Öz
Beyin tümörleri pediatrik popülasyonda en sık görülen solid tümörlerdir ve çocukluk çağında kansere bağlı ölümlerin en büyük kısmını oluştururlar. Pediatrik beyin tümörlerinde tedavi seçimi tümör tipine, lokasyonuna, evresine, yaş ve klinik duruma bağlı olarak belirlenir ve öncelikli tercih primer lezyonun cerrahi rezeksiyonudur. Görüntüleme yöntemi olarak tanı ve cerrahi öncesi değerlendirme amacıyla esas olarak kontrastlı manyetik rezonans (MR) görüntüleme kullanılmaktadır. MR görüntülemenin anatomik rezolüsyonu yüksek olsa da geleneksel teknikler tümör sınırlarını net belirlemede, çevre normal dokudaki infiltrasyonu göstermede yetersiz kalmaktadır. Bu noktada radyonüklid ajanlarla moleküler görüntüleme yöntemlerinin önemi ön plana çıkmaktadır. Pozitron emisyon tomografisi/bilgisayarlı tomografi (PET/BT) ve PET/MR gibi hibrit görüntüleme yöntemlerinin geliştirilmesi, pediatrik araştırmaları ve klinik uygulamaları daha da ileri taşımıştır. Pediatrik beyin tümörlerinin görüntülenmesinde en sık kullanılan PET radyofarmasötiği olan florodeoksiglukoz (FDG); tanıda, evrelemede, prognoz değerlendirmesinde, tedavi planlamada, tedavi yanıtı değerlendirmesinde ve rekürrens tespitinde önemli bilgiler sağlasa da kortikal dokudaki fizyolojik tutulumu nedeniyle kısıtlılıkları mevcuttur. Bu nedenle, FDG’ye ek olarak amino asit bazlı radyofarmasötikler (C-11 MET, F-18 FET, F-18 DOPA) geliştirilmiş ve beyin tümörleri değerlendirmesinde kullanılmaya başlanmıştır. Amino asit PET, düşük dereceli gliomalar da dahil olmak üzere beyin tümörlerinde yüksek tutulumu ve normal beyinde düşük tutulumu nedeniyle önemli avantajlara sahiptir. Bu da beyin tümörlerinin değerlendirilmesinde ve takibinde tanı doğruluğunu artırmaktadır.
Giriş
Beyin tümörleri pediatrik popülasyonda en sık görülen solid tümörlerdir ve çocukluk çağında kansere bağlı ölümlerin en büyük kısmını oluştururlar (1). Sıfır-14 yaş grubunda lösemiler, santral sinir sistemi (SSS) tümörleri, lenfomalar, nöroblastom, böbrek tümörleri ve malign kemik tümörleri en sık görülürken, ergenlik çağındaki çocuklarda (15-19 yaş) SSS tümörleri ve lenfomalar en sık görülür, bunu lösemiler ve diğer kanserler izler (2). Çocuklarda en sık görülen beyin tümörü pediatrik gliomalardır. Embriyonel tümörler ve pilositik astrositomlar, 9 yaşından önce daha sık görülürken, grade II-III gliomalar 19 yaşına kadar en sık görülen tümörlerdir. Beyin tümörü olan çocukların genel sağkalımı (OS) 10 yılda %70’tir, ancak bu rakam tam rezeksiyonun mümkün olduğu düşük dereceli tümörleri de içermektedir. Bazı pediatrik yüksek dereceli gliomalar için OS (5 yılda %10-15’ten az) çok düşüktür (3, 4). Tedavi seçimi tümör tipine, lokasyonuna, evresine, yaş ve klinik duruma bağlı olarak belirlenir ve öncelikli tercih primer lezyonun cerrahi rezeksiyonudur. Bu nedenle tanı aşamasında bu özelliklerin doğru belirlenmesi gerekir. Görüntüleme yöntemleri genel olarak pediatrik beyin tümörlerinin tanısında, tedavi yanıtı değerlendirmesinde ve takibinde çok önemli bir rol oynar. İlk aşamada tanı ve cerrahi öncesi değerlendirme amacıyla esas olarak kontrastlı manyetik rezonans (MR) görüntüleme (gradient echo, T2W, FLAIR, T1W sekansları ile) kullanılmaktadır. Her ne kadar MR görüntülemenin anatomik rezolüsyonu yüksek olsa da geleneksel MR görüntüleme ile tümör sınırlarını net belirlemede, çevre normal dokudaki infiltrasyonu göstermede yetersiz kalmaktadır. En önemli kısıtlılıkları, anormal sinyalin spesifik bir bulgu olmamasıdır (5). Ayrıca geleneksel görüntüleme teknikleri pediatrik beyin kanserini tespit etmede iyi olsa da tedavi sonrası yanıt değerlendirmesinde etkinliği sınırlıdır. Yeni hedefe yönelik kemoterapi ajanları ve radyoterapi morfolojik değişikliklere neden olarak geleneksel görüntüleme teknikleri ile değerlendirmeyi zorlaştırmaktadır (6). Bu nedenle, difüzyon ağırlıklı görüntüleme (DWI), perfüzyon görüntüleme, MR spektroskopisi (MRS) ve difüzyon tensör görüntüleme gibi ileri MR teknikleri de kullanılmaktadır (7). Ayrıca pediatrik hastalarda düşük dereceli gliomalar daha yaygındır, ancak yetişkin popülasyondaki düşük dereceli gliomalardan farklı biyolojik ve klinik özellikler gösterir. Düşük dereceli gliomalar kontrastlı MR görüntülemede tipik kontrastlanma paterni göstermeyebilir. Bu noktada radyonüklid ajanlarla moleküler görüntüleme yöntemlerinin önemi ön plana çıkmaktadır.
Günümüzde onkolojik görüntülemede en yaygın kullanılan yöntem olan PET, radyoaktif işaretli ajanlar kullanılarak enzim ve reseptör düzeyleri, kan akımı ve metabolizma gibi çeşitli biyolojik süreçlerin gerçek zamanlı olarak kantitatif değerlendirmesine olanak sağlayan güçlü bir görüntüleme yöntemidir. PET’in pediatrik hasta grubunda kullanımı hızla artmaktadır. PET/BT ve PET/MR görüntüleme gibi hibrit görüntüleme yöntemlerinin geliştirilmesi, pediatrik araştırmaları ve klinik uygulamaları daha da ileri taşımıştır. Pediatrik beyin tümörlerinin görüntülenmesinde en sık kullanılan PET radyofarmasötiği FDG’dir. Tanıda, evrelemede, prognoz değerlendirmesinde, tedavi planlamada, tedavi yanıtı değerlendirmesinde ve rekürrens tespitinde önemli bilgiler sağlar. Ancak, serebral gri maddede yoğun fizyolojik FDG tutulumu olması nedeniyle tümör/normal doku tutulum oranı düşüktür. Düşük dereceli beyin tümörlerinin çoğunda FDG tutulumu düşük düzeyde olduğu için fizyolojik geri plan aktivitesinden ayırt etmek mümkün olmayabilir. Ayrıca, enflamatuvar SSS lezyonlarında spesifik olmayan aktivite tutulumu da mevcuttur ve bu nedenle nöroenflamatuvar durumlarda yanlış pozitif sonuçlar bildirilmiştir (8). Bu nedenle, FDG dışı PET ajanlarının pediatrik beyin tümörleri görüntülemesinde kullanımı yaygınlaşmaktadır. FDG’ye ek olarak amino asit bazlı radyofarmasötikler, pediatrik beyin tümörlerinin değerlendirilmesinde en sık kullanılan PET görüntüleme ajanlarıdır. Amino asit PET, düşük dereceli gliomalar da dahil olmak üzere beyin tümörlerinde yüksek tutulumu ve normal beyinde düşük tutulumu nedeniyle FDG PET’e kıyasla önemli avantajlara sahiptir. Bu da beyin tümörlerinin tespitinde daha fazla özgüllük ve tümör sınırlarının daha hassas bir şekilde belirlenmesini sağlar (9). Bu bölümde pediatrik popülasyonda beyin tümörlerinin tanısında ve değerlendirilmesinde PET/BT ve PET/MR görüntülemelerinin yerinden bahsedilecektir.
