張成成 唐小琦 張志國 鄭于平
肝癌為最常見的實體惡性腫瘤之一,有報道稱血管生成與腫瘤生長、侵襲等密切相關[1]。通常情況下,乏血供腫瘤體積較小,若腫瘤出現(xiàn)血管化情況,則會加速腫瘤生長。有報道稱微血管密度(microvessel density,MVD)與肝癌患者預后及術后復發(fā)有關[2]。而多期動態(tài)對比增強磁共振成像(dynamic contrast-enhanced MRI,DCE-MRI)屬組織血管性質定量評估技術,能對腫瘤組織微循環(huán)狀態(tài)進行準確評估,包括肝動脈供血比例、毛細血管滲透性等,在肝臟良惡性腫瘤評估中具有積極意義。但現(xiàn)階段,關于DCE-MRI灌注定量參數與肝癌MVD的有關報道較少?;诖?,本研究通過分析60例肝癌患者DCE-MRI灌注定量參數血漿容積分數(volume fraction of plasma,Vp)、容積運轉常數(volume transfer constant,Ktrans)、血管外細胞外間隙容積比(volume fraction of extravascular extracellular space,Ve)、速率常數(interstitium-to-plasma rate constant,Kep)變化,并與術后病理分級結果進行對照,旨在深入探討肝癌DCE-MRI灌注定量參數與MVD的關系,現(xiàn)報道如下。
一、一般資料
納入2014年2月至2018年2月于我院收治的60例肝癌患者為研究對象,本研究獲我院醫(yī)學倫理委員會批準。納入標準:(1)參考《原發(fā)性肝癌診療規(guī)范(2011年版)》[3],均經手術病理確診,肝功能Child-Pugh分級為A~B級;(2)年齡≥18歲,首次發(fā)??;(3)獲患者知情同意。排除標準:(1)伴嚴重心、腦、肺、腎及免疫系統(tǒng)、造血系統(tǒng)等原發(fā)性疾??;(2)MRI灌注掃描前未行手術切除、介入化療性栓塞治療、放療、射頻消融治療等;(3)肝功能Child-Pugh分級為C級;(4)伴磁共振增強禁忌證。60例患者中,男45例,女15例,年齡18~75(55.78±8.56)歲,腫塊直徑1.62~20.97(4.47±1.26)cm;合并癥:肝硬化28例,乙型肝炎表面抗原陽性50例,丙型肝炎抗體陽性2例。
二、方法
(一)MRI掃描方法 采用西門子VERIO3.0T核磁共振儀,檢查前患者行充分呼吸運動訓練,于患者自由呼吸運動下予以掃描。常規(guī)平掃(包括冠狀位T2WI半傅立葉采集序列等)后行多期動態(tài)增強掃描,掃描序列取三維容積內插體部檢查序列,設置掃描參數,TR 4.4 ms,TE 0.9 ms,激勵次數(NEX)1次,視野(FOV)400 mm×400 mm,矩陣256 mm×256 mm,層數26層,層厚5 mm,時間分辨率4.7 s,空間分辨率2.61×65.0 mm,掃描時相50個。以美國GE公司生產的釓雙胺(GD-DTPA-BMA)為對比劑,注射前獲取肝臟組織T1mapping參數,翻轉角分別為5°、10°、15°、20°、25°、30°,后以15°翻轉角行50期動態(tài)增強掃描,平掃2期后采用MR專用高壓注射器,肘靜脈注射釓雙胺(流率4 mL/s),劑量按0.1 mmol/kg體質量計算,總掃描時間235 s。
(三)MVD測量方法 于低倍鏡(40倍、100倍)下選腫瘤MVD最高區(qū)域,再于高倍鏡(200倍)下內計數微血管數目,排除染色模糊或分辨不清細胞。采用雙盲法,由2名高年資影像醫(yī)師對同一切片計數,該切片MVD為兩者計數平均值。
(四)病理結果判定 利用Edmondson-Steiner’s分級法,將腫瘤病理分級分為低分化、中分化、高分化三個等級。若一個病灶內同時伴有不同分化程度的腫瘤組織,則以占主要優(yōu)勢組織的分化程度為主。
三、觀察指標
統(tǒng)計60例肝癌患者DCE-MRI灌注參數Vp、Ktrans、Ve、Kep及MVD變化,分析DCE-MRI灌注定量參數與術后病理分級及MVD的相關性。
四、統(tǒng)計學方法
一、術后不同病理分級患者DCE-MRI灌注定量參數、MVD比較
術后病理診斷結果顯示,60例患者中,低分化13例,中分化28例,高分化19例。高分化組MVD顯著高于中分化組(P<0.05),其他DCE-MRI灌注定量參數較中、低分化組比較均差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),見表1。
表1 術后不同病理分級患者DCE-MRI灌注定量參數、MVD比較(±s)
