استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي وبيانات الخزعة لتوجيه إجراءات أخذ العينات لسرطان البروستاتا بيومانكينج

Summary

هذا الأسلوب ينطوي علي استخدام البيانات التشخيصية السريرية لمرضي سرطان البروستاتا من أجل توجيه إجراءات أخذ العينات ، عندما النسيج البيوانكينج بعد استئصال البروستاتا الجذرية. هذا يتغلب علي القضايا مع أساليب نشرت سابقا حول الكفاءة وتوافر الانسجه الطازجة لمجموعه أوسع من التطبيقات المصب.

Abstract

الطرق السابقة لأنسجه البروستاتا بيوانكينج ، بعد استئصال البروستاتا الجذري ، وشملت عموما أخذ العينات عشوائي. من أجل زيادة الكفاءة ، وتمكين مجموعه أكبر من التطبيقات المصب ، تم تطوير طريقه أكثر استهدافا لأخذ عينات من انسجه البروستاتا. هنا نستخدم كلا من التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) وبيانات الخزعة لاستهداف مناطق معينه من الجهاز لأخذ العينات. وتشمل هذه الطريقة استخدام جهاز تشريح البروستاتا المنشورة سابقا الذي يزيل شريحة 5 ملم عرضيه من منطقه محدده سلفا من البروستاتا ، تليها أزاله الخزعات 6 ملم لكمه من مناطق محدده مسبقا من هذه الشريحة. ويمكن تخزين هذه العينات المجمدة أو الثابتة لأغراض بيوانكينج ، أو استخدامها طازجه علي الفور مع 70 ٪ من الثقة من محتوي الورم ، بالمقارنة مع 10 ٪ من الثقة نهج أخذ العينات عشوائي. وهذا يتيح استخدام جميع التقنيات القياسية المصب مثل الجينوم ، والبروتينات أو العمل النسيجي ، ولكن أيضا العمل الذي يتطلب الانسجه الطازجة مثل التصوير الانسجه الحية أو الثقافة المجرية السابقة.

Introduction

الوصول إلى الانسجه البشرية عاليه الجودة سرطان البروستاتا شرط أساسي لقياده البحوث الفعالة في هذا المجال. وهناك عدد من الطرق القائمة لعينه من انسجه البروستاتا بعد استئصال البروستاتا الجذرية للبحوث. عاده ما تنطوي علي استخدام الخزعات لكمه لاتخاذ عينات عشوائية من شريحة جديده ، مجمده أو ثابته من انسجه البروستاتا ، ويؤكد باثر رجعي ما إذا كان الورم موجودا في كل عينه من الدم & يووسين (H & E) كما تقييمها من قبل اخصائي امراض المسالك البولية^{1،2،3،4،5}. وقد قام استعراض حديث بتجميع لمحه عامه عن هذه الأساليب الحالية⁶. هذه الطرق مفيده لبعض التطبيقات المصب ، حيث يمكن تخزين الانسجه وتقييمها لمحتوي الورم في وقت لاحق ، مثل التحليلات الجينية علي نطاق واسع مثل الاتحاد الدولي لجينوم السرطان (ICGC) وأطلس الجينوم السرطاني (TCGA) ^4,7. ومع ذلك ، يمكن تحسين هذه الطرق في إذا كنا لاستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) و/أو البيانات خزعة لاستهداف مناطق معينه من البروستاتا لأخذ العينات. ومن شان ذلك ان يحسن المنهجية بطريقتين ؛ أولا ، عن طريق الحد من عدد عينات الانسجه التي تم جمعها ، وزيادة الكفاءة والحد من الضغط علي أقسام الامراض وتكلفه التخزين ، وثانيا ، من خلال السماح الانسجه الطازجة لاستخدامها علي الفور دون الحاجة إلى تاكيد فوري من محتوي الورم ، لحاله جديده من التقنيات المصب الفن مثل التصوير الانسجه الحية ، الجيل العضوي أو الثقافة المجرية السابقة. وقد أدت هذه الحاجة البحثية إلى تطوير الشعب (المريض عينات البروستاتا للبحث) الأسلوب ، والنتائج من الحالات 84 الاولي التي استخدمت بيوانكيد الناس نشرت مؤخرا⁸. وقد تم أيضا نشر الاختلاف من هذا الأسلوب مع ثلاثه الابعاد (3d) المطبوعة جهاز التشريح والعفن المريض محدده ، من أجل تسهيل التصوير بالرنين المغناطيسي السابق الجسم الخارجي علي الانسجه قبل وبعد تثبيت^9،10.