1. Pediatrik Beyin Tümörlerinin Tanısında F-18-FDG PET
F-18-FDG, çocuklarda beyin tümörü değerlendirilmesinde kullanılan ilk PET radyofarmasötiğidir. Diğer malign tümörlerde olduğu gibi yüksek dereceli malign gliomalarda da glikoz tüketimi belirgin artmıştır. Yoğun olarak artmış FDG tutulumu, gliomalarda daha agresif seyirle ilişkilidir (10). Örneğin, posterior fossa tümörleri (medulloblastom vb.) ve beyin sapı tümörleri gibi. FDG PET, düşük dereceli gliomaların (astrositom vb.) değerlendirmesinde de rol oynayabilir. Düşük dereceli bile olsa belirgin FDG tutulumu göstermesi hastalığın progresif bir seyir göstereceğine işaret edebilir (11). Ancak, progresyon riski daha yüksek olan hastaları belirleyebilecek kesin bir FDG tutulum eşiği tanımlanmamıştır. Bununla birlikte, düşük dereceli tümörleri yüksek dereceli tümörlerden ayırt etmek sıcak nokta/beyin indeksi [yani 2 + 2 * (ilgilenilen bölge (region of interest - ROI)tümör-ROIbeyaz madde)/(ROIgri madde-ROIbeyaz madde)] için en iyi sınır olarak 1,83’lük bir değer önerilmiştir (10). On sekiz hastayla yapılan bir çalışmada optik yol gliomaları ve plexiform nörofibroma lezyonlarında FDG tutulum yoğunluğu ile hastalık seyri arasındaki ilişki incelenmiştir. Bu çalışmada pleksiform nörofibromalarda FDG PET/BT’nin malign transformasyonu %100 duyarlılık ve %85,7 özgüllük oranı ile gösterdiği bildirilmiştir. Ayrıca asemptomatik ve semptomatik optik yol gliomlarının FDG tutulum derecelendirmesi ile başarılı bir şekilde ayırt edilebildiği gösterilmiştir (12). Pediatrik beyin tümörlerinde FDG yoğunluğu, homojenitesi gibi tutulum paternleri ile tümörün histopatolojik tipi arasındaki ilişkiyi araştıran çalışmalar mevcuttur. Ancak, yüksek FDG tutulumu yalnızca glioblastomalar ve medulloblastoma gibi agresif tümörlerde değil, aynı zamanda pilositik astrositomlar gibi düşük dereceli lezyonlarda da bulunabilir. Bu nedenle bu konuda FDG PET’in tanısal güvenilirliği azdır (13).
FDG PET, çocuklarda MR görüntüleri ile uygun şekilde birleştirilerek sterotaksik biyopsi bölgesini belirlemek amacıyla da kullanılabilmektedir. Özellikle infiltratif paternde rezektabl olmayan tümörlerde MR’da kontrastlanan bölge veya FLAIR sekansta yüksek sinyal veren bölge biyopsi alanını belirleyemediği için bu olgularda FDG PET yol göstericidir. Ayrıca FDG tutulum paterni tümör heterojenitesini gösterdiği için uygun biyopsi alınacak en yüksek aktivite tutulumu gösteren anaplastik dokuyu belirleyerek hastaya sonuç vermeyecek gereksiz invaziv işlem yapılmasının da önüne geçebilir (14). Ancak bu konuyla ilgili yapılan çalışmalar her zaman uyumlu sonuçlar vermemiştir. Son yapılan çalışmalarda, FDG PET ve manyetik rezonans spektroskopik görüntüleme (MRSI) ile pediatrik beyin tümörlerinin metabolik olarak heterojen olduğu gösterilmiştir. Ancak iki görüntüleme yöntemi farklı biyolojik mekanizmalar üzerinden çalıştığı için tümör heterojenitesini göstermede iki yöntem arasındaki uyum sınırlıdır (15). Pirotte ve ark. (16), pediatrik beyin tümörü grubunda (15 supratentorial ve 20 infratentorial) biyopsi için sterotaktik hedefi belirlemek amacıyla MR ile birlikte F-18 FDG veya C-11 MET kullanmışlardır. Yirmi üç adet MR kılavuzluğunda yapılan biyopsinin 7’sinde tanısal olmayan sonuç verirken, F-18 FDG veya C-11 MET PET görüntüleme kılavuzluğunda yapılan 35 biyopsinin tamamında tanısal doku örneği alınarak daha iyi tanısal sonuçlar sağlamıştır. Ayrıca, F-18 FDG PET kılavuzluğunda yapılan biyopsiler MR ile karşılaştırıldığında, 11 karşılaştırmanın 6’sında yüksek dereceli tümörleri daha iyi ayırt edebilmiştir (16).
