孫林林 黃 敏 汪秀玲

徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院影像科(江蘇 徐州 221000)

腦膠質(zhì)瘤起源于神經(jīng)上皮組織，是最常見(jiàn)的原發(fā)性中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤。2007年版WHO中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分類將其分為Ⅰ～Ⅳ級(jí)[1]，其中Ⅰ～Ⅱ級(jí)為低級(jí)別，Ⅲ～Ⅳ級(jí)為高級(jí)別。然而，臨床上組織病理類型相同的膠質(zhì)瘤患者的預(yù)后也不盡相同。2016年版WHO中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分類[2]又納入了一些與治療和預(yù)后相關(guān)的基因表型，如IDH基因突變、染色體1p/19q缺失等。既往研究表明，IDH1突變型膠質(zhì)瘤預(yù)后要好于同級(jí)別野生型膠質(zhì)瘤[3-4]。因此術(shù)前無(wú)創(chuàng)性地預(yù)測(cè)IDH1基因型具有重要的臨床意義。

動(dòng)態(tài)磁敏感對(duì)比增強(qiáng)磁共振成像(dynamic susceptibility contrast-enhanced MR，DSC-MR)是目前臨床上應(yīng)用最廣泛的磁共振灌注加權(quán)技術(shù)，通過(guò)測(cè)量并計(jì)算出感興趣區(qū)的相對(duì)腦血容量(relative cerebral blood volume，rCBV)、相對(duì)腦血流量(relative cerebral blood flow，rCBF)等參數(shù)，無(wú)創(chuàng)性地評(píng)價(jià)腫瘤內(nèi)的血流灌注及新生血管生成情況，間接反映腫瘤的惡性程度[5]。本文主要通過(guò)回顧性研究WHO Ⅱ級(jí)膠質(zhì)瘤IDH1突變型與IDH1野生型腫瘤實(shí)質(zhì)部分rCBVmax、rCBFmax值的差異，以期為術(shù)前評(píng)估膠質(zhì)瘤提供更客觀的影像學(xué)依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析我院2018年1月至2020年5月經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)的25例WHOⅡ級(jí)腦膠質(zhì)瘤。依據(jù)分子病理結(jié)果分為IDH1突變組和IDH1野生組。IDH1突變組：14例中男7例，女7例，年齡37～63歲，中位年齡為45歲。IDH1野生組：11例中男7例，女4例，年齡37～68歲，中位年齡為49歲。

納入標(biāo)準(zhǔn)：患者于我院行腦腫瘤切除術(shù)，術(shù)后病理證實(shí)為原發(fā)性Ⅱ級(jí)膠質(zhì)瘤，均采用免疫組化方法檢測(cè)IDH1基因突變狀態(tài)；具備完整的影像學(xué)資料，所有患者術(shù)前均行常規(guī)MRI平掃、增強(qiáng)及DSC-MRI檢查；所有患者術(shù)前、檢查前未接受任何藥物、放療、化療等干預(yù)措施。

1.2 檢查設(shè)備及方法 采用Discovery 750W，GE Healthcare 3.0T磁共振成像系統(tǒng)，使用十六通道頭部線圈。MRI造影劑：釓噴替酸葡甲胺注射液(Gd-DPTA)。常規(guī)MRI掃描序列包括軸位T1WI、T2WI、T2-FLAIR、DWI及矢狀位T1WI。增強(qiáng)序列包括T1WI軸位、矢狀位、冠狀位。(1)常規(guī)MR掃描參數(shù)：T1WI(TR 2952ms，TE 24ms，層厚6mm)，T2WI(TR 4733ms，TE 100ms，層厚6mm)， FLAIR(TR 9000ms，TE 95ms，層厚6mm), DWI(TR 4880ms，層厚6mm)。(2)DSCMRI序列：采用梯度回波-平面回波成像序列(GRE-EPI)，共掃描20層，每層面40個(gè)時(shí)相，TR 1800ms，TE 30ms，層厚5mm，F(xiàn)OV 240×240mm，矩陣128×128，應(yīng)用造影劑Gd-DPTA，速率3mL/s，劑量 0.2mmol/kg。(3)DSC-MRI結(jié)束后，采用GRE序列行增強(qiáng)掃描，參數(shù)同平掃序列。

