陳撫標(biāo),唐 鴻,張心榮

陳撫標(biāo),唐鴻,浙江省德清縣人民醫(yī)院放射科(邵逸夫醫(yī)院德清院區(qū))浙江省湖州市313200

張心榮,浙江省德清縣人民醫(yī)院超聲科(邵逸夫醫(yī)院德清院區(qū)) 浙江省湖州市313200

0 引言

血管生成對(duì)于腫瘤的生長和發(fā)展是必不可少的[1].在直腸癌中,血管生成與跨壁擴(kuò)散、淋巴轉(zhuǎn)移和遠(yuǎn)處血行轉(zhuǎn)移密切相關(guān)[2].血管生成狀態(tài)的評(píng)估方法有直接法和間接法.直接法一直被認(rèn)為是評(píng)價(jià)的“金標(biāo)準(zhǔn)”,如檢測組織標(biāo)本的微血管密度(microvessel density,MVD)和血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)等,但存在耗時(shí)長、侵入性強(qiáng)、重復(fù)性差等缺點(diǎn)[3].直腸癌動(dòng)態(tài)增強(qiáng)磁共振成像(dynamic contrastenhanced magnetic resonance image,DCE-MRI)可通過對(duì)比劑在腫瘤組織中的分布狀態(tài)分析腫瘤組織的血管灌注變化,從而間接反映其血管形成及生物學(xué)行為.本研究旨在探討DCE-MRI定量灌注參數(shù)與VEGF、MVD的相關(guān)性,以期為臨床診治提供有價(jià)值的參考.

1 材料和方法

1.1 材料 選取2018-05/2020-11期間,在我院擬行手術(shù)切除治療的65例直腸癌患者作為研究對(duì)象.其中男42例,女23例,平均年齡(53.5±13.4)歲.納入標(biāo)準(zhǔn):(1)均經(jīng)腸鏡病理活檢證實(shí)為直腸癌;(2)術(shù)前均未曾行放療、化療等任何治療.

表 1 DCE-MRI定量灌注參數(shù)比較

圖 1 直腸癌DCE-MRI及術(shù)后病理檢查.A:描繪感興趣區(qū),測定DCE-MRI定量灌注參數(shù);B:術(shù)后標(biāo)本病理顯示:熱點(diǎn)MVD中血管內(nèi)皮細(xì)胞呈棕黃色;C:VEGF呈強(qiáng)表達(dá),胞漿內(nèi)呈棕黃色陽性表達(dá).DCE-MRI:直腸癌動(dòng)態(tài)增強(qiáng)磁共振成像;MVD:微血管密度;VEGF:血管內(nèi)皮生長因子.

排除標(biāo)準(zhǔn):(1)DCE-MRI檢查禁忌證;(2)無法配合檢查;(3)對(duì)比劑過敏.所有患者均于術(shù)前1 wk內(nèi)行直腸DCE-MRI檢查并簽署知情同意書.本研究經(jīng)本院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審批通過(批件號(hào):20180012).

1.2 方法

1.2.1 DCE-MRI檢查:采用3.0 T磁共振成像儀行掃描檢查,對(duì)比劑采用釓-噴酸葡胺,注射劑量為0.1 mmol／kg,注射流速為1.5 mL/s.以體部相控陣表面線圈行全直腸常規(guī)平掃和增強(qiáng)掃描.檢查前,患者接受充分腸道準(zhǔn)備,常規(guī)平掃包括T1WI、T2WI、DWI;增強(qiáng)掃描為T1WI.由一名經(jīng)驗(yàn)豐富的高年放射專業(yè)副主任醫(yī)師,采用盲法在DWI圖像上描繪感興趣區(qū)(避開囊變和壞死區(qū)域),測定病灶及其周圍正常直腸壁(距離腫瘤邊緣至少2 cm以外的腸壁)的DCE-MRI定量灌注參數(shù):正向轉(zhuǎn)運(yùn)常數(shù)(forward transport constant,Ktrans)、反向轉(zhuǎn)運(yùn)常數(shù)(reverse transport constant,Kep)、容積分?jǐn)?shù)(volume fraction,Ve)和起始曲線下面積(area under the starting curve,iAUC).見圖1A.

1.2.2 MVD及VEGF表達(dá)水平測定[4]:對(duì)術(shù)后標(biāo)本組織行CD34和VEGF免疫組織化學(xué)染色.MVD測定:在低倍放大鏡下確定3個(gè)腫瘤“熱點(diǎn)”(腫瘤內(nèi)高血管化區(qū)域),采用Weidner N計(jì)數(shù)法,在200倍放大鏡下計(jì)數(shù)每個(gè)“熱點(diǎn)”中最多微血管數(shù)目,取平均值.VEGF染色采用染色強(qiáng)度(1,否;2,弱;3,中等;4,強(qiáng)染色),200倍放大時(shí)腫瘤面積百分比(1,<5%;2,5-20%;3,21-50%;4,>50%),這兩個(gè)評(píng)分的總和作為VEGF表達(dá)水平的評(píng)分值,范圍為2-8分.見圖1B和C.

