PLoS ONE: hornhinden konfokalmikroskopi Registrerer Lille Fibre Neuropati i patienter med øvre gastrointestinal kræft og Nerve Regeneration i kemoterapi perifere neuropati

Abstrakte

Der er flere neurologiske komplikationer af kræft og dens behandling. Denne undersøgelse vurderede anvendeligheden af ​​den hidtil ukendte non-invasiv oftalmisk teknik af corneal konfokal mikroskopi identificere neuropati hos patienter med øvre gastrointestinal cancer før og efter platinbaseret kemoterapi. I denne undersøgelse 21 forsøgspersoner med øvre gastrointestinal (esophageal eller gastrisk) cancer og 21 raske kontrolpersoner undergik vurdering af neuropati hjælp af neuropati invaliditetsværdi, kvantitativ sensorisk test for vibration opfattelse tærskel, sensation tærskler varme og kolde, kolde og smertetærsklen varmeinducerede , nerve ledningsforstyrrelser studier og hornhinde konfokal mikroskopi. Patienter med gastroøsofageal kræft havde højere varme induceret smerte (P = 0,04) og varm fornemmelse (P = 0,03) tærskler med en betydeligt reduceret sural sensorisk (P 0,01) og Peroneal motor (P 0,01) nerveledningshastighed, hornhinde nerve fibertæthed (CNFD), nerve branch densitet (CNBD) og nerve fiber længde (CNFL) (P 0,0001). Desuden CNFD korreleret signifikant med tiden fra præsentationen med symptomer på begyndende kemoterapi (r = -0,54, P = 0,02), og CNFL (r = -0,8, P 0,0001) og CNBD (r = 0,63, P = 0,003) var relateret til graden af ​​lymfekirtelinvolvering. Efter 3

rd kemoterapicyklus var der ingen ændring i enhver foranstaltning af neuropati, bortset fra en betydelig stigning i CNFL (P = 0,003). Corneal konfokal mikroskopi detekterer en lille fiber neuropati i denne kohorte af patienter med øvre gastrointestinal cancer, som var relateret til sygdommens sværhedsgrad. Endvidere kan forøgelsen af ​​CNFL efter kemoterapien indikere nerve regenerering

Henvisning:. Ferdousi M, Azmi S, Petropoulos IN, Fadavi H, Ponirakis G, Marshall A, et al. (2015) Corneal konfokalmikroskopi Registrerer Lille Fibre Neuropati i patienter med øvre gastrointestinal kræft og Nerve Regeneration i kemoterapi-induceret perifer neuropati. PLoS ONE 10 (10): e0139394. doi: 10,1371 /journal.pone.0139394

Redaktør: Soroku Yagihashi, Hirosaki University Graduate School of Medicine, JAPAN

Modtaget: Juni 16, 2015; Accepteret: September 11, 2015; Udgivet: 2 okt 2015

Copyright: © 2015 Ferdousi et al. Dette er en åben adgang artiklen distribueres under betingelserne i Creative Commons Attribution License, som tillader ubegrænset brug, distribution og reproduktion i ethvert medie, forudsat den oprindelige forfatter og kilde krediteres

Data Tilgængelighed: Data er tilgængelige på Figshare (DOI = http: //dx.doi.org/10.6084/m9.figshare.1449256)

Funding:.. forfatterne har ingen støtte eller finansiering til at rapportere

Konkurrerende interesser : forfatterne har erklæret, at der ikke findes konkurrerende interesser

Forkortelser:. CIPN, kemoterapi-induceret perifer neuropati; CIP, Cold induceret smerte; CST, Cold Sensation Threshold; CTCAE, fælles terminologi Kriterier for kliniske bivirkninger; CCM, Corneal konfokal mikroskopi; CNBD, Corneal nerve gren tæthed; CNFD, Corneal nerve fiber tæthed; CNFL, Corneal nerve fiber længde; CNFT, Corneal nerve fiber snoning; HbA1c, Hæmoglobin A1c; NCS, nerveledningsundersøgelser; NDS, Neuropati Disability Score; NSP, Neuropati Symptom Profil; NCCA, Ikke-Kontakt Corneal Aesthesiometry; PMNamp, Peroneal motor nerve amplitude; PMNCV, Peroneal motor nerveledningshastighed; SFN, Lille fiber neuropati; SD, standardafvigelse; SSNamp, Sural sensoriske nerve amplitude; SSNCV, Sural sensorisk nerveledningshastighed; VPT, Vibration Perception Threshold; WIP, Varm induceret smerte; WST, Varm Sensation Threshold

