DOI: https://doi.org/10.3389/fonc.2025.1691132
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41561758
تاريخ النشر: 2026-01-05
المؤلف: Yuwei Zhou وآخرون
الموضوع الرئيسي: تقنيات العلاج الإشعاعي المتقدمة
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة التخطيطية جدوى العلاج الإشعاعي المجزأ مكانيًا (SFRT) للمرضى الذين يعانون من ورم دبقي متكرر (GBM)، بمشاركة 14 مشاركًا مصنفين حسب حجم الورم الكلي (GTV). استخدمت الدراسة تقنيات العلاج الإشعاعي الشبكي (LRT) والعلاج الإشعاعي المركزي الاستئصالي المجسم (SCART)، مع أقطار رأسية تتراوح من 0.8 إلى 1.5 سم وتباعد من مركز إلى مركز يتراوح من 2 إلى 4 سم. تشير النتائج الرئيسية إلى أن هندسة GTV، بدلاً من الحجم، أثرت على متوسط قطر الرأس (MVD: $0.99 \pm 0.12$ سم)، والتباعد ($2.93 \pm 0.34$ سم)، ونسبة حجم الهدف الرأس (VTV) إلى GTV (VGR: $6.6 \pm 1.7\%$). أسفرت تقنية SCART عن VGR متوسط أعلى قدره $25.8 \pm 10.0\%$. بينما تم التحكم بشكل فعال في الجرعة التراكمية للأعضاء الحيوية المعرضة للخطر (OARs)، لوحظ زيادة في حجم الدماغ الذي يتلقى 120 Gy (V120Gy)، مما أثار مخاوف بشأن النخر المحتمل الناتج عن الإشعاع.
تخلص الدراسة إلى أنه يمكن تحقيق خطط SFRT المقبولة من الناحية الجرعية، مع تجاوز نسب الجرعة من القمة إلى الوادي 3. عندما يتم تحديد VTV بالكامل داخل GTV مع هامش 2 مم، يظهر SFRT توفيرًا مشابهًا أو محسّنًا للأعضاء الحيوية المجاورة والأنسجة السليمة مقارنة بالعلاج الإشعاعي التقليدي. ستسعى الأبحاث المستقبلية إلى أتمتة تخطيط SFRT واستكشاف العلاقة بين VTV ومعدلات السيطرة على الورم، بالإضافة إلى إمكانية دمج SFRT مع العلاج المناعي لتحسين نتائج العلاج.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث عودة الاهتمام بالعلاج الإشعاعي المجزأ مكانيًا (SFRT)، الذي صُمم في الأصل لعلاج الأورام الكبيرة مع تقليل سمية الجلد. يستخدم SFRT توزيع جرعة غير متجانس ويشمل أنواعًا فرعية مثل العلاج الشبكي، والعلاج الإشعاعي الشبكي (LRT)، والعلاج الإشعاعي المركزي الاستئصالي المجسم (SCART). تدعم الأدلة السريرية فعالية العلاج الشبكي وLRT في إدارة الأمراض النقيليّة والمتكررة، بالإضافة إلى بعض الأورام الأولية غير النقيليّة، بما في ذلك سرطان عنق الرحم وسرطان الرئة غير صغير الخلايا (NSCLC). تعزز استراتيجية الجرعات الفريدة لـ SFRT، التي تتميز بجرعات “قمة” عالية وجرعات “وادي” منخفضة، السيطرة على الورم مع حماية الأنسجة السليمة المحيطة، مما يقلل من السمية.
تسلط الورقة الضوء على إمكانية SFRT في تحسين الاستجابات المناعية مقارنة بالعلاج الإشعاعي التقليدي، مما يجعلها نهجًا واعدًا للأورام الكبيرة. نظرًا لنجاحها في التطبيقات خارج الجمجمة، يقترح المؤلفون توسيع SFRT لتشمل الآفات الجمجمية، وخاصة الورم الدبقي (GBM)، المعروف بطبيعته العدوانية وسمية العلاج. تهدف الدراسة إلى تقييم الجدوى الجرعية لـ SFRT في المرضى الذين يعانون من GBM متكرر، مفترضة أن هذه الطريقة يمكن أن توفر خيار علاج أكثر فعالية وقابلية للتحمل عندما تؤدي العلاجات الإشعاعية التقليدية إلى نتائج دون المستوى.
طرق
يستعرض قسم “المواد والطرق” التصميم التجريبي والإجراءات المستخدمة في الدراسة. يوضح المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك أي مواد كيميائية، معدات، وعينات بيولوجية، مما يضمن إمكانية إعادة إنتاج النتائج. تشمل المنهجية التقنيات المستخدمة لجمع البيانات وتحليلها، بما في ذلك الأساليب الإحصائية المطبقة لتفسير النتائج.