Protocol

ويلتزم البروتوكول بالمبادئ التوجيهية المحلية وتوافق عليه لجنه الأخلاقيات البحثية (المرجع 15/YH/0311).

ملاحظه: وبما ان هذه الطريقة تنطوي علي أخذ عينات من الانسجه البشرية ، يجب مراعاه جميع الإجراءات المحلية المتعلقة بالأخلاقيات والموافقة قبل بدء البروتوكول. قد يتم تضمين حالات استئصال البروستاتا الجذرية إذا كانت بيانات التصوير بالرنين المغناطيسي والخزعة متوفرة قبل الجراحة ، مع قطر الورم ≥ 5 ملم. وينبغي استبعاد الحالات إذا لم تكن آلافه المفهرسة محدده بشكل جيد ، اي ان التغييرات المنتشرة فقط مرئية بالرنين المغناطيسي.

1. جهاز تشريح البروستاتا

1. شراء جهاز تشريح البروستاتا (جدول المواد). بدلا من ذلك ، اطبع مقبض شفره باستخدام طابعه ثلاثية الابعاد كما تم نشرها سابقا¹⁰.
   ملاحظه: تم شراء الجهاز وشفرات المتاحة المستخدمة هنا ببموجب اتفاقيه نقل المواد من معهد أبحاث السرطان ، لندن ، المملكة العربية البريطانية.

2. استهداف الأورام

1. مراجعه الملاحظات السريرية لتحديد آلافه المؤشر كما هو مبين من قبل خزعة تشخيصيه ، علي سبيل المثال ، الخلفي الأيسر.
2. مراجعه صور التصوير بالرنين المغناطيسي لقياس موقع الورم أعلاه.
   1. العثور علي تسلسل حيث الورم هو الأكثر وضوحا في الطائرة المحورية ، علي سبيل المثال ، T2-المرجحة.
   2. انتقل من خلال الصور المحورية للعثور علي الصورة حيث الورم هو أكبر وطباعه الصورة للرجوع اليها.
   3. في الصورة الاكليليه المقابلة ، وقياس المسافة من قاعده البروستاتا إلى الموضع المحوري المحدد ، وطول كامل من البروستاتا من قمة إلى قاعده (مم) ، والطباعة للرجوع اليها.

3. مجموعه من البروستاتا

1. التحقق من ملاحظات المريض لضمان الموافقة المستنيرة المناسبة تم الحصول عليها لهذا الاجراء وأي تطبيقات البحوث المصب.
2. بعد استئصال البروستاتا الجذرية ، وجمع البروستات في وعاء جاف. تاكد من عدم أضافه الفورمالين أو مثبت آخر إلى البروستاتا.
3. نقل إلى مكان معقم مناسب لأخذ العينات ، علي سبيل المثال ، غطاء التيار الرقائقي في مختبر الامراض.
4. الشروع في أخذ العينات في أقرب وقت ممكن إذا كان مطلوبا الانسجه الطازجة.
   ملاحظه: بالنسبة لبعض التطبيقات (علي سبيل المثال ، تقييم الحمض النووي الذي لا ينبغي ان تتحلل بأسرع ما يكون RNA) ، قد يكون من المناسب تبريد العينة وأخذ عينات في اليوم التالي.

4. اعداد العينات

1. اعداد غطاء المحرك الرقائقي وجهاز تشريح البروستاتا وفقا لإجراءات أزاله التلوث المحلية ، وذلك باستخدام تقنيه معقمه. هنا ، رش 70 ٪ الايثانول ويمسح عبر جميع الأسطح. استخدام الابر المعقمة أحاديه الاستخدام والمشرط. استخدام شفرات تقطيع اللحم تصل إلى ثلاث مرات ؛ يغسل بعد كل استخدام في الماء الساخن والصابون ، ثم رذاذ ويمسح مع 70 ٪ الايثانول.
2. تزن البروستاتا (ز) باستخدام مقياس قياسي.
3. الحبر البروستاتا. طلاء الجانب الأيسر مع الحبر الأزرق والجانب الأيمن مع الحبر الأسود. غطي الكبسولة الكاملة والحويصلات المنوية بالحبر للدلالة فيما بعد علي الهوامش الجراحية.
   ملاحظه: قد تختلف إجراءات التحبير محليا ويمكن تعديلها وفقا لذلك.