2. Pediatrik Beyin Tümörlerinin Tanısında FDG Dışı Radyofarmasötiklerle PET
2.1. C-11 MET PET
L-[metil-11C]Metionin ([11C]MET), pediatrik beyin tümörlerinde kullanılmaya başlayan en eski amino asit radyofarmasötiğidir. Hücrede tutulum; hücre çoğalması, Ki-67 ekspresyonu, canlı tümör hücrelerinin sayısı ve vasküler ağ yoğunluğu ile ilişkilidir. Bu nedenlerden dolayı, beyin tümörü proliferasyonunu gösteren güvenilir bir biyo-belirteç olarak kabul edilir (17). Normal beyin dokusundaki düşük fizyolojik tutulumu ve yukarıda belirtilen tutulum mekanizması nedeniyle, C-11 MET’in tümör tanısında hassas bir radyofarmasötik olduğu ve genellikle FDG ile tespit edilemeyen düşük dereceli gliomaları bile tespit edebildiği kanıtlanmıştır. Çocuklarda malign lezyonları benign lezyonlardan ayırmada, özellikle geleneksel morfolojik görüntülemenin belirsiz olduğu durumlarda, yüksek tanı performansıyla yararlı olduğu gösterilmiştir (18). Bir çalışmada, C-11 MET PET görüntülemesinin, lezyonel epilepsi hastalarında fokal kortikal displazi, disembriyoplastik nöroepitelyal tümör (DNT) ve ganglioglioma ayırıcı tanısında lezyon-gri cevher oranı üzerinden yapılan değerlendirme ile klinik olarak yararlı olabileceği gösterilmiştir (19). Yetmiş yedi pediatrik hasta ile yapılan bir başka çalışmada ise C-11 MET PET ile yapılan görsel değerlendirme ile DNT’ler ve epileptojenik beyin neoplazmları başarılı bir şekilde ayırt edilebilmiştir (20).
C-11 MET kontrast tutmayan düşük dereceli gliomalarda bile daha agresif biyolojik davranışa sahip biyopsi için uygun alanı gösterebilir. Ayrıca, pediatrik yüksek dereceli glioma hastalarında yapılan bir çalışma, tümör nüksünün tespiti açısından C-11 MET PET’in kontrastlı MR’dan daha üstün olduğunu bildirmiştir (21, 22). C-11 MET PET pediatrik yüksek dereceli gliomalarda hastalık prognozunu ön görmede de rol oynamaktadır. Pediatrik yüksek dereceli glioma, MR görüntülemede klasik agresif tümör paterni göstermeyebilir. Bu durumda yoğun C-11 MET tutulumu, yüksek tümör proliferasyonu ve neo-anjiyogenezi göstererek klinik agresif seyirli olacak tümör hakkında önemli bilgiler sağlayabilir (23, 24).