Introduktion

Neurologiske komplikationer af kræft omfatte direkte tumor kompression eller infiltration, paraneoplastic neurologiske syndromer (PNS), metaboliske og ernæringsmæssige mangler og kemoterapi-induceret perifer neuropati (CIPN) [1 ]. CIPN har en skadelig indvirkning på patienternes livskvalitet [2], har begrænset behandlingsmuligheder [3], og kan føre til reduktion eller seponering kemoterapi dosis [4]. Cisplatin og Oxaliplatin er kendt for at forårsage problematisk dosisbegrænsende perifere neuropatier, især hos patienter, der gennemgik standard behandlinger for gastro-øsofageal kræft [5].

ætiologi CIPN stadig skal bestemmes [1]. En nylig undersøgelse har vist, at paclitaxel-induceret neuropati har en arvelig komponent, drevet delvist af gener involveret i axon udvækst [6]. Tidlig objektive påvisning af neuropati er vigtigt at gøre det muligt for klinikere at identificere patienter, som måske allerede har neuropati og som måske derfor være mere tilbøjelige til at udvikle CIPN at muliggøre en ændring i kemoterapi doser. I øjeblikket læger registrerer patientens subjektive historie neurologiske symptomer ved hjælp af fælles terminologi Kriterier for kliniske bivirkninger (CTCAE) [7]. Der er blevet foreslået en række symptom og underskud baseret neuropati fokuseret skalaer til vurdering af kemoterapi-induceret neuropati [8-10]. Mere nøjagtige diagnostiske test omfatter nerve ledningsforstyrrelser undersøgelser (NCS), kvantitativ sensorisk test (QST) og hudbiopsi til måling af tætheden intra epidermal nerve fiber (IENFD) [11]. Men NCS vurderer store fibre kun, QST er subjektiv og hudbiopsi er invasiv og kræver ekspertise til kvantificering. Alternativt kan nerve morfologi hurtigt vurderes ved anvendelse in vivo corneal konfokal mikroskopi (IVCCM), og i det sidste årti har vi banebrydende for anvendelsen af ​​denne teknik til at vurdere perifer neuropati i en række neuropatier, herunder diabetisk neuropati [12-14], idiopatisk lille fiber neuropati (ISFN) [15], Fabry sygdom [16] og Charcot-Marie-Tooth neuropati type 1 (CMT1a) [17]. Andre har indsat det i ikke-længde afhængige og autoimmune neuropatier [18, 19]. En nylig eksperimentel undersøgelse har vist en paclitaxel induceret dosisafhængig tab af små nervefibre i både hud og hornhinde mus [20]. Til dato er der ét tilfælde rapport af en 75-årig mand med metastatisk colorectal carcinom modtager capecitabin, som udviklede CIPN, og CCM viste øget beading, snoning og spiring af hornhinden nerver [21]. Vi har derfor foretaget en detaljeret undersøgelse ved hjælp CCM i patienter med øvre GI cancer før og efter kemoterapi.

Metode

Denne undersøgelse blev godkendt af North Manchester Research etiske komité, og holdt sig til principper i Helsinki-deklarationen. Patienterne blev rekrutteret fra The Christie Hospital Foundation Trust, Manchester, UK. Informeret skriftligt samtykke blev opnået fra alle deltagerne. 21 patienter planlagt til at gennemgå enten helbredende eller lindrende kemoterapi med oxaliplatin eller cisplatin indeholdende regimer blev undersøgt ved baseline. Eksklusionskriterier var andre årsager til neuropati som diabetes, mangel på vitamin B

12 eller folat, autoimmun sygdom og enhver historie systemisk eller okulær sygdom med hornhinde engagement. Kun 13 patienter blev undersøgt efter 3 cykler af kemoterapi på grund af frivillig tilbagetrækning af samtykke, sygdomsprogression og invaliditet eller død.

