孫 晨，王 凡，王 鵬，吳黎明

（安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院 腫瘤放療科，安徽 合肥 230022）

隨著頭頸部腫瘤放射治療技術(shù)的日漸廣泛，放射性腦損傷的發(fā)病率也逐漸增加，現(xiàn)已成為限制腦部放射治療劑量，影響療效的重要因素。尤其是頭部立體定向放療等先進(jìn)放療技術(shù)的廣泛應(yīng)用，研究單次大劑量照射后正常腦組織代謝的變化特點(diǎn)，對(duì)早期診斷、早期治療放射性腦損傷有非常重要的意義。本研究旨在建立伽瑪?shù)端路派湫該p傷的大鼠動(dòng)物模型，研究中晚期放射性腦損傷的MRI表現(xiàn)及其相應(yīng)的病理改變，現(xiàn)報(bào)告如下：

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 成年健康成年SD大鼠10只，體重300－400 g，雄性，平均為6周齡。隨機(jī)分為2組，試驗(yàn)組370.6±14.5 g，對(duì)照組372.5±12.5 g，兩組差異無顯著性，t＝0.2767，P＞0.05。

1.2 試驗(yàn)儀器及藥品 瑪西普（深圳）醫(yī)學(xué)科技有限公司生產(chǎn) MASEP－SRRS型伽瑪?shù)叮裹c(diǎn)吸收劑量率1.5 Gy／min，運(yùn)用 MASEP Superplan 2.0劑量計(jì)劃系統(tǒng)進(jìn)行劑量計(jì)劃設(shè)計(jì)，Siemens 1.5 Tesla超導(dǎo)MRI用于影像定位。并采用自制高強(qiáng)度有機(jī)玻璃大鼠立體定向放射外科固定裝置與Leksell立體定向儀框架及適配器相配合。麻醉劑：10%水合氯醛。MRI增強(qiáng)劑：Gd－DTPA。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法 大鼠使用10%水合氯醛腹腔注射麻醉，劑量為0.35 ml／100 g。然后固定于伽瑪?shù)读Ⅲw動(dòng)物定位頭架上，用Siemens 1.5 Tesla超導(dǎo)MRI行大鼠大腦橫軸薄層連續(xù)掃描，T2相，層厚2 mm，所得影像資料輸入計(jì)算機(jī)工作站，將治療靶點(diǎn)的位置確定于照射組大鼠（n＝5只）右側(cè)尾狀核，采用8 mm準(zhǔn)直器對(duì)大鼠腦組織實(shí)施照射，等劑量曲線50%，周邊劑量50 Gy，中心劑量100 Gy。照射組（n＝5只）行伽瑪?shù)墩丈洌瑢?duì)照組（n＝5只）進(jìn)行同樣程序，但不進(jìn)行伽瑪?shù)墩丈洌僬丈洌?。伽瑪?shù)吨委熀蟠笫蟪Ｒ?guī)飼養(yǎng)，觀察大鼠的活動(dòng)、精神狀況、飲食以及體重等。大鼠在處死前行1.5 T MRI檢查以觀察影像學(xué)變化，包括軸位、冠狀位和矢狀位T1WI、T2WI及增強(qiáng)后T1WI（腹腔注射增強(qiáng)劑）。在第12周末的時(shí)間點(diǎn)分別將各組大鼠處死，在10%水合氯醛深度腹腔麻醉后將其處死，取出腦組織，標(biāo)本于10%福爾馬林中固定24小時(shí)，石蠟包埋，切片（厚度5 mm），HE染色，標(biāo)本在光學(xué)顯微鏡下觀察，由一名高年資病理科醫(yī)生讀片。

2 結(jié)果

2.1 大鼠一般情況觀察 各組動(dòng)物在觀察期間無一死亡，但照射組大鼠食欲減低，活動(dòng)稍減少，毛色差及不同程度的脫毛，試驗(yàn)組接受伽瑪?shù)吨委熐绑w重（370.6±14.5）g，接受伽瑪?shù)吨委?2周后體重（313.8±17.5）g，t＝0.2767，P＜0.01，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，體重明顯下降。對(duì)照組大鼠體重放療前為（372.5±12.5）g，放療后為（396.9±15.6）g。與試驗(yàn)組接受伽瑪?shù)断啾?，體重差異顯著t＝10.0001，P＜0.01。

2.2 大鼠照射后MRI變化 大鼠在12周行頭顱MRI檢查，T2WI可見受照靶區(qū)呈片狀稍高信號(hào)，邊界不清，臨近側(cè)腦室受壓（圖1），增強(qiáng)TIWI受照靶區(qū)呈明顯強(qiáng)化，強(qiáng)化不均勻（圖2）。對(duì)照組大鼠MRI圖像均未見明顯異常。

