余小多,林蒙,陳舒蘭,安菊生,黃曼妮,陳雁,歐陽漢,周純武
宮頸癌屬于對放療敏感的腫瘤,目前同步放化療已成為中晚期宮頸癌的標(biāo)準(zhǔn)治療手段,可達(dá)到根治性或姑息性緩解癥狀的目的。但是,由于中晚期患者本身預(yù)后不佳,且治療后易出現(xiàn)復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移,放化療同時(shí)也是宮頸癌致死的主要原因[1]。對于采取放療的宮頸癌患者,腫瘤放療的敏感性是決定放療效果及預(yù)后的最重要因素之一。因此早期預(yù)測宮頸癌療效和預(yù)后,能夠幫助臨床醫(yī)生為患者“量身定做”最佳的個(gè)體化治療及隨診方案,提高患者治愈率及生存率。
既往研究顯示擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion-weighted imaging,DWI)及表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient,ADC值)能夠定量反映水分子擴(kuò)散運(yùn)動,間接反映細(xì)胞增殖情況及腫瘤內(nèi)壞死、乏氧的改變,部分學(xué)者據(jù)此提出放療前ADC 值有助于腫瘤放療敏感性及預(yù)后預(yù)測[2-8],但該觀點(diǎn)目前仍存在較大爭議。本組研究采用3.0T 超高場強(qiáng)MRI設(shè)備,通過對95 例宮頸癌患者的短期療效隨訪,分析治療前ADC 值對短期療效的預(yù)測價(jià)值。
患者入組:2009年5月-2010年12月于我院初診并于治療前行DWI掃描的95例宮頸鱗癌患者,所有患者就診前均未進(jìn)行任何腫瘤相關(guān)治療、均于我院行同步放化療、且治療結(jié)束時(shí)間距截止時(shí)間2012年3月31日≥12個(gè)月。年齡30~77歲,中位年齡54歲。治療前腫瘤最大徑為2.8~8.8cm,平均值為(4.2±1.4)cm。
按照2009年國際婦產(chǎn)科聯(lián)盟(FIGO)標(biāo)準(zhǔn)[9]。依據(jù)婦檢及MRI檢查結(jié)果,對懷疑膀胱或直腸受侵的患者行膀胱鏡或腸鏡進(jìn)一步明確,最后由影像診斷科與臨床婦瘤科醫(yī)師討論取得一致意見。治療前臨床分期:ⅠB2期6例,ⅡA 期7例,ⅡB 期54例,ⅢA 期1例,ⅢB期24例,ⅣA 期1例,ⅣB 期2例。所有病例均于MRI檢查前1周或檢查后行宮頸腫物活檢,結(jié)果顯示均為鱗癌,其中高分化2例,中分化35例,低分化28例,因活檢組織太少未判斷分化者30例。
盆腔外加腔內(nèi)照射總劑量:治療末A 點(diǎn)80~90Gy,B點(diǎn)55~60Gy。在盆腔外照射期間每周應(yīng)用順鉑40mg/m2化療1次。
采用門診復(fù)查及電話隨訪進(jìn)行,在我院門診復(fù)查者,結(jié)合其臨床查體、血液生化及影像學(xué)資料進(jìn)行判斷。血液生化包括SCC-Ag等,常規(guī)影像學(xué)檢查包括胸片、超聲,如有可疑病灶進(jìn)一步行CT或MRI檢查,必要時(shí)行PET-CT檢查。電話隨訪患者,詢問末次外院臨床查體、影像學(xué)檢查及近期情況進(jìn)行綜合判斷。
依據(jù)隨訪情況將患者分為兩組:①腫瘤無進(jìn)展組:根治性同步放化療患者未出現(xiàn)新發(fā)腫瘤病灶或姑息性同步放化療患者殘留腫瘤病灶未增大且未出現(xiàn)新發(fā)腫瘤病灶,腫瘤控制時(shí)間以末次影像學(xué)檢查時(shí)間為準(zhǔn);②腫瘤進(jìn)展組:根治性同步放化療患者新發(fā)現(xiàn)腫瘤病灶或姑息性同步放化療患者殘留腫瘤病灶增大,腫瘤進(jìn)展時(shí)間以臨床或影像學(xué)檢查首次發(fā)現(xiàn)腫瘤進(jìn)展時(shí)間為準(zhǔn)。