統(tǒng)計(jì)學(xué)處理采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析.計(jì)量資料采用mean±SD表示,對(duì)符合正態(tài)性分布的數(shù)據(jù)采用配對(duì)t檢驗(yàn).相關(guān)性分析采用Spearman相關(guān)分析.P<0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義.

2 結(jié)果

2.1 術(shù)后病理結(jié)果情況 65例病理確診的直腸癌均行根治性手術(shù),其中Miles手術(shù)6例,低位切除術(shù)51例,超低位切除術(shù)8例.腫瘤大小2-6 cm,平均3.42 cm±1.16 cm.腫瘤類型:上段19例,中段38例,下段8例.組織病理學(xué)分期:T1期5例,T2期10例,T3期41例,T4期9例.腫瘤分化程度:高分化者6例,中分化者58例,低分化者1例.

2.2 DCE-MRI定量灌注參數(shù)情況 直腸癌病灶的Ktrans、Kep、Ve和iAUC均明顯高于正常直腸壁,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05).見表1.

2.3 術(shù)后組織標(biāo)本MVD及VEGF表達(dá)水平測定情況 直腸癌病灶的MVD明顯高于正常直腸壁,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);直腸癌病灶的VEGF表達(dá)水平明顯高于正常直腸壁,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05).見表2.

2.4 DCE-MRI定量灌注參數(shù)與MVD及VEGF表達(dá)水平的相關(guān)性 Ktrans、Kep、Ve和iAUC與MVD均呈正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為r=0.76、r=0.70、r=0.46、r=0.68(均P<0.05);與VEGF表達(dá)水平均呈正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為r=0.72、r=0.67、r=0.41、r=0.64(均P<0.05);其中Ktrans與MVD、VEGF表達(dá)水平的相關(guān)性最高.見圖2、3.

表 2 MVD及VEGF表達(dá)水平比較

圖 2 Ktrans與MVD的相關(guān)性圖.Ktrans:正向轉(zhuǎn)運(yùn)常數(shù);MVD:微血管密度.

3 討論

直腸癌是一種較為常見的惡性消化道腫瘤,目前臨床治療的主要手段包括手術(shù)切除、放療、化療等多種手段[5].正確選擇合適的治療手段是治療的關(guān)鍵.近年來,影像學(xué)檢查技術(shù)發(fā)展迅速,DCE-MRI檢查不僅能從腫瘤形態(tài)大小、浸潤范圍、信號(hào)強(qiáng)度等方面進(jìn)行術(shù)前評(píng)估,而且能定量分析腫瘤微循環(huán)血流灌注狀態(tài)[6].

圖 3 Ktrans與VEGF表達(dá)水平的相關(guān)性圖.Ktrans:正向轉(zhuǎn)運(yùn)常數(shù);VEGF:血管內(nèi)皮生長因子.

DCE-MRI通過分析感興趣區(qū)對(duì)比劑吸收的定量參數(shù),能有效反映腫瘤組織的滲透性或血流量狀態(tài),其中Ktrans是對(duì)比劑經(jīng)血管內(nèi)皮轉(zhuǎn)運(yùn)到血管外間隙的速度,可反映局部組織的血管滲透性以及血流灌注量;Kep是對(duì)比劑從血管外間隙回流入相應(yīng)血管腔內(nèi)的速度,能反映毛細(xì)血管的滲透性;而iAUC因其不受灌注參數(shù)模型影響,能有效反映感興趣區(qū)的整體血流量狀態(tài)[7].本研究結(jié)果中,直腸癌病灶的Ktrans、Kep、Ve和iAUC均明顯高于正常直腸壁,提示DCE-MRI能有效監(jiān)測直腸癌病灶的血管通透性、血流量等血管功能狀態(tài),能有效反映病灶的血管解剖、病理功能狀態(tài)與正常直腸壁之間的差異.腫瘤為了獲得生長、轉(zhuǎn)移所需的營養(yǎng),其在結(jié)構(gòu)和功能上的發(fā)展依賴于新生血管,而這些新生血管容易發(fā)生滲漏,并形成危險(xiǎn)的復(fù)雜的相互連接模式[8,9].這將導(dǎo)致腫瘤具有更高的內(nèi)皮通透性以及血液流動(dòng)性,使DCEMRI定量灌注參數(shù)發(fā)生改變.本研究結(jié)果與Kim等[10]和Yao等[11]的研究結(jié)果相一致,腫瘤新生血管結(jié)構(gòu)功能均發(fā)育不完善,較正常血管具有更高滲透性以及血流量,導(dǎo)致Ktrans、Kep和iAUC相應(yīng)增高.但Ve的變化在不同研究中存在差異,Kim等[10]的研究顯示直腸癌Ve與正常腸壁之間無明顯差異,原因可能是:(1)Kim等[10]研究中DCE-MR掃描時(shí)間過長,導(dǎo)致陰性結(jié)果出現(xiàn);(2)血管外間隙可能受多種因素如組織缺氧、細(xì)胞密度等影響.