圖1 第12周T2WI可見大鼠尾狀核呈高信號(hào)，高于對(duì)側(cè)尾狀核

2.3 大鼠腦組織病理學(xué)改變 放療后12周HE染色光鏡下顯示大腦皮層神經(jīng)細(xì)胞固縮，核仁不明顯，伴有膠質(zhì)細(xì)胞增生，水腫及少量淋巴細(xì)胞浸潤（圖3）。

3 討論

3.1 放射性腦損傷發(fā)病機(jī)制及病理表現(xiàn)

圖2 第12周增強(qiáng)T1WI可見大鼠尾狀核強(qiáng)化，與對(duì)側(cè)形成對(duì)比

圖3 光鏡下（100倍）顯示大腦皮層神經(jīng)細(xì)胞固縮，伴有膠質(zhì)細(xì)胞增生，水腫。

放射性腦損傷發(fā)生的主要部位在白質(zhì)，分為局灶性和彌漫性病變，具體發(fā)生機(jī)制尚無統(tǒng)一定論，文獻(xiàn)報(bào)道可能與下列因素有關(guān)：①血管損傷：主要為以動(dòng)脈為主的中小血管損傷，放射損傷可引起血管腔閉塞，導(dǎo)致局部腦組織缺血和不可逆壞死，毛細(xì)血管異常增生、擴(kuò)張，進(jìn)而可能有出血危險(xiǎn)［1，2］；②膠質(zhì)細(xì)胞損傷：腦損傷的主要靶細(xì)胞是少突膠質(zhì)細(xì)胞，它的損傷和死亡是導(dǎo)致白質(zhì)萎縮和脫髓鞘性改變的重要原因，照射后早期可有少突膠質(zhì)細(xì)胞缺失，使具有增殖能力的非成熟細(xì)胞丟失和膠質(zhì)細(xì)胞反應(yīng)性增生；③自身免疫反應(yīng)：膠質(zhì)細(xì)胞損傷后釋放抗原，產(chǎn)生自身免疫反應(yīng)，引起過敏性血管炎，導(dǎo)致血管腔閉塞；④自由基損傷。很多學(xué)者認(rèn)為以上幾種機(jī)制并非相互獨(dú)立，而是多因素相互作用。

放射性腦損傷的病理改變?cè)诩毙云谥饕憩F(xiàn)為腦水腫，可見膠質(zhì)糖原沉積。早期遲發(fā)性反應(yīng)為產(chǎn)生髓鞘的少突膠質(zhì)細(xì)胞死亡，暫時(shí)性髓鞘脫失后，可發(fā)生少突膠質(zhì)細(xì)胞再生和再髓鞘化。晚期遲發(fā)反應(yīng)期病理改變可表現(xiàn)為典型的白質(zhì)凝固性壞死、彌漫性血管壁增厚，膠質(zhì)支持細(xì)胞減少，以及廣泛的脫髓鞘，及腦部血管纖維化、玻璃樣變，囊性變［3］。本實(shí)驗(yàn)中光鏡下可見膠質(zhì)細(xì)胞增生，與早期遲發(fā)反應(yīng)期病理改變基本保持一致。

3.2 臨床表現(xiàn)

依據(jù)放療反應(yīng)出現(xiàn)的時(shí)間，放射性腦損傷可分為三期：急性期、早期遲發(fā)反應(yīng)期和晚期遲發(fā)反應(yīng)期。急性期（數(shù)小時(shí)～3周）表現(xiàn)為顱內(nèi)壓增高和一過性神經(jīng)功能障礙等，包括頭痛 惡心、嘔吐及意識(shí)障礙等，主要由血腦屏障破壞和腦水腫引起［4］，一般可自愈，并且在目前通用的放療劑量下，已非常少見。早遲發(fā)期（1－3個(gè)月），患者可表現(xiàn)為嗜睡、食欲減低、易怒和乏力等精神障礙癥狀，但是一般經(jīng)過規(guī)范化治療可以恢復(fù)。晚遲發(fā)期（3個(gè)月～數(shù)年），表現(xiàn)為彌漫性血管壁增厚，伴管腔狹窄，血栓形成，膠質(zhì)支持細(xì)胞減少，以及廣泛的脫髓鞘［5］。該期損傷一般不可逆，嚴(yán)重者可能危及生命，在臨床上可表現(xiàn)為一側(cè)肢體運(yùn)動(dòng)和感覺功能障礙、癲癇、認(rèn)知能力減退和癡呆。并且到目前為止，針對(duì)該病尚無特效的藥物與治療方法，因此，早期發(fā)現(xiàn)可逆性的放射性腦損傷的存在并對(duì)其早期進(jìn)行干預(yù)、治療非常重要。本實(shí)驗(yàn)中照射組大鼠在放療后3個(gè)月逐漸出現(xiàn)活動(dòng)稍減少，毛色變差及不同程度的脫毛，體重明顯減輕，符合早期遲發(fā)反應(yīng)期嗜睡、食欲減低等精神障礙癥狀表現(xiàn)。