2.2. F-18 FET PET
F-18 FET, yetişkinlerde PET görüntüleme için iyi bilinen bir amino asittir ve son dönemde kullanımı artmıştır. Tutulum mekanizması, diğer amino asit PET radyofarmasötikleri gibi spesifik amino asit taşıyıcı sistemler aracılığıyla olur. F-18 FET, katekolamin öncüsü olan L-tirozinin bir analoğu olmasına rağmen herhangi bir metabolik yola dahil değildir (25). Benzer tutulum mekanizması göz önüne alındığında, yetişkin beyin tümörlerinde yapılan karşılaştırmalı çalışmalar, C-11 MET ve F-18 FET’in yakın sonuçlar verebildiğini göstermiştir. Bununla birlikte, F-18 FET’in avantajı, daha uzun yarı ömürlü olması (110 dakika vs. 20 dakika) ve bu sayede üretimin mümkün olmadığı merkezlere rahat bir şekilde tedarik edilebilmesi, üretim başına daha fazla hasta değerlendirilebilmesi ve zaman-aktivite eğrisini (TAC) sayesinde ek bilgi sağlamasıdır (26). F-18 FET, kontrast tutmayan ve/veya düşük dereceli gliomalarda daha agresif biyolojik davranışa sahip bölgeyi göstererek biyopsi bölgesinin belirlenmesine olanak sağlar. Statik değerlendirme parametrelerinden Tümör-arka plan oranı [TBRmaks = tümörün maksimum standart tutulum değeri (SUVmaks)/SUVortalama normal beyin dokusu] değerlendirmeye ek katkı sağlayabilir. Yapılan bir çalışmada MR ile birlikte F-18 FET PET/BT kullanılmış ve TBR >1,6 eşiğinin tedavi edilmiş ve edilmemiş lezyonlarda tümör tespitinin başarısını artırdığı gösterilmiştir (27). Dinamik parametreler ise ilk tanıda düşük dereceli ve yüksek dereceli glioma ayrımı yapmaya ve tedavi sonrası değişiklikler ile hastalık nüksü arasındaki ayrımı yapmaya yardımcı olabilir. TAC değerlendirmesinde, erken dönemde pik yapan (≤20 dakika) ve ardından sabit bir düşüş gösteren eğriler nüksle ilişkilendirilmiştir (27, 28). Öte yandan, geç dönemde pik yapan veya sürekli artış gösteren eğriler genellikle enflamasyon/enfeksiyon, demiyelinizan veya iskemik lezyonlar gibi neoplazik olmayan süreçleri gösterir (29). Genel olarak konvansiyonel görüntüleme yöntemlerine ek olarak yapılan F-18 FET PET, hastaların %8’inde klinik yaklaşımda değişikliğe neden olurken yaklaşık %26’sında ek olarak önemli klinik bilgi sağlamaktadır (15). Özellikle hastalık nüksünü saptamada özgüllüğü yüksektir.
2.3. F-18 DOPA PET
F-18 DOPA'nın beyin tümörlerindeki tutulum mekanizması tam olarak anlaşılamamakla birlikte gliomalarda L tipi amino asit taşıyıcı 1 (LAT1) ekspresyonunda önemli bir artış tespit edilmiştir ve F-18 DOPA tutulumu ile ilişkili olduğu bulunmuştur. Ancak, tutulum mekanizması tamamen LAT1 ekspresyonuna bağlı değildir. Glutamin taşıyıcı sodyum-bağlı nötr amino asit taşıyıcı 1’in (Slc38a1) DOPA tutulumunda rol oynadığı bildirilmiştir (30, 31). H3K27M mutasyonu olan pediatrik ve yetişkin diffüz orta hat gliomaları, tümör büyümesini destekleyen G proteini ile fonksiyonel olarak bağlantılı olduğu gösterilen dopamin reseptörü D2’yi eksprese etmektedir. Ayrıca, glioblastoma hücrelerinde dopamin sentezinde DOPA bir öncüdür ve tutulumu, dopamin sentezleyen ve salgılayan hücrelerin spesifik bir göstergesidir (32). Yapılan çalışmalarda pediatrik infiltratif gliomalarda F-18 DOPA PET görüntüleme sonuçları ile WHO tümör derecesi ve hastalığın klinik seyrinin ilişkili olduğu gösterilmiştir. Ayrıca, biyopsi planlaması ve tedavi yanıtı değerlendirmesi için de kullanılabilmektedir (33). Ancak, pediatrik grupta neoplazik olmayan lezyonlar ile supratentoryal infiltratif gliomaların ayırıcı tanısında MRSI, F-18 DOPA PET’e kıyasla daha yüksek duyarlılık ve tanı doğruluğuna sahiptir. Bunun nedeni, pediatrik düşük dereceli diffüz astrositomların yetişkin gruba kıyasla daha az agresif tümörler olması ve büyük oranda F-18 DOPA negatif sonuçlar vermesi olarak açıklanmaktadır. Diffüz astrositik tümörlü pediatrik hastalarda F-18 DOPA tutulumu, DWI ve arteriyel spin etiketleme perfüzyon görüntüleme ile karşılaştırıldığında progresyonsuz sağkalımı bağımsız olarak öngörmektedir (34). Ayrıca F-18 DOPA PET, MR görüntüleme teknikleri ile karşılaştırıldığında H3K27M mutasyonlu olanlar ile vahşi tip diffüz orta hat gliomaları arasında ayrım yapabilmektedir.