بالإضافة إلى ذلك، قد يصف القسم الإعداد التجريبي، الضوابط، وأي بروتوكولات ذات صلة تم اتباعها لضمان سلامة البيانات. يسمح هذا النهج الشامل بفهم واضح لكيفية إجراء البحث، مما يسهل التحقق واستكشاف النتائج من قبل باحثين آخرين في هذا المجال.
نتائج
في الدراسة، خضع معظم المرضى لدورتهم الأولى من العلاج بجرعة إشعاعية قياسية قدرها 60 Gy تم تسليمها في 30 جزءًا. أظهرت الدورة الثانية من العلاج تباينًا، مع جرعات تتراوح من 25 Gy في 5 أجزاء إلى 59.4 Gy في 33 جزءًا. يمكن العثور على معلومات مفصلة بشأن الوصفات العلاجية الأصلية وأنماط التكرار لكل مريض في الجدول التكميلي S1.
تفاوتت أحجام GTV للدورة الثانية بشكل كبير، حيث تراوحت من 3.7 سم مكعب إلى 117.8 سم مكعب. ومن الجدير بالذكر أن تغطية العلاج لهذه الأحجام من GTV تجاوزت باستمرار 95%، كما هو موضح في الجداول التكملية S2 وS3. تسلط هذه النتائج الضوء على التباين في أساليب العلاج وفعالية التغطية في الدورات اللاحقة من العلاج الإشعاعي.
مناقشة
قيمت الدراسة جدوى العلاج الإشعاعي المجزأ المجسم (SFRT) للمرضى الذين يعانون من ورم دبقي متعدد الأشكال متكرر (GBM) من خلال تحليل خطط العلاج بناءً على أحجام أهداف الرأس الفردية (VTV). تم تضمين 14 مريضًا، مصنفين إلى مجموعتين بناءً على حجم الورم الكلي (GTV): المجموعة 1 (GTV > 15 سم مكعب) والمجموعة 2 (GTV ≤ 15 سم مكعب). كان الهدف من تخطيط SFRT هو تسليم جرعة قمة قدرها 15 Gy إلى VTV مع الحد من جرعة الوادي إلى أقل من 5 Gy، مما يضمن أن حجم الهدف المخطط (PTV) يتلقى حدًا أقصى قدره 4 Gy لكل جزء. أشارت النتائج إلى أن نهج SFRT يمكن أن يحقق تغطية كافية للورم مع تقليل التعرض للجرعة للأنسجة السليمة المحيطة، لا سيما في المجموعة 2، حيث تم الحفاظ على هامش أكبر بين VTV والأعضاء الحيوية المعرضة للخطر (OARs).
سلطت النتائج الضوء على أن التخطيط الفردي كان ضروريًا بسبب الهندسة غير المنتظمة لأورام GBM المتكررة، مما يتطلب تعديلات يدوية على مواضع الرأس. أظهرت الدراسة أن SFRT يمكن أن توفر خططًا مقبولة جرعيًا، محققة نسبة جرعة من القمة إلى الوادي (PVDR) تتجاوز 3، والحفاظ على حد أدنى من الفصل قدره 5 مم بين VTV وPTV. ومع ذلك، أثارت الجرعة القمة المتزايدة المرتبطة بـ SFRT مخاوف بشأن الجرعات التراكمية للدماغ، مما يبرز الحاجة إلى اعتبار دقيق لقيود الجرعة لتقليل مخاطر النخر الناتج عن الإشعاع. تشمل اتجاهات البحث المستقبلية تحسين أتمتة التخطيط واستكشاف الإمكانات التآزرية لـ SFRT المدمجة مع العلاج المناعي لتحسين نتائج العلاج.
DOI: https://doi.org/10.3389/fonc.2025.1691132
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41561758
Publication Date: 2026-01-05
Author(s): Yuwei Zhou et al.
Primary Topic: Advanced Radiotherapy Techniques
Overview
This planning study investigates the feasibility of spatially fractionated radiation therapy (SFRT) for patients with recurrent glioblastoma (GBM), involving 14 participants categorized by gross tumor volume (GTV). The study employed LATTICE radiotherapy (LRT) and stereotactic central ablative radiation therapy (SCART) techniques, with vertex diameters ranging from 0.8 to 1.5 cm and center-to-center spacing of 2 to 4 cm. Key findings indicate that GTV geometry, rather than size, influenced the mean vertex diameter (MVD: $0.99 \pm 0.12$ cm), spacing ($2.93 \pm 0.34$ cm), and the vertex target volume (VTV) to GTV ratio (VGR: $6.6 \pm 1.7\%$). The SCART technique yielded a higher mean VGR of $25.8 \pm 10.0\%$. While the cumulative dose to critical organs at risk (OARs) was effectively controlled, an increase in the volume of brain receiving 120 Gy (V120Gy) was noted, raising concerns about potential radiation-induced necrosis.