MVD在腫瘤生長和轉(zhuǎn)移過程中發(fā)揮著十分重要的作用.伴隨著MVD的升高,腫瘤細(xì)胞進(jìn)入血管的機(jī)會(huì)增加,發(fā)生轉(zhuǎn)移的幾率相應(yīng)升高.而VEGF在腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖中發(fā)揮著重要的誘導(dǎo)分化作用,在新生血管生成過程中發(fā)揮著重要的促進(jìn)作用,是腫瘤微小血管生成的重要因子[12].本研究結(jié)果顯示,直腸癌病灶的MVD、VEGF表達(dá)水平均明顯高于正常直腸壁,表明二者在直腸癌病灶的新生血管狀態(tài)評(píng)估中具有十分重要的價(jià)值,能客觀反映直腸癌局部微環(huán)境的組織病理學(xué)變化.本研究相關(guān)性分析結(jié)果顯示,Ktrans、Kep、Ve和iAUC分別與MVD、VEGF表達(dá)水平均呈正相關(guān),其中Ktrans與MVD、VEGF表達(dá)水平的相關(guān)性最高.提示利用DCE-MRI定量灌注參數(shù)能在一定程度上反映直腸癌病灶的血管解剖特征及血管功能狀態(tài),其中Ktrans的臨床應(yīng)用價(jià)值更優(yōu).

4 結(jié)論

總之,直腸癌DCE-MRI定量灌注參數(shù)能有效反映病灶的血流灌注狀態(tài),其中Ktrans與MVD、VEGF表達(dá)水平具有較好相關(guān)性,可為術(shù)前評(píng)估提供有價(jià)值的參考.

文章亮點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)背景

準(zhǔn)確評(píng)估直腸癌微循環(huán)血流灌注及新生血管生成狀態(tài)有助于指導(dǎo)臨床治療,而影像學(xué)檢查在其術(shù)前評(píng)估方面發(fā)揮著重要作用.

實(shí)驗(yàn)動(dòng)機(jī)

本研究運(yùn)用直腸癌動(dòng)態(tài)增強(qiáng)磁共振成像(dynamic contrast-enhanced magnetic resonance image,DCE-MRI)定量分析直腸癌血流灌注狀態(tài),探討DCE-MRI灌注參數(shù)與血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、微血管密度(microvessel density,MVD)的相關(guān)性,以期為臨床術(shù)前評(píng)估提供一種無創(chuàng)性影像學(xué)方法.

實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)

探討直腸癌的DCE-MRI灌注參數(shù)與VEGF、MVD的相關(guān)性.結(jié)果顯示DCE-MRI定量灌注參數(shù)能反映病灶的血管解剖特征及功能狀態(tài).

實(shí)驗(yàn)方法

本研究采用了DCE-MRI術(shù)前評(píng)估直腸癌血流灌注及新生血管生成狀態(tài).DCE-MRI能定量分析病灶的微循環(huán)灌注狀態(tài),而VEGF、MVD水平能準(zhǔn)確反映新生血管生成狀態(tài).

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

本篇論文的研究達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)并取得以下研究結(jié)果:直腸癌病灶的DCE-MRI灌注參數(shù)以及MVD和VEGF表達(dá)水平均明顯高于正常直腸壁;直腸癌病灶的Ktrans、Kep、Ve和iAUC與MVD及VEGF表達(dá)呈正相關(guān).說明DCE-MRI灌注參數(shù)能反映直腸癌微循環(huán)血流灌注,能間接反映新生血管生成狀態(tài),為臨床術(shù)前評(píng)估提供有價(jià)值的參考.

實(shí)驗(yàn)結(jié)論

DCE-MRI灌注參數(shù)在直腸癌病灶與正常直腸壁之間存在差異.DCE-MRI能定量分析直腸癌的血流灌注狀態(tài),其灌注參數(shù)Ktrans、Kep、Ve和iAUC均與MVD、VEGF呈正相關(guān),而Ktrans與MVD、VEGF的相關(guān)性最高,能間接反映直腸癌的新生血管生成狀態(tài),可為臨床術(shù)前評(píng)估直腸癌的新生血管生成狀態(tài)提供一種可靠方法.

展望前景

DCE-MRI容易受患者運(yùn)動(dòng)干擾,導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降,影響分析結(jié)果.本研究未來研究的方向是DCE-MRI結(jié)合其它監(jiān)測指標(biāo)對(duì)直腸癌進(jìn)行術(shù)前評(píng)估.而未來研究的最佳方法是DCE-MRI聯(lián)合超聲造影評(píng)估直腸癌的新生血管狀態(tài).