Yeni tanı konan diffüz intrinsik pontin gliomalarda F-18 DOPA PET görüntüleme, geleneksel MR görüntüleme ile karşılaştırıldığında tümör metabolizmasının değerlendirilmesinde önemli bilgiler sağlar. Hedef/kontralateral striatum oranı (TSR) genel sağkalımı bağımsız olarak öngörebilir ve DOPA tutulum derecesi tedaviye az yanıt veren daha agresif tümörü gösterir (35). Yapılan bazı çalışmalarda, F-18 DOPA PET/MR görüntülemenin, anti-anjiyojenik ajanlarla tedavi edilen hastalarda tümör “psödo-yanıtını” ve hastalık progresyonunu erken dönemde tespit etmede önemli bir role sahip olduğu gösterilmiştir. Bir başka çalışmada ise F-18 DOPA PET’in nüks eden glioma hastalarında bevacizumab’a erken tedavi yanıtını değerlendirmede faydalı olduğu bildirilmiştir (36, 37). F-18 DOPA, striatumdaki fizyolojik tutulumu nedeniyle bazal ganglion infiltrasyonunu değerlendirme konusunda dezavantajlıdır. Ancak, gliomalı hastalarda, TSR >1 olan lezyonlarda striatum tümör infiltrasyonunu doğru bir şekilde tespit ettiği bildirilmiştir (38).
PET/MR Görüntüleme
PET/MR sistemleri ile yapılan hibrit görüntüleme, özellikle pediatrik hastaların değerlendirmesinde önemli bir yere sahiptir. Beyin tümörlerinin değerlendirmesinde esas olan MR görüntüleme ile metabolik/fonksiyonel değerlendirme sağlayan PET görüntülemenin eş zamanlı elde edilmesi sayesinde iki ayrı çekim yerine tek seferde yüksek yumuşak doku rezolüsyonlu anatomik veri ve ileri metabolik veriler elde edilmiş olur. Çocuklarda görüntülemede sıklıkla anestezi gerekebilmesi nedeniyle tek seferde iki ayrı yöntemden faydalanılabilmesi ve tedavi planı öncesi hızlı değerlendirme sağlaması avantajlarıdır. Ayrıca PET/MR, PET/BT ile karşılaştırıldığında daha düşük radyasyon maruziyeti olanağı sağladığı için pediatrik popülasyonda nöro-onkolojik değerlendirmede ön plana çıkmaktadır (39, 40, 41).
Çocuklarda beyin tümörlerinin klinik yönetimi, moleküler mekanizmaların daha iyi anlaşılması sayesinde gelişmektedir. PET ve MR görüntüleme tarafından sağlanan SUV ve ADC gibi kantitatif tamamlayıcı bilgiler; tümör karakterizasyonunu, dolaylı olarak moleküler hedefli tedavilerin kullanımını ve tedavi başarısını geliştirmektedir. Dahası, PET/MR’dan elde edilen bilgiler bazı çocuklarda yüksek riskli cerrahi prosedürlerden kaçınılmasını sağlayabilir (42, 43). Amino asit PET ve MR verilerinin entegre analizi, çocuklarda daha sıklıkla diffüz astrositik tümörler ve diffüz orta hat gliomalarının değerlendirmesinde kullanılmaktadır. Tümör hücreselliğinin bir belirteci olan MRG minimum ADC (ADCmin) ile amino asit alımı arasında anlamlı bir negatif korelasyon bildiren çalışmalar mevcuttur (34, 44).
Sonuç
Sonuç olarak PET/MR, pediatrik beyin tümörlerinde farklı tümör tiplerini karakterize etmeyi, yüksek riskli cerrahi müdahaleden kaçınmayı, cerrahi yaklaşım öncesi navigasyon teknikleri ile daha doğru planlama yapabilmeyi, uygun onkolojik tedavi seçeneklerinin belirlenmesi ve klinik takibinin etkili bir şekilde yapılmasını sağlayarak çocukların genel sağkalımına ve yaşam kalitesinin iyileştirilmesine katkıda bulunabilir.