至2012年3月31日共隨訪患者93例,隨訪時(shí)間12~30個(gè)月,中位時(shí)間20個(gè)月。治療后12個(gè)月內(nèi)失隨2例,以截尾數(shù)據(jù)處理(ⅠB2期1例,ⅡB 期1例),隨訪率97.89%。我院門診復(fù)查75 例,電話隨訪18例。無進(jìn)展組74 例:ⅠB2 期3 例,ⅡA 期6 例,ⅡB期46例,ⅢA 期1例,ⅢB 期16例,ⅣA 期1例,ⅣB期1例。進(jìn)展組19例(1年內(nèi)18例出現(xiàn)進(jìn)展,1~2年內(nèi)1例出現(xiàn)進(jìn)展)。
采用3.0T MR 掃描儀(Signa Excite HDx),8通道體部相控陣線圈。患者檢查前10min肌注丁溴東莨菪堿20mg,陰道內(nèi)放置陰道栓,仰臥位,掃描范圍包全盆腔,掃描序列包括常規(guī)MRI平掃、增強(qiáng)掃描、DWI。
DWI:采用單次激發(fā)平面回波成像(SE-EPI),TR 5500ms,TE 62.7ms,層厚5mm,層間距1mm,視野40cm×40cm,激勵(lì)次數(shù)2,矩陣128×128,b值選取0及800s/mm2,采用層面選擇、頻率編碼及相位編碼三個(gè)方向采集。
將所有DWI數(shù)據(jù)輸入ADW4.4 工作站,采用Functool軟件進(jìn)行分析。由兩位未知患者臨床資料的醫(yī)生(MRI診斷經(jīng)驗(yàn)分別為8年及15年)盲法測量,經(jīng)討論取得一致意見。首先選擇腫瘤最大層面,勾畫腫瘤全部輪廓,獲得腫瘤的平均ADC 值(mean ADC value,ADCmean),再依據(jù)ADC 偽彩圖(ADCmap)將ROI放置在腫瘤實(shí)性區(qū)域內(nèi)擴(kuò)散受限最顯著處獲得最低ADC值(minimum ADC value,ADCmin),ROI為圓形或橢圓形、面積30~50mm2,需參考其他常規(guī)MRI平掃及增強(qiáng)掃描序列,避開明顯的出血、壞死區(qū)。
采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。無進(jìn)展組及進(jìn)展組間的治療前ADC 值采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行比較。對存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的ADC 值進(jìn)行受試者工作特征(ROC)曲線分析。以治療前中位ADC 值對所有病例分組,采用Life Tables分別計(jì)算所有病例1年腫瘤無進(jìn)展生存率(progression-free survival,PFS)及各組PFS,采用Kaplan-Meier曲線及Log-rank 檢驗(yàn)比較不同組間短期腫瘤PFS。P<0.05、雙側(cè)α=0.05時(shí)認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
治療前腫瘤DWI均為高信號,提示腫瘤擴(kuò)散受限。
進(jìn)展組治療前腫瘤ADCmean高于無進(jìn)展組,且組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.005);而兩組間治療前ADCmin差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表1,圖1、2)。
表1 進(jìn)展組與無進(jìn)展組治療前腫瘤ADC值比較
ROC曲線分析顯示以治療前ADCmean≥1.06×10-3mm2/s作為閾值,其診斷腫瘤進(jìn)展的敏感度、特異度、符合率分別為84.2%、60.8%及65.6%,曲線下面積(AUC)為0.749(P=0.001,圖3)。
生存分析:93例宮頸鱗癌治療后1年內(nèi)進(jìn)展者18例,治療后全部腫瘤1年內(nèi)腫瘤PFS為80%。
依據(jù)治療前ADCmean的中位值分為ADCmean較低組(≤1.05×10-3mm2/s)(n=48)和ADCmean較高組(>1.05×10-3mm2/s)(n=47,其中2例患者失隨)。治療后1年內(nèi),ADCmean較低組腫瘤進(jìn)展3例,1年腫瘤PFS為94%;ADCmean較高組腫瘤進(jìn)展15 例,1年腫瘤PFS為66%。Kaplan-Meier曲線及Log-rank檢驗(yàn)顯示兩組間PFS 差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.001,圖4)。
