Spontaneous contrast enhancement fluctuation in adult pilocytic astrocytoma

Abstract

Background

Follow-up imaging is crucial in managing primary brain tumors, with changes in contrast enhancement often used as a marker of tumor activity. However, fluctuations of enhancement independent of tumor progression have been described in low grade tumors in the paediatric population. This study aims to characterize the phenomenon of spontaneous contrast enhancement fluctuations in pilocytic astrocytoma and other low-grade primary brain tumors in the adult population.

Methods

A retrospective review of our MRI database (2011–2021) identified cases of pilocytic astrocytomas, pilomyxoid astrocytoma and rosette-forming glioneuronal tumors with stable tumor size with enhancement changes in clinically stable adult patients off medical treatment. After excluding those without serial MRIs, we reviewed the MRIs and clinical records of 238 patients. Number of cases with enhancement fluctuations, mean duration of increasing enhancement prior to stability or decline and number of fluctuation cycles were recorded.

Results

The cohort included 9 adult patients, 6 pilocytic astrocytomas, 1 pilomyxoid astrocytoma and 2 rosette-forming glioneuronal tumors. Four of these were unresected (44%), while five were residual or recurrent tumors (56%). Despite stable tumor size and clinical status, a variety of enhancement patterns over time were observed: 44% of cases (4/9) demonstrated new or increasing enhancement on follow-up, with subsequent regression of enhancement over a 1−4 year follow-up period. An additional 44% of cases (4/9) displayed cyclical increasing and decreasing enhancement over a longer 7−15 year follow-up period. Mean duration of increasing enhancement prior to stability or decline was 12.3 months (SD 7.1). One case exhibited complete spontaneous resolution of enhancement. Fluctuation in morphology of enhancement was also observed in 44% of cases (4/9).

Conclusions

This is the first study to describe spontaneous fluctuation of enhancement in pilocytic astrocytoma and other circumscribed low-grade brain tumors in an adult population. Awareness of this phenomenon is crucial to prevent misinterpretation of enhancement changes as evidence of tumor progression or regression in clinically stable patients, circumventing unnecessary treatment changes and interventions.

Resumen

Antecedentes

Las pruebas de imagen son cruciales en el seguimiento del tratamiento de los tumores cerebrales primarios, y los cambios en el realce de contraste se utilizan a menudo como un marcador de actividad tumoral. Sin embargo, se han descrito fluctuaciones de realce independientes de la progresión tumoral en tumores de bajo grado en la población pediátrica. Este estudio pretende caracterizar el fenómeno de las fluctuaciones espontáneas en el realce del contraste en el astrocitoma pilocítico y otros tumores cerebrales primarios de bajo grado en la población adulta.

Métodos

Una revisión retrospectiva de nuestra base de datos de RM (2011–2021) identificó casos de astrocitomas pilocíticos, astrocitomas pilomixoides y tumores glioneuronales formadores de rosetas con tamaño tumoral estable con cambios de realce en pacientes adultos clínicamente estables sin tratamiento médico. Tras excluir a aquellos sin RM seriadas, se revisaron las RM y los historiales clínicos de 238 pacientes. Se registraron el número de casos con fluctuaciones de realce, la duración media del aumento de realce antes de la estabilidad o el declive y el número de ciclos de fluctuación.

Resultados

La cohorte incluía 9 pacientes adultos, 6 astrocitomas pilocíticos, 1 astrocitoma pilomixoide y 2 tumores glioneuronales en roseta. Cuatro de ellos no habían sido resecados (44 %), mientras que cinco eran tumores residuales o recurrentes (56 %). A pesar de que el tamaño del tumor y el estado clínico se mantuvieron estables, se observaron diversos patrones de realce a lo largo del tiempo: El 44 % de los casos (4/9) mostraron un realce nuevo o creciente en el seguimiento, con regresión posterior del realce durante un periodo de seguimiento de 1−4 años. Otro 44 % de los casos (4/9) mostraron un realce cíclico creciente y decreciente durante un período de seguimiento más largo de 7−15 años. La duración media del aumento del realce antes de la estabilidad o el declive fue de 12,3 meses (DE 7,1). Un caso mostró una remisión espontánea completa del realce. También se observó una fluctuación en la morfología del realce en el 44 % de los casos (4/9).

Conclusiones

Este es el primer estudio que describe la fluctuación espontánea del realce en el astrocitoma pilocítico y otros tumores cerebrales circunscritos de bajo grado en una población adulta. El conocimiento de este fenómeno es crucial para prevenir la interpretación errónea de los cambios en el realce como evidencia de progresión o regresión tumoral en pacientes clínicamente estables, evitando cambios de tratamiento e intervenciones innecesarias.