5. البروستاتا التشريح

1. تجميع جهاز تشريح عن طريق إدخال الجدران عموديا في قاعده الموقف (الشكل 1ا).
2. مكان البروستاتا بحيث قاعده وقمة تواجه الجدران المعاكسة ، مع الجانب الخلفي أسفل والامامي. ضع دبابيس الذهب حول البروستاتا. دفع البروستاتا إلى الداخل قليلا إذا لزم الأمر للحصول علي نوبة دافئ ، والتي سوف تدعم البروستاتا خلال تشريح.
3. قياس طول البروستاتا من قاعده إلى قمة ، وذلك باستخدام مسطره ، وقارن مع طول البروستاتا كما يقاس بالرنين المغناطيسي. إذا تقلصت البروستاتا ، تطبيق تصحيح مخصص علي المسافة المتوقعة من قاعده لاستهداف شريحة عرضيه. علي سبيل المثال ، إذا كان طول البروستاتا الكامل في صوره التصوير بالرنين المغناطيسي هو 50 مم ، ولكن عند قياسه بمسطره عند هذه النقطة فقد تقلص إلى 45 مم ، وقلل من وضع التقطيع المتوقع بنسبه 10%.
4. قياس من القاعدة إلى شريحة عرضيه المطلوب. اختيار دبوس الذي يجلس الأقرب إلى هذا القياس لشريحة حولها.
5. ارتداء قفازات البريد الكتروني لمنع الاصابه ، وعقد جهاز تشريح (الشكل 1ب) ، شفرات مكان اما جانب دبوس المحددة واستخدام فاصل للحفاظ علي شفرات 5 ملم بعيدا. تاخذ شريحة ببطء وبحزم تحريك ريش إلى أسفل ، إلى الامام والخلف مع السكتات الدماغية الطويلة (الشكل 1ج). تاكد من فصل شريحة كامله قبل تفكيك الجهاز.
6. أزاله الجدران والدبابيس واتخاذ بعناية شريحة علي ورقه معقمه من الفلين المجلس باستخدام القفازات.

6. أخذ العينات الانسجه

1. افحص الشريحة العرضية بصريا وقارنها بالصورة المحورية للتصوير بالرنين المغناطيسي. في بعض الحالات ، قد تظهر منطقه الورم شاحب من الانسجه المحيطة بها.
2. بالربت شريحة عرضيه بلطف. في بعض الحالات ، قد يشعر الورم أكثر حزما من الانسجه المحيطة بها.
3. باستخدام صوره التصوير بالرنين المغناطيسي المحورية كدليل ، حدد مجالا واحدا أو أكثر لأخذ العينات.
4. تاخذ اللكمات خزعة من المنطقة المطلوبة من الانسجه.
   1. باستخدام لكمه 6 ملم ، ودفع لأسفل علي المنطقة المطلوبة من الانسجه.
   2. تويست لكمه الانسجه علي الفور وأسفل ضد الفلين لضمان الانفصال الكامل واستخدام مشرط حاد للفصل إذا لزم الأمر.
   3. أزاله لكمه ومكان في أنابيب/قوالب حسب الضرورة عن طريق إخراج باستخدام المكبس.
   4. كرر لمزيد من الأورام والعينات الحميدة كما هو مطلوب ، مع منفصلة اللكمات خزعة معقمه. الحبر الثقوب حيث تم التقاط اللكمات باللون الأحمر.
   5. لاحظ موقع كل لكمه مع وزن البروستاتا وأي ملاحظات علي لون الانسجه/المتانة.

7. تقديم البروستاتا للتشخيص المحلي

1. دبوس البروستاتا إلى الفلين مع الابر استخدام واحد العقيمة قبل التثبيت من أجل منع انكماش الانسجه وتزييفها ، والتي يمكن ان تغير مظهر الهوامش الجراحية.
2. بعد تثبيت الفلين ، وتقديم البروستاتا إلى قسم التشريح للتشخيص السريرية القياسية.

8. أزاله التلوث من جهاز

1. التخلص من جميع المعدات المتاحة في مجاري النفايات الطبية الحيوية و/أو حاويات الكتل كما هو محدد محليا.
2. تطهير غطاء التيار الرقائقي وجهاز تشريح البروستاتا وفقا لتقييمات المخاطر المحلية المناسبة للانسجه البشرية (علي سبيل المثال ، عن طريق الرش مع 70 ٪ EtOH والمسح).

النتائج

يمكن استخدام الانسجه البروستاتا الطازجة عينات باستخدام أسلوب الناس لمجموعه متنوعة من التقنيات المصب ، بما في ذلك التسلسل الجيني والثقافة المجرية السابقة. وقد سبق ان نشرت الحالات الاولي 59 التي عينت باستخدام هذه الطريقة بالمقارنة مع نسخه سابقه من الأسلوب ، إلى جانب البيانات الاوليه للمصب⁸. الوقت من أول تشريح البروستاتا إلى تجميد/تحديد الخزعات لكمه هنا كان ما يقرب من 1 دقيقه ، والتي تم الاحتفاظ بها إلى الحد الأدنى لتجنب تدهور الحمض الريبي النيبالي. الوقت من أزاله البروستاتا إلى تشريح البروستاتا يجب أيضا ان تبقي إلى الحد الأدنى ، علي الرغم من هنا استغرق هذا حوالي 20 دقيقه بسبب لدينا مختبرات المسرح وعلم الامراض يجري في مواقع مختلفه.