依據(jù)治療前ADCmin的中位值分為ADCmin較低組(≤0.82×10-3mm2/s)(n=48)和ADCmin較高組(>0.82×10-3mm2/s)(n=47,其中2例患者失隨)。治療后1年內(nèi),ADCmin較低組腫瘤進(jìn)展6例,1年腫瘤PFS為87%;ADCmin較高組腫瘤進(jìn)展12例,1年腫瘤PFS為73%。Kaplan-Meier曲線及Log-rank檢驗(yàn)顯示兩組間PFS差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.08,圖5)。
圖1 女,57歲,陰道不規(guī)則出血1年,低分化鱗癌,F(xiàn)IGO 分期為Ⅲb期,同步放化療后隨訪15個(gè)月無復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移。a)治療前DWI圖示宮頸不規(guī)則腫塊(箭),呈明顯高信號,提示擴(kuò)散受限顯著;b)ADCmap圖示ROI 1包括該層腫瘤全部組織,獲得ADCmean為1.01×10-3 mm2/s,ROI 2為ADC值最低區(qū)域,獲得ADCmin為0.836×10-3 mm2/s。圖2 女,54歲,陰道不規(guī)則出血3月余,中分化鱗癌,F(xiàn)IGO 分期為Ⅲb期,同步放療后9個(gè)月出現(xiàn)右側(cè)鎖骨上淋巴結(jié)腫大,穿刺病理示轉(zhuǎn)移性鱗癌。a)治療前DWI圖示宮頸不規(guī)則腫塊(箭),呈不均勻高信號,提示擴(kuò)散受限顯著;b)ADCmap圖示ROI1包括該層腫瘤全部組織,獲得ADCmean為1.54×10-3 mm2/s,ROI2為ADC 值最低區(qū)域,獲得ADCmin為0.870×10-3 mm2/s。
腫瘤組織的生長、侵襲、轉(zhuǎn)移等惡性生物學(xué)行為均與其血供密不可分。隨著腫瘤細(xì)胞的進(jìn)一步加速增殖,腫瘤血管生成速度往往不能滿足全部腫瘤組織的代謝需要,因此腫瘤內(nèi)部常出現(xiàn)不同程度的缺血、乏氧及繼發(fā)液化、壞死等改變,導(dǎo)致細(xì)胞密度降低與細(xì)胞外間隙的增加,并能夠被DWI及ADC 值所定量評估。放射生物學(xué)研究顯示,在有氧狀態(tài)下的放射線照射腫瘤組織時(shí),能夠形成更多的氫氧自由基,放射線對腫瘤細(xì)胞DNA 的損傷,約2/3是由這種氫氧自由基所致,因此腫瘤內(nèi)氧含量是決定其放療敏感性的最關(guān)鍵因素之一[10]。
腫瘤組織ADC 值與細(xì)胞密度呈負(fù)相關(guān),而與細(xì)胞外間隙大小呈正相關(guān),腫瘤內(nèi)出現(xiàn)缺血、壞死等缺血、乏氧改變時(shí),細(xì)胞密度下降,細(xì)胞間隙增大,水分子擴(kuò)散運(yùn)動受限減輕,ADC 值升高,因此,ADC 值的升高意味著腫瘤乏氧程度加重及放療抗拒。關(guān)于宮頸癌、直腸癌、肝轉(zhuǎn)移瘤、乳腺癌的DWI與放化療療效的研究證實(shí)[11-14],治療前腫瘤ADC值與腫瘤放化療療效呈負(fù)相關(guān),即治療前腫瘤ADC越低,其放化療療效越好。盡管研究已證實(shí)DWI及ADC 值對于宮頸癌放療療效預(yù)測具有肯定的價(jià)值,但其在預(yù)測預(yù)后方面的應(yīng)用目前尚未見大宗病例研究報(bào)道。本研究顯示無進(jìn)展組的治療前腫瘤ADCmean明顯低于進(jìn)展組[(1.03±0.09)×10-3mm2/s vs(1.13±0.14)×10-3mm2/s],組間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,提示腫瘤治療前ADCmean有助于預(yù)測腫瘤的短期療效,ADCmean較低者預(yù)后較好,而ADCmean較高者預(yù)后不佳。