Klinisk og neurologisk undersøgelse

Alle undersøgelsens deltagere, herunder 21 patienter og 21 alderen matchede raske kontroller undergik vurdering af Body Mass Index (BMI), glycosyleret hæmoglobin (HbA1c), serum B

12 og folatniveauer. Symptomerne blev vurderet ved hjælp af Neuropati Symptom Profile (NSP) og McGill smerte spørgeskema før og efter behandling og NCI fælles terminologi Kriterier for bivirkninger (CTCAE) (Version 4) efter behandling. Neurologiske underskud blev evalueret ved brug af forenklede neuropati handicap score (NDS). Vibration opfattelse tærskel (VPT) blev vurderet ved hjælp af en Neuroesthesiometer (Horwell, videnskabelige laboratorium forsyninger, Wilford, Nottingham, UK) på hallux af begge fødder, og kold og varm fornemmelse tærskel (CST WST); og kold og varm induceret smertetærskel (CIP WIP) blev vurderet med en TSA-II neurosensoriske Analyser (Medoc Ltd., Ramat-Yishai, Israel) på den dorsolaterale aspekt af venstre fod. Sural sensoriske nerve amplitude (SSNamp), sural sensorisk nerveledningshastighed (SSNCV), Peroneal motor nerve amplitude (PMNamp) og Peroneal motor nerveledningshastighed (PMNCV) blev vurderet ved hjælp af en Dantec “Keypoint” systemet (Dantec Dynamics Ltd, Bristol, UK ).

corneal vurdering

cornea følsomhed blev målt ved hjælp af ikke-kontakt hornhinde aesthesiometry (NCCA) [22] (Glasgow Caledonian University, Glasgow, Scotland, UK). Cornea billeddannelse blev foretaget ved hjælp af en laser CCM (Heidelberg Retinal tomograph III Rostock Cornea Module HRT III RCM, Heidelberg Engineering GmbH, Heidelberg, Tyskland) i henhold til vores etablerede protokol [23]. Seks billeder (3 fra hvert øje) fra hornhindens sub-basal nerve plexus under hensyntagen dybde, kontrast og position fra centrum af hornhinden blev eksporteret og analyseret af en enkelt erfaren censor ved hjælp specialdesignet software (CCMetrics (MA Dabbah ; Imaging Science and Biomedical Engineering, University of Manchester, Manchester, UK)) i en maskeret måde [24]. De resultatmål fra disse 6 billeder blev midlet og anvendt til statistisk analyse. Cornea nerve morfologiske parametre omfattede hornhinde nerve fiber densitet (CNFD) -antal vigtigste nervefibre /mm

2; hornhinde nerve gren densitet (CNBD) -antal filial punkter på de vigtigste nerver /mm

2; og hornhinde nerve fiber længde (CNFL) -Samlet længde nerver mm /mm

2.

Statistisk analyse

IBM SPSS v19.0 (Chicago, IL, USA) til Windows var anvendes til at beregne resultaterne. Alle data blev udtrykt som gennemsnit ± SD og analyse inkluderet beskrivende og frekvens statistik. Uafhængige prøve t-tests (Mann-Whitney U test for ikke-parametriske) blev anvendt til at evaluere mellem gruppeforskelle. Parrede Sample t test (Wilcoxon for ikke-parametriske) blev anvendt til at vurdere forskelle mellem patienter ved baseline og opfølgning. En-vejs ANOVA med Bonferoni justering blev anvendt til at vurdere mellem gruppeforskelle. Sammenhængen mellem hornhindens nerve morfologiske parametre og kliniske fund blev vurderet ved hjælp af Pearson korrelationskoefficient (Spearman for ikke-parametrisk). Pearsons Chi-square (χ

2) test af uafhængighed og en Fishers eksakte test blev anvendt til at vurdere sammenhængen mellem de kategoriske variable. For alle de sammenligninger, en

P

0,05 blev betragtet som signifikant. De anvendte data til statistisk analyse i dette studie kan findes på https://dx.doi.org/10.6084/m9.figshare.1449256.

