

125047 Москва, 4-я Тверская-Ямская ул., д. 16

Dmitry Y. Usachev – Doct. of Sci. (Med.), Professor, director

16, 4rd Tverskaya-Yamskaya str., Moscow 125047

ФГАУ “НМИЦ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко” Минздрава РоссииРоссияN.N. Burdenko National Medical Research Center of Neurosurgery of the Ministry of Healthcare of the Russian FederationRussian Federation2022211020222648292Copyright © Беляев А.Ю., Вихрова Н.Б., Калаева Д.Б., Баталов А.И., Афандиев Р.М., Галстян С.А., Кобяков Г.Л., Пронин И.Н., Усачев Д.Ю., 20222022Беляев А.Ю., Вихрова Н.Б., Калаева Д.Б., Баталов А.И., Афандиев Р.М., Галстян С.А., Кобяков Г.Л., Пронин И.Н., Усачев Д.Ю.Belyaev A.Y., Vikhrova N.B., Kalaeva D.B., Batalov A.I., Afandiev R.M., Galstyan S.A., Kobyakov G.L., Pronin I.N., Usachev D.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://medvis.rdsmedia.ru/jour/article/view/1269Цель исследования

Цель исследования: определение усредненных показателей индекса накопления (ИН) радиофармпрепарата (РФП) (11С-метионина) в группе глиом Grade III на большом клиническом материале, а также изучение взаимосвязи показателей МРТ- и ПЭТ-исследований и значений ИН РФП с показателями общей и безрецидивной выживаемости.

Материал и методы

Материал и методы. В исследуемую группу вошло 78 пациентов, из них с диагнозом анапластическая астроцитома (АА) 48 (61,5%) пациентов и анапластическая олигодендроглиома (АОД) 30 (38,5%) пациентов; во всех случаях супратенториальной локализации. Всем пациентам выполнена ПЭТ-КТ с 11С-метионином по стандартной методике, а также МРТ в режимах Т1, Т2, Т2-FLAIR, DWI и 3D Т1+Gd. В 71 случае выполнено удаление опухоли, в 8 – верификация гистологического диагноза путем стереотаксической биопсии. Все опухоли подверглись молекулярно-генетическому анализу, в том числе с исследованием мутации IDH1 и ко-делеции 1p/19q.

Результаты исследования

Результаты исследования. Метаболический объем опухоли и величина ИН РФП были статистически значимо выше в группе IDH-негативных АА, нежели в группе IDH-позитивных АА; кроме того, АА дикого типа продемонстрировали более высокие значения долевого накопления РФП. Наименьший общий объем опухоли по МРТ продемонстрировали АОД, при этом долевой объем контрастирования этих опухолей был значительно выше, чем в общей группе астроцитарных опухолей; для АОД характерно минимальное отличие общего объема опухоли от метаболического. Значения ИН РФП уменьшается в ряду АА IDH− – АОД – AA IDH+, однако эти различия не достигли статистически значимых величин. В группе IDH-негативных АА объем метаболически активной ткани по данным ПЭТ демонстрировал слабоотрицательную зависимость с общей и безрецидивной выживаемостью, а объем опухоли в группе IDH-мутантных АА коррелировад только с безрецидивной выживаемостью.

Заключение

Заключение. Настоящая работа на крупнейшем клиническом материале анализирует соотношения результатов МРТ и ПЭТ-КТ с 11С-метионином в группе глиом Grade III. На основании полученных данных удалось продемонстрировать неоднозначность зависимости значений ИН РФП в группе анапластических глиом от наличия олигодендрокомпонента в гистоструктуре опухоли, где, в отличие от глиом Grade II, не получено значимых отличий в уровне метаболической активности астроцитарных и олигодендроглиом, обе группы демонстрировали большой разброс показателей.

The aim of this study was to evaluate average 11C-methionine uptake for grade II (anaplastic) gliomas in a large cohort, as well as relations between MRI and PET characteristics and their unfluence on overall and progression-free survival.

Materials and methods

Materials and methods. The study was based upon 78 patients with supratentorial tumors, among them 48 with anaplastic astrocytoma (AA) and 30 with anaplastic oligodendroglioma (AO). ALL patients underwent PET-CT with 11C-methionine and MRI study (Т1, Т2, Т2-FLAIR, DWI и 3D Т1+Gd regimes). Tumor removal was performed in 71 cases, stereotactic biopsy in 8 patients. Tumor specimen were assessed by neuropatomorphologists and IDH1-status and 1p/19q co-deletion were evaluated.