ROC 曲線分析結(jié)果顯示以ADC值≥1.06×10-3mm2/s為閾值,其診斷腫瘤進(jìn)展的敏感度、特異度及符合率分別為84.2%、60.8%及65.6%。Kaplan-Meier 生存曲線分析顯示ADCmean>1.05×10-3mm2/s組1年內(nèi)腫瘤PFS為66%,而ADCmean≤1.05×10-3mm2/s組1年腫瘤PFS為94%。因此,筆者認(rèn)為對于治療前ADC值較高、腫瘤進(jìn)展危險(xiǎn)性較大的患者,臨床應(yīng)采用更為嚴(yán)密的隨診和充分的影像學(xué)復(fù)查,以早期發(fā)現(xiàn)腫瘤進(jìn)展病灶,并及時(shí)開展補(bǔ)救治療。
圖3 治療前ADCmean預(yù)測腫瘤進(jìn)展的ROC曲線。 圖4 治療前ADCmean較低組與較高組腫瘤進(jìn)展的Kaplan-Meier曲線。圖5 治療前ADCmin較低組與較高組腫瘤進(jìn)展的Kaplan-Meier曲線。
腫瘤組織往往表現(xiàn)為不均質(zhì)性生長的特點(diǎn),其內(nèi)部可由不同分化程度的腫瘤細(xì)胞、間質(zhì)及血管等成分組成,可繼發(fā)出血、壞死、囊變等改變,因此腫瘤內(nèi)不同區(qū)域的血流灌注及水分子擴(kuò)散運(yùn)動狀態(tài)可能存在較大差異,而感興趣區(qū)的選擇及放置將會對結(jié)果產(chǎn)生重要影響。腫瘤內(nèi)血流灌注最豐富和/或擴(kuò)散受限最明顯的區(qū)域往往代表腫瘤組織生長最為活躍區(qū)域,而出血、壞死、囊變等繼發(fā)改變不具有特異性,故部分學(xué)者[15-16]在ROI選擇和測量時(shí)往往將不同區(qū)域分開。文獻(xiàn)報(bào)道宮頸癌的手術(shù)病理對照研究顯示,血流灌注高的區(qū)域,病理上主要由豐富的癌細(xì)胞構(gòu)成,對放療敏感,而灌注低的區(qū)域病理上為纖維組織內(nèi)散在癌細(xì)胞構(gòu)成,對放療抗拒[15]。臨床放射生物學(xué)的研究認(rèn)為,大劑量單次照射后腫瘤內(nèi)對放療敏感的、氧合好的細(xì)胞將被殺死,而乏氧細(xì)胞將會殘留,因此腫瘤乏氧部分的比例,可能對預(yù)測腫瘤放療療效及預(yù)后更有意義。本組研究ROI選擇為腫瘤最大層面內(nèi)的全部腫瘤組織時(shí),其ADC 值包括其內(nèi)繼發(fā)出血、壞死、囊變等成分,以全面反映腫瘤整體狀態(tài),而選擇ROI為ADCmin時(shí),其主要反映細(xì)胞密度最大的腫瘤實(shí)性區(qū)域,而本研究結(jié)果顯示僅ADCmean有助于腫瘤預(yù)后的評估,提示采用ADC值對宮頸癌放化療后的預(yù)后評價(jià)必須考慮到腫瘤的整體情況。
盡管本組研究結(jié)果顯示宮頸鱗癌放化療前ADC值較低時(shí)預(yù)后更好,但對于采取手術(shù)治療方式的患者其結(jié)果可能相反。既往研究[17]顯示ADC 值與細(xì)胞密度及病理分級呈負(fù)相關(guān),即ADC 值越低,腫瘤細(xì)胞密度越大、病理分級越高,盡管對放、化療更為敏感,但局部侵襲及轉(zhuǎn)移能力也更強(qiáng)。Nakamura等[18]對行手術(shù)切除治療的宮頸癌患者的DWI 研究顯示,療前ADCmean越低,其無瘤生存時(shí)間越短。而Zahra等[19]對根治性手術(shù)治療的宮頸癌研究顯示,血流灌注豐富的腫瘤組織更易出現(xiàn)周圍組織侵犯及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移,預(yù)后較差。因此,腫瘤組織的血流灌注及乏氧情況對不同治療方式下的預(yù)后,可能產(chǎn)生截然相反的影響,應(yīng)綜合進(jìn)行分析。
總之,提高患者的生存時(shí)間是腫瘤治療的最終目標(biāo)。宮頸鱗癌同步放化療療前腫瘤ADCmean更有助于短期預(yù)后的預(yù)測,可為臨床實(shí)施個(gè)體化治療和隨診提供有力支持和幫助。
[1]Waggoner SE.Cervical cancer[J].Lancet,2003,361(9376):2217-2225.