اعتمادا علي تطبيق المصب ، وعاده ما يتم أخذ عينات اثنين علي الأقل: واحد من منطقه الانسجه السرطانية المتوقعة واحد من منطقه من الانسجه الحميدة المتوقعة. المقياس الرئيسي للنجاح في طريقه أخذ العينات نفسها هو تقييم محتوي الورم في عينه معينه.

للدخول في مشروع الجينوم 100,000 ، يجب تقييم قسم الانسجه الملونة H & E من قبل اخصائي المسالك البولية ، ويجب ان تحتوي العينة علي ما لا يقل عن 40 ٪ من الخلايا السرطانية. قد لا يزال يتم تضمين العينات التي تحتوي علي اقل من 40% الورم في المشروع إذا تم بنجاح الماكرو. من الحالات الاولي 92 العينات بهذه الطريقة, 64% الواردة علي الأقل 40% الورم وقدمت إلى 100,000 الجينوم المشروع دون تشريح ماكروكلي. تم استخراج الحمض النووي وكان من الغلة والجودة الكافية في جميع الحالات (الجدول 1). وقد سبق ان نشرت مجموعه فرعيه أوليه من 59 من هذه العينات بالمقارنة مع الطريقة السابقة⁸.

للثقافة المجرية السابقة, الورم المتطابقة والانسجه الحميدة يجب ان تكون ذات نوعيه كافيه لتحمل الثقافة 72 h دون تدهور كبير. وقد تم استزراع عينات الانسجه المتعددة من إجمالي ثلاثه مرضي بنجاح⁸.

الشكل 1: جهاز تشريح البروستاتا. تم الحصول علي هذا الجهاز ببموجب اتفاقيه نقل المواد من معهد أبحاث السرطان. (ا) يتم ادراج الجدران عمودي علي القاعدة ، ويتم ادراج دبابيس الذهب في القاعدة المحيطة بالبروستاتا (البروستاتا لا المصورة). (B) يتم إدخال شفرات موازيه قابله للاستبدال في مقبض النصل. (ج) تمرير شفرات بين دبابيس الذهب من أجل شريحة 5 ملم القسم من البروستاتا. يرجى النقر هنا لعرض نسخه أكبر من هذا الرقم.

	ن (٪)
أصابه (> 40 ٪ ورم)	59 (64%)
أصابه متحيزة (5-30% ورم)	6 (7 في المائة)
الانسه (0% ورم)	27 (29 في المائة)
مجموع	92 (100%)

الجدول 1: معدل ضرب الورم. تم تحديد معدل ضرب الورم من قبل خبير استشاري متخصص في سرطان البروستاتا ، بعد مراجعه الانسجه الملونة H & E. تم تحديد محتوي الخلايا السرطانية من > 40 ٪ لتكون مناسبه لادراجها في 100,000 الجينوم المشروع ، وفقا للمبادئ التوجيهية الجينوم إنكلترا.

Discussion

وتشمل الخطوات الهامه في هذا البروتوكول تحديد منطقه الورم لأخذ العينات ، وقياس البروستاتا ، وأخذ عينات الانسجه. أولا ، قياس التصوير بالرنين المغناطيسي لتحديد المنطقة الصحيحة لأخذ العينات هو المفتاح. نحن نظهر هذه الطريقة في الفيديو المصاحب. ومع ذلك ، نوصي أيضا بتاكيد القياسات مع اخصائي أشعه في الدرجة الاولي. الملاحظات السريرية واضحة التي تشير الباحث نحو منطقه صور التصوير بالرنين المغناطيسي التي تحتوي علي آلافه مؤشر مثاليه. ثانيا ، يجب اجراء قياس البروستاتا مع الرعاية ، وضمان ان يتم عقد الحاكم في زاوية لقياس طول كامل من قاعده إلى قمة ، موازيه لل الامامي من البروستاتا. ثالثا ، ينبغي تاكيد المناطق السرطانية قبل أخذ العينات من خلال الفحص البصري لشريحة الانسجه فيما يتعلق بصوره التصوير بالرنين المغناطيسي الاصليه ، وتحسس الانسجه (في بعض الحالات يمكن ان تشعر منطقه الورم بكثافة أكبر) ، وتقييم لون النسيج بصريا (في بعض حالات الورم سوف تظهر أكثر شاحب من الانسجه الحميدة المحيطة بها).