Study results

Study results. AA IDH− tumors demonstrated statistically significant bigger metabolic volume and radiotracer uptake comparing with AA IDH+. Moreover, AA IDH − characterized by higher fractional MET uptake. The smallest tumors (by MRI) were AOs, meanwhile their fractional contrast enhancement was higher than for AAs. AOs were also known as tumors with minimal difference between MRI and PET-CT volume. MET uptake decreased in a row АА IDH− – АОД – AA IDH+, but the difference has not reached statistical significance. For wild-type AAs metabolic volume correlated with OS and PFS, meanwhile for IDH-mutant AAs tumor volume (measured by MRI) correlated only with PFS.

Conclusion

Conclusion. Present study based on the largest cohort of patients with anaplastic gliomas who underwent both MRI and PET with 11C-methionine. It turned out, that unlike grade II oligodendogliomas, AOs do not always demonstrate higher than their astrocytic counterparts MET uptake levels.

ПЭТ-КТ11С-метионинанапластическая астроцитомаанапластическая олигодендроглиомаIDHметаболический объем опухолиPET-CT11C-methionineanaplastic astrocytomasanaplastic oligodendrogliomasIDHmetabolic tumor volumeИсследование выполнено при финансовой поддержке Минобрнауки в рамках научного проекта № 075-15-2020-809.ReferencesMcNeill K.A. Epidemiology of Brain Tumors. Neurologic. Clinics. 2016; 34 (4): 981–998. https://doi.org/10.1016/j.ncl.2016.06.014McNeill K.A. Epidemiology of Brain Tumors. Neurologic. Clinics. 2016; 34 (4): 981–998. https://doi.org/10.1016/j.ncl.2016.06.014Ostrom Q.T., Patil N., Cioffi G. et al. CBTRUS Statistical Report: Primary Brain and Other Central Nervous System Tumors Diagnosed in the United States in 2013–2017. Neuro-Oncology. 2020; 22 (Suppl. 1): iv1–iv96. https://doi.org/10.1093/neuonc/noaa200Ostrom Q.T., Patil N., Cioffi G. et al. CBTRUS Statistical Report: Primary Brain and Other Central Nervous System Tumors Diagnosed in the United States in 2013–2017. Neuro-Oncology. 2020; 22 (Suppl. 1): iv1–iv96. https://doi.org/10.1093/neuonc/noaa200Suzuki, H., Aoki, K., Chiba, K. et al. The 2016 World Health Organization Classification of Tumors of the Central Nervous System: a summary. Acta Neuropathol. 2015; 47 (3): 458–468. https://doi.org/10.1007/s00401-015-1398-zSuzuki, H., Aoki, K., Chiba, K. et al. The 2016 World Health Organization Classification of Tumors of the Central Nervous System: a summary. Acta Neuropathol. 2015; 47 (3): 458–468. https://doi.org/10.1007/s00401-015-1398-zKatsanos A.H., Alexiou G.A., Fotopoulos A.D. et al. Performance of 18 F-FDG, <sup>11</sup>C-Methionine, and 18 F-FET PET for Glioma Grading. Clin. Nuclear Med. 2019; 44 (11): 864–869. https://doi.org/10.1097/RLU.0000000000002654Katsanos A.H., Alexiou G.A., Fotopoulos A.D. et al. Performance of 18 F-FDG, <sup>11</sup>C-Methionine, and 18 F-FET PET for Glioma Grading. Clin. Nuclear Med. 2019; 44 (11): 864–869. https://doi.org/10.1097/RLU.0000000000002654Takei H., Shinoda J., Ikuta S. et al. Usefulness of positron emission tomography for differentiating gliomas according to the 2016 World Health Organization classification of tumors of the central nervous system. J. Neurosurg. 2020; 133 (4): https://doi.org/10.3171/2019.5.JNS19780Takei H., Shinoda J., Ikuta S. et al. Usefulness of positron emission tomography for differentiating gliomas according to the 2016 World Health Organization classification of tumors of the central nervous system. J. Neurosurg. 2020; 133 (4): https://doi.org/10.3171/2019.5.JNS19780Law I., Albert N.L., Arbizu J. et al. Joint EANM/EANO/ RANO practice guidelines/SNMMI procedure standards for imaging of gliomas using PET with radiolabelled amino acids and [18 F]FDG: version 1.0. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 2019; 46 (3): 540–557. https://doi.org/10.1007/s00259-018-4207-9Law I., Albert N.L., Arbizu J. et al. Joint EANM/EANO/ RANO practice guidelines/SNMMI procedure standards for imaging of gliomas using PET with radiolabelled amino acids and [18 F]FDG: version 1.0. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 2019; 46 (3): 540–557. https://doi.org/10.1007/s00259-018-4207-9Weller M., van den Bent M., Tonn J.C. et al.; European Association for Neuro-Oncology (EANO) Task Force on Gliomas. European Association for Neuro-Oncology (EANO) guideline on the diagnosis and treatment of adult astrocytic and oligodendroglial gliomas. Lancet Oncol. 2017; 18 (6): e315–e329. https://doi.org/10.1016/S1470-2045(17)30194-8Weller M., van den Bent M., Tonn J.C. et al.; European Association for Neuro-Oncology (EANO) Task Force on Gliomas. European Association for Neuro-Oncology (EANO) guideline on the diagnosis and treatment of adult astrocytic and oligodendroglial gliomas. Lancet Oncol. 2017; 18 (6): e315–e329. https://doi.org/10.1016/S1470-2045(17)30194-8Shinozaki N., Uchino Y., Yoshikawa K. et al. Discrimination between low-grade oligodendrogliomas and diffuse astrocytoma with the aid of <sup>11</sup>C-methionine positron emission tomography. J. Neurosurg. 2011; 114 (6): 1640–1647. https://doi.org/10.3171/2010.11.JNS10553Shinozaki N., Uchino Y., Yoshikawa K. et al. Discrimination between low-grade oligodendrogliomas and diffuse astrocytoma with the aid of <sup>11</sup>C-methionine positron emission tomography. J. Neurosurg. 2011; 114 (6): 1640–1647. https://doi.org/10.3171/2010.11.JNS10553Hatakeyama T., Kawai N., Nishiyama Y. et al. <sup>11</sup>C-methionine (MET) and18 F-fluorothymidine (FLT) PET in patients with newly diagnosed glioma. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 2008; 35 (11): 2009–2017. https://doi.org/10.1007/s00259-008-0847-5Hatakeyama T., Kawai N., Nishiyama Y. et al. <sup>11</sup>C-methionine (MET) and18 F-fluorothymidine (FLT) PET in patients with newly diagnosed glioma. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 2008; 35 (11): 2009–2017. https://doi.org/10.1007/s00259-008-0847-5Kato T., Shinoda J., Nakayama N. et al. Metabolic Assessment of Gliomas Using <sup>11</sup>C-Methionine, [18 F] Fluorodeoxyglucose, and <sup>11</sup>C-Choline Positron-Emission Tomography. Am. J. Neuroradiol. 2008; 29 (6): 1176–1182. https://doi.org/10.3174/ajnr.A1008Kato T., Shinoda J., Nakayama N. et al. Metabolic Assessment of Gliomas Using <sup>11</sup>C-Methionine, [18 F] Fluorodeoxyglucose, and <sup>11</sup>C-Choline Positron-Emission Tomography. Am. J. Neuroradiol. 2008; 29 (6): 1176–1182. https://doi.org/10.3174/ajnr.A1008Song S., Cheng Y., Ma J. et al. Simultaneous FET-PET and contrast-enhanced MRI based on hybrid PET/MR improves delineation of tumor spatial biodistribution in gliomas: a biopsy validation study. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 2020; 47 (6): 1458–1467. https://doi.org/10.1007/s00259-019-04656-2Song S., Cheng Y., Ma J. et al. Simultaneous FET-PET and contrast-enhanced MRI based on hybrid PET/MR improves delineation of tumor spatial biodistribution in gliomas: a biopsy validation study. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 2020; 47 (6): 1458–1467. https://doi.org/10.1007/s00259-019-04656-2Unterrainer M., Fleischmann D.F., Vettermann F. et al. TSPO PET, tumour grading and molecular genetics in histologically verified glioma: a correlative18 F-GE-180 PET study. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 2020; 47 (6): 1368–1380. https://doi.org/10.1007/s00259-019-04491-5Unterrainer M., Fleischmann D.F., Vettermann F. et al. TSPO PET, tumour grading and molecular genetics in histologically verified glioma: a correlative18 F-GE-180 PET study. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 2020; 47 (6): 1368–1380. https://doi.org/10.1007/s00259-019-04491-5Okita Y., Shofuda T., Kanematsu D. et al. The association between<sup>11</sup>C-methionine uptake, IDH gene mutation, and MGMT promoter methylation in patients with grade II and III gliomas. Clin. Radiol. 2020; 75 (8), 622–628. https://doi.org/10.1016/j.crad.2020.03.033Okita Y., Shofuda T., Kanematsu D. et al. The association between<sup>11</sup>C-methionine uptake, IDH gene mutation, and MGMT promoter methylation in patients with grade II and III gliomas. Clin. Radiol. 2020; 75 (8), 622–628. https://doi.org/10.1016/j.crad.2020.03.033Kim D., Chun J.-H., Kim S.H. et al. Re-evaluation of the diagnostic performance of <sup>11</sup>C-methionine PET/CT according to the 2016 WHO classification of cerebral gliomas. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 2019; 46 (8): 1678–1684. https://doi.org/10.1007/s00259-019-04337-0Kim D., Chun J.-H., Kim S.H. et al. Re-evaluation of the diagnostic performance of <sup>11</sup>C-methionine PET/CT according to the 2016 WHO classification of cerebral gliomas. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 2019; 46 (8): 1678–1684. https://doi.org/10.1007/s00259-019-04337-0Verger A., Metellus P., Sala Q. et al. IDH mutation is paradoxically associated with higher 18 F-FDOPA PET uptake in diffuse grade II and grade III gliomas. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 2017; 44 (8): 1306–1311. https://doi.org/10.1007/s00259-017-3668-6Verger A., Metellus P., Sala Q. et al. IDH mutation is paradoxically associated with higher 18 F-FDOPA PET uptake in diffuse grade II and grade III gliomas. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 2017; 44 (8): 1306–1311. https://doi.org/10.1007/s00259-017-3668-6Ogawa T., Kawai N., Miyake K. et al. Diagnostic value of PET/CT with <sup>11</sup>C-methionine (MET) and 18 F-fluorothymidine (FLT) in newly diagnosed glioma based on the 2016 WHO classification. EJNMMI Research. 2020; 10 (1): 44. https://doi.org/10.1186/s13550-020-00633-1Ogawa T., Kawai N., Miyake K. et al. Diagnostic value of PET/CT with <sup>11</sup>C-methionine (MET) and 18 F-fluorothymidine (FLT) in newly diagnosed glioma based on the 2016 WHO classification. EJNMMI Research. 2020; 10 (1): 44. https://doi.org/10.1186/s13550-020-00633-1Kebir S., Lazaridis L., Weber M. et al. Comparison of l-Methyl-<sup>11</sup>C-Methionine PET With Magnetic Resonance Spectroscopy in Detecting Newly Diagnosed Glioma. Clin. Nucl. Med. 2019; 44 (6): e375–e381. https://doi.org/10.1097/RLU.0000000000002577Kebir S., Lazaridis L., Weber M. et al. Comparison of l-Methyl-<sup>11</sup>C-Methionine PET With Magnetic Resonance Spectroscopy in Detecting Newly Diagnosed Glioma. Clin. Nucl. Med. 2019; 44 (6): e375–e381. https://doi.org/10.1097/RLU.0000000000002577Saito T., Maruyama T., Muragaki Y. et al. <sup>11</sup>C-Methionine Uptake Correlates with Combined 1p and 19q Loss of Heterozygosity in Oligodendroglial Tumors. Am. J. Neuroradiol. 2013; 34 (1): 85–91. https://doi.org/10.3174/ajnr.A3173Saito T., Maruyama T., Muragaki Y. et al. <sup>11</sup>C-Methionine Uptake Correlates with Combined 1p and 19q Loss of Heterozygosity in Oligodendroglial Tumors. Am. J. Neuroradiol. 2013; 34 (1): 85–91. https://doi.org/10.3174/ajnr.A3173Verger A., Stoffels G., Bauer E.K. et al. Static and dynamic18 F–FET PET for the characterization of gliomas defined by IDH and 1p/19q status. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 2018; 45 (3): 443–451. https://doi.org/10.1007/s00259-017-3846-6Verger A., Stoffels G., Bauer E.K. et al. Static and dynamic18 F–FET PET for the characterization of gliomas defined by IDH and 1p/19q status. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 2018; 45 (3): 443–451. https://doi.org/10.1007/s00259-017-3846-6Kebir S., Lazaridis L., Weber M. et al. Comparison of l-Methyl-<sup>11</sup>C-Methionine PET With Magnetic Resonance Spectroscopy in Detecting Newly Diagnosed Glioma. Clin. Nucl. Med. 2019; 44 (6): e375–e381. https://doi.org/10.1097/RLU.0000000000002577Kebir S., Lazaridis L., Weber M. et al. Comparison of l-Methyl-<sup>11</sup>C-Methionine PET With Magnetic Resonance Spectroscopy in Detecting Newly Diagnosed Glioma. Clin. Nucl. Med. 2019; 44 (6): e375–e381. https://doi.org/10.1097/RLU.0000000000002577Nakajo K., Uda T., Kawashima T. et al. Diagnostic Performance of [11 C]Methionine Positron Emission Tomography in Newly Diagnosed and Untreated Glioma Based on the Revised World Health Organization 2016 Classification. Wld Neurosurg. 2021; 148: e471–e481. https://doi.org/10.1016/j.wneu.2021.01.012Nakajo K., Uda T., Kawashima T. et al. Diagnostic Performance of [11 C]Methionine Positron Emission Tomography in Newly Diagnosed and Untreated Glioma Based on the Revised World Health Organization 2016 Classification. Wld Neurosurg. 2021; 148: e471–e481. https://doi.org/10.1016/j.wneu.2021.01.012

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