[2]McVeigh PZ,Syed AM,Milosevic M,et al.Diffusion-weighted mri in cervical cancer[J].Eur Radiol,2008,18(5):1058-1064.
[3]Naganawa S,Sato C,Kumada H,et al.Apparent diffusion coefficient in cervical cancer of the uterus:comparison with the normal uterine cervix[J].Eur Radiol,2005,15(1):71-78.
[4]Rizzo S,Summers P,Raimondi S,et al.Diffusion-weighted MR imaging in assessing cervical tumour response to nonsurgical therapy[J].Radiol Med,2011,116(5):766-780.
[5]Harry VN,Semple SI,Gilbert FJ,et al.Diffusion-weighted magnetic resonance imaging in the early detection of response to chemoradiation in cervical cancer[J].Gynecol Oncol,2008,111(2):213-220.
[6]曹崑,張曉鵬,汪寧.MR 擴(kuò)散成像評價(jià)宮頸癌放(化)療早期療效[J].中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2009,25(9):1657-1660.
[7]劉穎,白人駒,孫浩然.擴(kuò)散加權(quán)成像預(yù)測、監(jiān)測宮頸癌放化療效果[J].中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2009,25(7):1269-1272.
[8]張赟,梁碧玲,高立.正常子宮頸和宮頸癌的擴(kuò)散加權(quán)成像特點(diǎn)[J].癌癥,2007,26(5):508-512.
[9]Pecorelli S.Revised figo staging for carcinoma of the vulva,cervix and endometrium[J].Int J Gynaecol Obstet,2009,105(2):103-104.
[10]殷蔚伯,谷銑之.腫瘤放射治療學(xué)[M].北京:中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué)出版社,2008,2(1):263-265.
[11]Jung SH,Heo SH,Kim JW,et al.Predicting response to neoadjuvant chemoradiation therapy in locally advanced rectal cancer:diffusion-weighted 3Tesla MR imaging[J].J Magn Reson Imaging,2012,35(1):110-116.
[12]Cui Y,Zhang XP,Sun YS,et al.Apparent diffusion coefficient:potential imaging biomarker for prediction and early detection of response to chemotherapy in hepatic metastases[J].Radiology,2008,248(3):894-900.
[13]Liu Y,Bai R,Sun H,et al.Diffusion-weighted imaging in predicting and monitoring the response of uterine cervical cancer to combined chemoradiation[J].Clin Radiol,2009,64(11):1067-1074.
[14]Park SH,Moon WK,Cho N,et al.Diffusion-weighted MR imaging:pretreatment prediction of response to neoadjuvant chemotherapy in patients with breast cancer[J].Radiology,2010,257(1):56-63.
[15]Zahra MA,Hollingsworth KG,Sala E,et al.Dynamic contrastenhanced MRI as a predictor of tumour response to radiotherapy[J].Lancet Oncol,2007,8(1):63-74.
[16]曹崑,張曉鵬,李潔.MR 動態(tài)增強(qiáng)成像對宮頸癌放化療后短期治療效果的預(yù)測作用研究[J].中華放射學(xué)雜志,2009,43(11):1160-1164.
[17]Liu Y,Bai R,Sun H,et al.Diffusion-weighted magnetic resonance imaging of uterine cervical cancer[J].J Comput Assist Tomogr,2009,33(6):858-862.
[18]Nakamura K,Joja I,Nagasaka T,et al.The mean apparent diffusion coefficient value(adcmean)on primary cervical cancer is a predictive marker for disease recurrence[J].Gynecol Oncol,2012,127(3):478-483.
[19]Zahra MA,Tan LT,Priest AN,et al.Semiquantitative and quantitative dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging measurements prediCTradiation response in cervix cancer[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,2009,74(3):766-773.