Resultater

Baseline

21 forsøgspersoner (kræft i spiserøret (

n

= 12), mavekræft (

n

= 6), gastro-øsofageal junction cancer (

n

= 3) med (

n

= 15) og uden (

n

= 6) metastaser og 21 alder og køn matchede raske kontrolpersoner blev vurderet. De kliniske og demografiske karakteristika for patienter og raske kontrolpersoner er sammenfattet i tabel 1. Der var ingen signifikant forskel i alder, BMI eller alkohol og forbruget af cigaretter mellem grupper HbA1c var signifikant lavere (P 0,05)., B12 (P 0,05) var højere og folat (P 0,05) var lavere sammenlignet med kontroller, men alle værdier var inden for normalområdet.

neuropati resultater opsummeres i tabel 2. HIP (P = 0,04) og WST (P = 0,03) var signifikant højere og SSNCV og PMNCV var signifikant ( P = 0,01) lavere, med ingen forskel i NDS, VPT, CST, CIP, SNamp, PMNamp eller hornhinde fornemmelse mellem patienter og kontrolpersoner. Men CNFD (P 0,0001), CNBD (P 0,0001) og CNFL (P 0,0001) var signifikant lavere hos patienter sammenlignet med kontrolpersoner. Desuden CNFD korreleret signifikant med tiden fra præsentationen med symptomer til den tid det tager at modtage den første cyklus af kemoterapi (r = -0,54, P = 0,02). Der var også meget signifikante korrelationer mellem CNBD (r = -0,8, P 0,0001) og CNFL (r = -0,63, P = 0,003) med antallet af lymfeknuder ( 1 cm) involveret. Der var ingen signifikant sammenhæng mellem cornea nerve morfologi og typen eller stadium af kræft, eller tilstedeværelsen af ​​metastaser.

Opfølgning

Af de 13 patienter, der deltog i opfølgningen , otte modtog 3 cyklusser af Oxaliplatin indeholder regimer [EOX regimer; Oxaliplatin (130 mg /m

2), Epirubicin og Capecitabine] og fem modtog 3 cyklusser af cisplatin indeholdende regimer [ECX regimer (

n

= 3); Cisplatin (60 mg /m

2), Epirubicin og Capecitabine] og [CXH regimer (

n

= 2); Cisplatin (80 mg /m

2), capecitabin og Herceptin]. Dosis intensitet for alle 13 patienter blev opretholdt uden dosisreduktion eller dosis forsinkelser. 8/13 patienter udviklede grad 1 symptomatisk paræstesi på CTCAE kriterier. Dette var betydeligt højere i de patienter, der modtog Oxaliplatin sammenlignet med cisplatin indeholdende regimer (78% vs. 20%, p = 0,03) (S1 Table). Der var ingen signifikant forskel for nogen baseline eller opfølgning mål for neuropati mellem patienter, der gjorde og ikke udviklede grad 1 symptomatisk paræstesi på CTCAE kriterier (S2 tabel).

Der var ingen ændring i den modificerede NDS, VPT , CST, CIP, WIP, SNamp, SSNCV, PMNamp, PMNCV eller hornhinde fornemmelse, ved opfølgning (tabel 3). Men alle CCM parametre steg opfølgning og dette var signifikant for CNFL (P = 0,003) (figur 1). Patienter, som fik cisplatin eller Oxaliplatin viste en stigning i CNFL, som var signifikant hos patienter i Oxaliplatin (P = 0,03) (S1 tabel). Stigningen i CNFL viste en signifikant omvendt korrelation med den totale dosis af cisplatin (r = -0.8, P = 0,05). Alle patienter viste en stigning i hornhinden nerve fiber parametre ved opfølgning undtagen patienter med levermetastaser, der viste en reduktion i CNFD.

CCM billede af sunde kontrol (A) og en patient med mavekræft før (B) og efter (C) kemoterapi (Røde pile: vigtigste nerve, gule pile: brancher). (D) Linie diagram, der viser konsekvent reduceret CNFL i 13 patienter med øvre GI cancer ved baseline og efter den tredje cyklus af kemoterapi (hver linje repræsenterer data fra en individuel patient).