وقد تم تنفيذ هذا البروتوكول بالبالكامل في دوري/UCLH من قبل الباحثين دكتوراه غير السريرية, زميل علم الامراض, الاستشاريين علم الامراض, والفنيين البحوث. وفي تجربتنا ، يمكن استخلاص جميع خطوات البروتوكول في اطار عشر حالات بصرف الاعتبار عن الخلفية التقنية. ومع ذلك ، نوصي بالتدريب من اخصائي الاشعه فيما يتعلق بقياس التصوير بالرنين المغناطيسي والتدريب من طبيب الامراض فيما يتعلق بالتشريح في المقام الأول. يمكن تعديل البروتوكول باستخدام مقبض التقطيع المطبوع ثلاثي الابعاد ، كما تم نشره سابقا في¹⁰.

وتشمل القيود المحتملة لهذه التقنية خطر عرقله التشخيص. تشريح البروستاتا هو خطوه رئيسيه ، والتي يمكن ان تعيق علي الدرجات أو معدلات الهامش الإيجابي إذا فعلت بشكل غير صحيح. هناك نوعان من القضايا المحتملة هنا. أولا ، إذا تمت أزاله كل من آلافه المؤشر واستخدامها لتجريب الانسجه الطازجة علي الفور ، لن يتم اجراء التشخيص السريري الروتيني لهذه آلافه والمريض قد يساء تشخيصها بأنها مصابه بسرطان الصف السفلي. ولتجنب ذلك ، ينبغي علي الباحث مناقشه خطه أخذ العينات مع اخصائي الامراض الاستشارية الذي سيراجع القضية بشكل روتيني ، قبل أخذ العينات ، والاتفاق علي عدد ومكان العينات التي سيتم أخذها. قد يتم استبعاد الأورام الصغيرة محليا لهذا السبب. ثانيا ، إذا لم يتم تثبيت كبسوله البروستاتا بشكل صحيح إلى مجلس الفلين قبل التثبيت ، وهذا يمكن ان يسمح الانسجه الداخلية لانتفاخ الخارج اثناء التثبيت ، وتغيير الهوامش الجراحية. وهذا يمكن ان يؤدي إلى هامش إيجابي كاذبه, حيث يظهر الورم المتبقية للاقامه في كبسوله بحته بسبب تشويه الانسجه.

تكمن اهميه هذه التقنية فيما يتعلق بالأساليب الموجودة أساسا مع استهداف الأورام. وقد تم حتى الآن نشر مجموعه من الطرق لأخذ عينات من العينات الجذرية لاستئصال البروستاتا ؛ ومع ذلك ، هذه كلها تعتمد علي نهج أخذ العينات عشوائي كليا أو جزئيا^{1،2،3،4،5،6،7}. استخدام الخزعة وخاصه بيانات التصوير بالرنين المغناطيسي هنا قد تحسنت الكفاءة ، مما يسمح لأخذ العينات المخفضة مع زيادة الثقة في الحصول علي الانسجه السرطانية⁸.

وتسمح التطبيقات المستقبلية لهذه الطريقة باعتماد مجموعه أوسع من التقنيات النهائية من الأساليب السابقة لأخذ العينات. علي سبيل المثال ، توافر الانسجه الطازجة التي لديها احتمال كبير لان يكون الورم يعني انه يمكن استخدام تقنيات الانسجه الطازجة الأكثر تكلفه و/أو كثيفه العمالة ، حيث ان العديد من العينات غير مطلوبه لضمان وجود الورم. وهذا يمكن ان تشمل وليست مقتصرة علي, السابقة الجسم البيولوجي الثقافة, التصوير بالرنين المغناطيسي السابقة, صور متقدمة وناسخه.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
6 mm biopsy punch	Fisher Scientific	13404607	Disposable biopsy punches for removing 6 mm tissue samples
Black Ink	Leica Biosystems	3801753	Tissue marking & margin dye
Blue Ink	Leica Biosystems	3801751	Tissue marking & margin dye
Chainmail hand glove	Arco	1456803	Chainmail gloves to protect hand during slicing
Cork board	Fisher Scientific	12396447	Cork board for pinning prostate to following sampling procedure
Needles	SLS (Scientific Laboratory supplies)	SYR6112	Sterile needles to use to pin tissue to cork board following sampling
Prostate slicing aparatus	Insitute of Cancer Research, London	NA - must be obtained under MTA	A kit containing the slicer handle, blades, spacer, base, walls and pins