The study concludes that dosimetrically acceptable SFRT plans can be achieved, with peak-to-valley dose ratios exceeding 3. When the VTV is fully contoured within the GTV with a 2 mm margin, SFRT demonstrates comparable or improved sparing of adjacent OARs and normal brain tissue compared to conventional radiotherapy. Future research will aim to automate SFRT planning and explore the relationship between VTV and tumor control rates, as well as the potential of combining SFRT with immunotherapy to enhance treatment outcomes.
Introduction
The introduction of the research paper discusses the resurgence of interest in spatially fractionated radiation therapy (SFRT), originally designed to treat bulky tumors while minimizing skin toxicity. SFRT employs a heterogeneous dose distribution and includes subtypes such as GRID therapy, LATTICE radiotherapy (LRT), and stereotactic central ablative radiation therapy (SCART). Clinical evidence supports the efficacy of GRID therapy and LRT in managing metastatic and recurrent diseases, as well as certain nonmetastatic primary tumors, including cervical cancer and non-small cell lung cancer (NSCLC). The unique dosing strategy of SFRT, characterized by high “peak” doses and low “valley” doses, enhances tumor control while protecting surrounding healthy tissue, thereby reducing toxicity.
The paper highlights the potential of SFRT to improve immune responses compared to conventional radiotherapy, making it a promising approach for bulky tumors. Given its success in extracranial applications, the authors propose extending SFRT to cranial lesions, particularly glioblastoma (GBM), which is known for its aggressive nature and treatment-related toxicity. The study aims to evaluate the dosimetric feasibility of SFRT in patients with recurrent GBM, positing that this method could provide a more effective and tolerable treatment option when conventional radiation therapy yields suboptimal results.
Methods
The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the specific materials used, including any reagents, equipment, and biological samples, ensuring reproducibility of the results. The methodology encompasses the techniques for data collection and analysis, including statistical methods applied to interpret the findings.
Additionally, the section may describe the experimental setup, controls, and any relevant protocols followed to ensure the integrity of the data. This comprehensive approach allows for a clear understanding of how the research was conducted, facilitating validation and further exploration of the results by other researchers in the field.
Results
In the study, the majority of patients underwent their first course of treatment with a standard radiation dose of 60 Gy delivered in 30 fractions. The second course of treatment exhibited variability, with doses ranging from 25 Gy in 5 fractions to 59.4 Gy in 33 fractions. Detailed information regarding the original treatment prescriptions and the recurrence patterns for each patient can be found in Supplementary Table S1.
The gross tumor volume (GTV) sizes for the second course varied significantly, spanning from 3.7 cc to 117.8 cc. Notably, the treatment coverage for these GTV sizes consistently exceeded 95%, as indicated in Supplementary Tables S2 and S3. These findings highlight the variability in treatment approaches and the effectiveness of coverage in subsequent courses of radiation therapy.
Discussion
The study evaluated the feasibility of Stereotactic Fractionated Radiotherapy (SFRT) for patients with recurrent Glioblastoma Multiforme (GBM) by analyzing treatment plans based on individualized Vertex Target Volumes (VTV). A total of 14 patients were included, categorized into two groups based on their gross tumor volume (GTV): Group 1 (GTV > 15 cc) and Group 2 (GTV ≤ 15 cc). The SFRT planning aimed to deliver a peak dose of 15 Gy to the VTV while limiting the valley dose to less than 5 Gy, ensuring that the planning target volume (PTV) received a maximum of 4 Gy per fraction. The results indicated that the SFRT approach could achieve adequate tumor coverage while minimizing dose exposure to surrounding normal brain tissue, particularly in Group 2, where a greater margin between the VTV and critical organs at risk (OARs) was maintained.
The findings highlighted that individualized planning was crucial due to the irregular geometries of recurrent GBM tumors, necessitating manual adjustments to vertex placements. The study demonstrated that SFRT could provide dosimetrically acceptable plans, achieving a peak-to-valley dose ratio (PVDR) exceeding 3, and maintaining a minimum separation of 5 mm between the VTV and PTV. However, the increased peak dose associated with SFRT raised concerns regarding cumulative brain doses, emphasizing the need for careful consideration of dose constraints to mitigate risks of radiation-induced necrosis. Future research directions include refining planning automation and exploring the synergistic potential of SFRT combined with immunotherapy to enhance treatment outcomes.