1.3 圖像后處理及分析 將DSC原始圖像傳送至GE ADW 4.6后處理工作站。使用 Functool軟件對(duì)灌注原始圖像進(jìn)行后處理，完成T1WI增強(qiáng)與灌注圖像之間的自動(dòng)融合，獲得相應(yīng)CBV圖及CBF圖。

根據(jù)彩色CBV圖上顏色的差異判斷腫瘤實(shí)質(zhì)部分CBV值最大區(qū)域，然后在CBV值最大區(qū)域用手繪法放置感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，ROI設(shè)置為20～35mm2，在不同層面測(cè)量3次，取最大值，測(cè)出腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)最大CBV值，注意測(cè)量時(shí)避開(kāi)壞死、囊變、出血、鈣化等區(qū)域；將ROI置于對(duì)側(cè)同層面正常腦白質(zhì)區(qū)，測(cè)量3次，取平均值；腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)最大CBV值/對(duì)側(cè)相應(yīng)腦白質(zhì)區(qū)CBV的平均值即獲得腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)的rCBV最大值(rCBVmax)。

通過(guò)與CBV圖相比，將CBV圖中所選取的ROI復(fù)制至CBF圖，類比于CBV圖方式來(lái)獲得腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)的rCBF最大值(rCBFmax)。

1.4 免疫組化檢查 所有患者腫瘤切除術(shù)后，病變組織標(biāo)本立即送至我院病理科制作病理切片，常規(guī)病理診斷確診為腦膠質(zhì)瘤后對(duì)IDH1基因突變狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)的染色程度判斷陽(yáng)性細(xì)胞，細(xì)胞不染色為IDH1野生型，IDH1若發(fā)生突變則以細(xì)胞質(zhì)染色呈黃褐色為主，明顯高于背景色的即IDH1突變型。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 運(yùn)用SPSS 23.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料的結(jié)果用(±s)表示。首先用單樣本K-S檢驗(yàn)判斷數(shù)據(jù)是否符合正態(tài)性，若符合則采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)分析兩組參數(shù)的差異是否有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，不符合則采用Mann-Whitney U檢驗(yàn)。對(duì)于有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的參數(shù)繪制ROC曲線判斷其效能。其中P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 患者臨床資料比較 IDH1野生組患者平均年齡(50.64±9.31)歲，IDH1突變組患者平均年齡(46.21±8.26)歲，兩組年齡差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.183)。

2.2 DSC-MRI參數(shù)的比較 IDH1野生組腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)rCBVmax、rCBFmax均高于IDH1突變組，兩組之間差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，見(jiàn)表1。參數(shù) IDH1突變組 IDH1野生組 tP

表1 WHO Ⅱ級(jí)膠質(zhì)瘤IDH1突變組與IDH1野生組DSC-MRI參數(shù)比較

在ROC曲線中：腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)rCBVmax值ROC曲線下面積0.886，當(dāng)閾值取2.690時(shí)，靈敏度為92.9%、特異度為72.7%；腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)rCBFmax值ROC曲線下面積0.756，當(dāng)閾值取2.416時(shí)，靈敏度為85.7%、特異度為72.7% (圖1、表2)。