Diskussion

Vi giver den første rapport af en detaljeret undersøgelse vedrørende CCM til klinisk og neurologisk vurdering hos patienter med øvre GI cancer før og efter platinbaseret kemoterapi. Vi viser ingen abnormitet i en række etablerede foranstaltninger på neuropati, herunder vibration og kulde opfattelse samt smertetærsklen kolde og varme induceret hos patienter med øvre GI cancer. Den sural sensoriske og Peroneal motorisk nerveledningshastighed og varm fornemmelse og varme induceret smertetærskel viste en mild underskud og en unormal tærskel varm afsløring er tidligere blevet rapporteret hos patienter med kim celle kræft før påbegyndelse cisplatin og vinblastin [25]. Neuropati kan identificeres klinisk i 10-15% og under anvendelse elektrodiagnostisk test i 35-50% af patienter med cancer [26]. Vi viser nu, at CCM registrerer en markant reduktion i hornhinde nerve morfologiske parametre i kohorten af ​​patienter med øvre GI cancer. Endvidere var dette nedsættelse relateret til antallet af abnorme regionale lymfeknuder og varigheden fra præsentation med symptomer til behandling påbegyndes. Mens sværhedsgraden af ​​hornhinde nerveskader ikke var relateret til den histologiske type eller tilstedeværelse og sted for metastaser, der var en forening med forekomsten af ​​metastaser og øget dødelighed, formentlig på grund af mere fremskreden sygdom.

I den nuværende undersøgelse, alle patienter gennemgik helbredende-forsæt eller palliativ kemoterapi med cisplatin eller oxaliplatin, som er standarden for pleje behandlinger for mave-esophageal kræft [27]. Men de forårsager uforudsigelige neurotoksicitet [28], som kan være invaliderende [1] og refraktær til behandling [3, 25]. I den aktuelle undersøgelse cisplatin og oxaliplatin regimer, som indeholder forårsaget symptomatisk neuropati (CTCAE 1) i 61,5% af patienterne. Den underliggende mekanistiske grundlag for disse neuropatiske symptomer er uklar. Således Cisplatin behandlede patienter har tidligere vist nogen abnormitet i kolde smerte tærskler [29]. Mens et tab af store fibre er blevet rapporteret i den sural nerve af 3 patienter behandlet med højdosis platinforbindelser blev umyelinerede axoner, der rent faktisk formidler smerte ikke vurderet [30].

Smertefuld neuropati er blevet tilskrevet regenerering og spiring af små fibre nylig i forsøgsmodeller af smerte [31] og hos patienter med diabetisk neuropati [32]. Måske relevant, har en nylig undersøgelse vist, at paclitaxel-induceret neuropati har en arvelig komponent, drevet delvist af gener involveret i axonal udvækst [6]. Og en nylig sag rapport har vist hornhinde nerve fiber spiring i en patient med CIPN [21]. Faktisk viser vi nu, at patienter, der udvikler CIPN viser en stigning i corneal nerve fiberlængde, som kan være i overensstemmelse med nerveregenerering. Disse resultater er også i overensstemmelse med en tidligere offentliggjort undersøgelse, som viste, at tætheden intra epidermal nerve fiber var signifikant forøget hos patienter 6 måneder efter kemoterapi [33].

En begrænsning af denne undersøgelse er det lille antal patienter deltage opfølgningen besøg, som kan have medført bias, men dette skyldes den høje sygelighed og dødelighed fra denne type af cancer. Vi mener dog, vores data er de første til at vise tegn på en lille fiber neuropati hos patienter med øvre GI cancer, som vedrører sygdomsbyrden. Den iagttagelse, at CNFL blev øget, kan tilvejebringe nye indsigter i den underliggende patologi CIPN. Yderligere undersøgelser, der vurderer en større gruppe patienter, på et tidligere tidspunkt og for en længere opfølgningsperiode er berettiget til at undersøge relevansen af ​​en stigning i CNFL i relation til nerve regenerering. Disse data giver yderligere støtte til brugen af ​​CCM som en hurtig ikke-invasive midler til billedet lille nerve fiber skader og reparation i en række perifere neuropatier.

Støtte Information

S1 Table. Demografiske karakteristika og kliniske fund af patienterne med øvre GI cancer grupperet i forhold til den type af kemoterapimiddel.

Alle data er præsenteret som gennemsnit ± SD. Statistisk signifikant forskel i forhold til baseline besøg, * P 0,05

doi:. 10,1371 /journal.pone.0139394.s001

(PDF)

S2 Table. Kliniske fund og hornhinden nerve fiber parametre ved baseline og follow kemoterapi i patienter, der viser ingen forskel mellem patienter med (+ ve) og uden (-ve) symptomatisk paræstesi på CTCAE kriterier

doi:. 10,1371 /journal.pone.0139394. S002

(PDF)

Tak

Manchester Biomedical Research Centre og Manchester Omfattende Lokal Research Network lettet denne forskning.