3.3 放射性腦損傷的MRI表現(xiàn)

從80年代開始，首次有研究使用MRI成像來檢測放射性腦損傷的存在。MRI是中樞神經(jīng)系統(tǒng)影像檢查的首選方法，與其它影像學(xué)方法相比，MRI軟組織分辨率高，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)顯像中比較敏感。在常規(guī)MRI成像中，放射性腦損傷通常表現(xiàn)為深部腦白質(zhì)局灶性高信號(hào)（多位于雙側(cè)側(cè)腦室前、后角周圍），然后逐漸向半卵圓中心延伸，最后累及全腦白質(zhì)，并且這些改變多于較晚期發(fā)現(xiàn)。

急性期和早期遲發(fā)反應(yīng)期放射性腦損傷效應(yīng)表現(xiàn)為血管擴(kuò)張和毛細(xì)血管滲透性增加引起的腦水腫和脫髓鞘［6，7］，由于腦組織中水含量的增加，MRI檢查時(shí)損傷組織的T1、T2弛豫時(shí)間延長，即T1加權(quán)成像（T1WI）呈低信號(hào)，T2加權(quán)成像（T2WI）呈高信號(hào)，常有占位效應(yīng)。增強(qiáng)后多數(shù)病灶周邊呈不均勻結(jié)節(jié)狀，強(qiáng)化不均勻，中心壞死區(qū)無強(qiáng)化。Armstrong等［8］對(duì)37例成年男性低分級(jí)原發(fā)腦腫瘤患者放射治療后早期延遲損傷的 MRI研究，發(fā)現(xiàn)MRI對(duì)特異性的白質(zhì)變化顯示不明顯，以血管為基礎(chǔ)的MR灌注顯像和MRS（磁共振波譜成像）對(duì)早發(fā)延遲損傷敏感。結(jié)合本實(shí)驗(yàn)大鼠腦損傷MRI成像特點(diǎn)，與文獻(xiàn)結(jié)論基本一致。

晚發(fā)遲發(fā)反應(yīng)期放射性腦損傷可出現(xiàn)液化、壞死。MRI的T1WI呈低信號(hào)或低等混合信號(hào)，T2WI高信號(hào)，有時(shí)可出現(xiàn)囊狀病灶，周圍組織水腫明顯，有較明顯的占位效應(yīng)。增強(qiáng)掃描可見囊腔無強(qiáng)化，而囊壁可出現(xiàn)不均勻強(qiáng)化。這種囊性壞死改變文獻(xiàn)報(bào)道較少，故對(duì)放射性腦損傷的MRI診斷具有一定特征性。

本研究選擇大鼠右側(cè)尾殼核作為照射靶點(diǎn)，在伽瑪?shù)墩丈浜髮?duì)大鼠進(jìn)行了MRI影像學(xué)檢查。大鼠在照射后第12周行MRI檢查提示存在影像學(xué)變化，表現(xiàn)為：T2WI可見受照靶區(qū)呈片狀稍高信號(hào)，邊界不清，臨近側(cè)腦室受壓，增強(qiáng)TIWI受照靶區(qū)呈明顯強(qiáng)化，強(qiáng)化不均勻。綜上所述，50Gy對(duì)大鼠尾狀核照射后，星形細(xì)胞增生肥大，大鼠大腦照射后組織破壞，在1.5 T MRI表現(xiàn)為T2WI高信號(hào)，增強(qiáng)T1WI有較明顯的強(qiáng)化。

本研究由于儀器及實(shí)驗(yàn)時(shí)間所限，未對(duì)放療后大鼠的磁共振影像學(xué)變化及病理學(xué)改變進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測，尤其是對(duì)于早期遲發(fā)反應(yīng)期和晚期遲發(fā)反應(yīng)期，在以后的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物研究中，需要繼續(xù)擴(kuò)大樣本量并進(jìn)行長期動(dòng)態(tài)觀察。

綜上所述，由于MRI具有多參數(shù)、多方位成像成像的特點(diǎn)，對(duì)于神經(jīng)系統(tǒng)疾病方包括放射性腦損傷所致的腦水腫是一種非常敏感的影像診斷方法，隨著許多 MRI新技術(shù)（如彌散、灌注、波譜）［9－11］的應(yīng)用，力求做到放射性腦損傷患者的早發(fā)現(xiàn)、早治療，以減輕患者的痛苦及改善預(yù)后。

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