注:與中分化組比較,①P<0.05
二、 肝癌DCE-MRI灌注定量參數與MVD的相關性
經直線相關分析顯示,肝癌患者DCE-MRI灌注定量參數Vp、Ve與MVD無相關性(r=-0.241、0.198,P=0.064、0.130),Ktrans、Kep與MVD呈線性正相關(r=0.739、0.747,P=0.000、0.000),見圖1~4。
DCE-MRI作為一種無創(chuàng)性功能成像技術,能判斷腫瘤組織微循環(huán)結構,評估血管通透性。究其原理,主要是利用順磁性對比劑注入血管致使組織T1縮短原理,經重復成像測量組織信號強度變化,并實時監(jiān)控對比劑隨時間擴散至周圍組織中狀況,經專用軟件處理定量參數,獲取病變血流灌注信息??紤]到肝臟組織存在血管內間隙、細胞內間隙和血管外細胞外間隙,而對比劑GD-DTPA-BMA無法進入細胞內間隙,故與傳統(tǒng)單室比較,藥代動力學雙室模型與肝臟供血特性更為符合。本研究中,以dual-input Extended Tofts模型為藥代動力學模型,符合肝臟供血特性,對比劑可自血管內間隙滲透到EES至血管外細胞外間隙,或自血管外細胞外間隙回流至血管內間隙,采用數學模型可構建整個動力學過程,對多個量化灌注參數進行計算,從而反映組織器官微循環(huán)功能。
圖1 Vp與MVD的線性相關圖
圖2 Ktrans與MVD的線性相關圖
圖3 Ve與MVD的線性相關圖
圖4 Kep與MVD的線性相關圖
本研究結果顯示,高分化組MVD雖明顯高于中分化組,但其他DCE-MRI灌注定量參數較中、低分化組均無明顯變化,證實肝癌患者DCE-MRI灌注定量參數及MVD與病理組織學分級無明顯關系??自吹萚4]也發(fā)現(xiàn)肝癌MRI灌注定量參數Ktrans、Ve、Kep與肝癌術后病理分級均無關。肝臟存在雙重供血(包括門靜脈、肝動脈),而原發(fā)性肝癌大多數由肝動脈供血。通常情況下,腫瘤惡性程度越高,所需營養(yǎng)物質及血供越多,而腫瘤分化程度越低,腫瘤血供可能越豐富。有資料顯示,高分化肝癌進展為中分化肝癌時,腫瘤組織動脈供血會逐漸增加[5]。但梁長華[6]等通過CT全腫瘤灌注掃描發(fā)現(xiàn),中分化肝癌自低分化肝癌轉變時,動脈血供出現(xiàn)減少現(xiàn)象。究其根源,腫瘤在中、高分化時,有氧代謝突出,尤其是低分化時,伴有大量無氧酵解,促使低分化時血供下降。因此,筆者認為,DCE-MRI灌注參數與肝癌術后病理分級無關,低分化肝癌動脈血流供應明顯減少,血管滲透性下降,血管外細胞外間隙血流容積相應減少,腫瘤內部壞死風險增加。
本研究發(fā)現(xiàn),肝癌患者DCE-MRI灌注定量參數Ktrans、Kep與MVD呈線性正相關。究其根源,MVD反映腫瘤新生血管計數,若腫瘤新生血管管壁發(fā)育未成熟,則通透性較高,提示Ktrans、Kep與MVD呈線性正相關。有報道稱肝癌患者腫瘤新生血管、血管滲透性與MRI動態(tài)增強快進快出強化方式有關,腫瘤體積生長越快,分化程度越高,動脈血供應會不斷增加,出現(xiàn)肝竇血管內皮細胞,并構成基底膜,而肝竇逐漸顯現(xiàn)毛細血管形態(tài)外觀[7]。而肝癌新生血管形態(tài)包括肝竇型、毛細血管型、中間型三種,其中低分化肝癌新生血管僅呈現(xiàn)毛細血管型,中分化肝癌多呈現(xiàn)毛細血管型、中間型,而高分化肝癌存在上述三種血管形態(tài)[8]。筆者認為,血管形成是腫瘤生長、侵襲基礎,而肝癌新生血管能為腫瘤提供相對豐富的營養(yǎng),一旦新生血管基底膜不完整,周細胞結構疏松,內皮間隙較大,或血管成熟度較低,血管通透性則會增加。腫瘤組織中一旦有低分子量對比劑進入,自血管內滲透至血管外細胞外間隙,并可再次回流至血管內,利用DCE-MRI灌注定量參數,可對整個動力學過程予以系統(tǒng)評價。其中,Ktrans能反映血流速度及血管表面滲透性,顯示腫瘤微血管通透性程度,而Kep表示對比劑自血管外細胞外間隙滲透至血管速度,一旦Ktrans、Kep同時上升,則提示肝癌組織局部血管存在較大滲透性。由此可見,肝癌患者DCE-MRI灌注定量參數Ktrans、Kep與MVD呈線性正相關。而本研究結果顯示,肝癌患者DCE-MRI灌注定量參數Vp、Ve與MVD無相關性,可能是影響Vp、Ve因素較為復雜,與血管外細胞外間隙構成等有關,故其相關性有待今后深入調查。另有資料顯示,MVD與肝癌患者性別、年齡、腫瘤組織學分級無明顯關聯(lián),但與腫瘤大小具有相關性,而肝癌DCE-MRI灌注定量參數與腫瘤大小的關系尚待進一步研究[9]。