INTEGRATING PSMA EXPRESSION PATTERNS, MORPHOLOGICAL AND CLINICAL FEATURES TO OPTIMIZE DETECTION OF NODAL METASTASES IN PATIENTS TREATED WITH PSMA RADIO-GUIDED ROBOT-ASSISTED RADICAL PROSTATECTOMY AND EXTENDED PELVIC LYMPH NODE DISSECTION

Prostate-specific membrane antigen radio-guided surgery (PSMA-RGS) could optimize the identification of lymph node invasion (LNI) during robot-assisted radical prostatectomy (RARP). In this context, despite previous evidence showed that disease with micro-metastatic spread or with low PSMA expression levels are often missed by preoperative PSMA PET, it is unknown whether PSMA-RGS may overcome these limitations. We relied on patients with intermediate- or high-risk cM0 hormone-naïve prostate cancer at conventional imaging with a risk of LNI >5% enrolled in an ongoing Phase II trial. Overall, 30 patients were enrolled and surgically treated between June 2021 and September 2023. 99mTc-PSMA I&S was administered intravenously the day before surgery followed by SPECT/CT. A drop-in gamma probe was used for in-vivo and ex- vivo measurements during PSMA-RGS with extended pelvic lymph node dissection (ePLND). Target to background count rate was used to determine intraoperative positivity at PSMA-RGS. Immune-histochemical (IHC) analyses on the cohort of patients with pN1 disease tested the expression of PSMA, androgen receptor (AR) and SOX-2 on positive and negative nodes and prostate specimens. A semiquantitative evaluation of PSMA expression was performed using H-score index, calculated as follow: ([{% of weak staining} x 1] + [{% of moderate staining} x 2] + [{% of strong staining} x 3]). Thereafter, intra-tumoral heterogeneity was measured using Shannon Diversity Index (SDI) as follow: SDI = - Pi(lnPi), where Pi is the proportion of each PSMA staining level in each pathological sample. Comparisons were determined using the Wilcoxon matched-pair signed rank test. Overall, 9 (30%) patients had LNI at ePLND. Preoperative 99mTc-PSMA SPECT/CT had sensitivity of 55%, specificity of 95%, positive predictive value of 83%, and negative predictive value of 83% (accuracy 83%). At per-patient level combining both in-vivo and ex-vivo measurements and after assessing the optimal target- to-background count rate, the sensitivity, specificity, positive and negative predictive values of PSMA-RGS were 66%, 95%, 86% and 87% (accuracy 87%). At prostate IHC evaluation of pN1 patients, median H-score was 210 with median intratumor PSMA expression heterogeneity of 0.70. Notably, the highest SDI (1.29) were recorded in the only two patients expressing SOX-2 and with reduced AR expression, suggesting their correlation with intra-tumour heterogeneity. At lymph-nodes IHC of pN1 patients, higher H-score and increasing nodal metastatic diameters were both associated with higher intraoperative count rate. When comparing true-positive and false-negative nodal findings at RGS according to positivity definition, non-significant differences in H-scores were reported (277 vs 212, p=0.08). Conversely, the median maximum diameter of metastatic lesions was significantly smaller in false negative nodes (10 vs 1.2mm, p=0.01), with no metastases smaller than 3mm identified at PSMA RGS. In summary, 99mTc-PSMA-RGS during RARP did not overcome the dimensional limitation of preoperative PSMA PET, since metastases with maximum diameter < 3mm were not detected regardless PSMA expression levels.

La chirurgia radio-guidata con antigene specifico della membrana prostatica (PSMA-RGS) potrebbe ottimizzare l'identificazione dell'invasione dei linfonodi (LNI) durante la prostatectomia radicale assistita da robot (RARP). In questo contesto, nonostante le precedenti evidenze abbiano mostrato che le malattie con diffusione micro-metastatica o con bassi livelli di espressione PSMA sono spesso sotto-diagnosticate dalla PET PSMA preoperatoria, non è noto se la PSMA-RGS possa superare queste limitazioni. Per questo studio, abbiamo considerato una coorte di pazienti con cancro alla prostata cM0 non trattata con terapia ormonale, con rischio intermedio o elevato all'imaging convenzionale, e con un rischio di LNI >5% arruolato nell’ambito di uno studio di Fase II in corso. In totale, 30 pazienti sono stati arruolati e trattati chirurgicamente tra giugno 2021 e settembre 2023. 99mTc-PSMA I&S è stato somministrato per via endovenosa il giorno prima dell'intervento seguito da SPECT/CT. Una gamma-probe è stata utilizzata per misurazioni in-vivo ed ex-vivo durante la PSMA-RGS con dissezione linfonodale pelvica estesa (ePLND). Il valore intraoperatorio rilavato dalla gamma-probe e calcolato in termini di rapporto target-su-background è stato utilizzato per determinare la positività intraoperatoria alla PSMA-RGS. Analisi immunoistochimiche (IHC) sulla coorte di pazienti con malattia pN1 hanno testato l'espressione di PSMA, del recettore androgenico (AR) e di SOX-2 sui nodi positivi e negativi e sui campioni prostatici. Una valutazione semiquantitativa dell'espressione del PSMA è stata eseguita utilizzando l'indice H-score, calcolato come segue: ([{% di colorazione debole} x 1] + [{% di colorazione moderata} x 2] + [{% di colorazione forte} x 3]). In seguito, l'eterogeneità intra-tumorale è stata misurata utilizzando l'Indice di Diversità di Shannon (SDI) come segue: SDI = - Pi(lnPi), dove Pi è la proporzione di ogni livello di colorazione di PSMA in ogni campione patologico. I confronti significativi sono stati determinati utilizzando il test di Wilcoxon a coppie corrispondenti. In generale, 9 (30%) pazienti hanno presentato LNI alla ePLND. La SPECT/CT preoperatoria 99mTc-PSMA aveva una sensibilità del 55%, specificità del 95%, valore predittivo positivo dell'83% e valore predittivo negativo dell'83% (accuratezza 83%). Alla valutazione per-paziente combinando sia misurazioni in-vivo che ex-vivo e dopo aver valutato il rapporto ottimale target-background, la sensibilità, specificità, i valori predittivi positivi e negativi della PSMA-RGS sono risultati di 66%, 95%, 86% e 87% (accuratezza 87%). Alla valutazione IHC della prostata dei pazienti pN1, l’H-score medio era 210 con un'eterogeneità media dell'espressione di PSMA intra-tumorale di 0.70. Da notare, il più alto valore di SDI (1.29) è stato registrato nei soli due pazienti che esprimevano SOX-2 e con ridotta espressione di AR, suggerendo la loro correlazione con l'eterogeneità intra-tumorale. Alla valutazione IHC dei linfonodi dei pazienti pN1, un H-score più alto e diametri metastatici linfonodali maggiori erano entrambi associati a un conteggio intraoperatorio più elevato alla gamma-probe. Confrontando i reperti linfonodali veri-positivi e falsi-negativi alla RGS secondo la definizione di positività identificata, non sono state riportate differenze significative in termini di H-score (277 vs 212, p=0,08). Al contrario, il diametro massimo medio delle lesioni metastatiche era significativamente più piccolo nei linfonodi falsi negativi (10 vs 1,2 mm, p=0,01), con nessuna metastasi più piccola di 3 mm identificata alla PSMA RGS. In sintesi, la 99mTc-PSMA-RGS durante il RARP non ha superato la limitazione dimensionale della PET PSMA preoperatoria, poiché le metastasi con diametro massimo < 3 mm non sono state rilevate indipendentemente dai livelli di espressione di PSMA.