圖1 示DSC-MRI參數(shù)預(yù)測(cè)II級(jí)膠質(zhì)瘤IDH1突變狀態(tài)ROC曲線。圖2 女，63歲，左側(cè)側(cè)腦室后角旁膠質(zhì)瘤，WHO Ⅱ級(jí)，IDH1(-)。圖2A為軸位T2WI-FLAIR示左側(cè)側(cè)腦室后角旁斑片狀高信號(hào)影；圖2B為軸位T1WI增強(qiáng)示病灶內(nèi)可見(jiàn)明顯強(qiáng)化；圖2C為CBV偽彩圖中ROI測(cè)量示意圖；圖2D為CBF偽彩圖中ROI測(cè)量示意圖。圖3 男，36歲，左側(cè)島葉膠質(zhì)瘤，WHO Ⅱ級(jí)，IDH1(+)。圖3A為軸位T2WI-FLAIR示左側(cè)島葉片狀高信號(hào)影；圖3B為軸位T1WI增強(qiáng)示病灶內(nèi)可見(jiàn)線狀強(qiáng)化；圖3C為CBV偽彩圖中ROI測(cè)量示意圖；圖3D為CBF偽彩圖中ROI測(cè)量示意圖。

表2 DSC-MRI參數(shù)預(yù)測(cè)Ⅱ級(jí)膠質(zhì)瘤IDH1基因突變的效能

2.3 影像學(xué)表現(xiàn) 兩組患者影像學(xué)表現(xiàn)見(jiàn)圖2～圖3。

3 討 論

本研究中Ⅱ級(jí)膠質(zhì)瘤IDH1基因突變率為56%，與Wang等[6]報(bào)道的Ⅱ級(jí)膠質(zhì)瘤突變率54.6%基本相符，證實(shí)IDH1基因突變?cè)赪HOⅡ級(jí)膠質(zhì)瘤中較為普遍。既往研究發(fā)現(xiàn)IDH1突變型的平均年齡較野生型小，但本研究中兩組間年齡差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，考慮是由于所選樣本量較少。

膠質(zhì)瘤的IDH1基因分型是影響患者預(yù)后的重要因素[7-9]。目前關(guān)于膠質(zhì)瘤IDH1分型的檢測(cè)主要依靠獲取組織標(biāo)本，屬于有創(chuàng)性的檢查，近年來(lái)隨著功能磁共振的發(fā)展，越來(lái)越多學(xué)者傾向于通過(guò)MRI新技術(shù)無(wú)創(chuàng)性的檢測(cè)活體組織IDH1突變狀態(tài)。DSC-MRI是一種反映活體組織微血管分布和血流灌注情況的功能成像，可以量化腫瘤的血管化程度。雖然國(guó)內(nèi)外很多研究表明常規(guī)增強(qiáng)MRI特征與IDH1基因型相關(guān)[10-11]，但是對(duì)于常規(guī)增強(qiáng)MRI特征的診斷易受觀察者經(jīng)驗(yàn)、主觀性等的影響，量化比較困難，且增強(qiáng)圖像主要反映的是血腦屏障受破壞的區(qū)域，并不是血管生成的區(qū)域。而DSC-MRI的參數(shù)所反映的是腫瘤內(nèi)血管生成的區(qū)域和其內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)的變化，目前常用的灌注參數(shù)有rCBV、rCBF，這些參數(shù)排除了個(gè)體的差異和性別等的影響，可以更客觀地反映局部組織血流動(dòng)力學(xué)變化，所以本研究中主要選擇了參數(shù)rCBVmax、rCBFmax值進(jìn)行探究。

本研究結(jié)果顯示，WHOⅡ級(jí)膠質(zhì)瘤IDH1野生組的rCBVmax明顯高于IDH1突變組，分析原因可能是由于IDH1突變導(dǎo)致HIF-1α信號(hào)通路異常，HIF-1α及其下游調(diào)控因子如血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子A、血小板衍生生長(zhǎng)因子A等含量降低，導(dǎo)致膠質(zhì)瘤的血管生成或血管增生的速度相對(duì)較慢，表現(xiàn)為灌注的減低。Xing等[12]對(duì)42例Ⅱ～Ⅲ級(jí)星形細(xì)胞瘤研究發(fā)現(xiàn)IDH1突變型rCBVmax明顯低于IDH1野生型，這與本研究結(jié)果基本相符。Tan等[13]對(duì)91例星形細(xì)胞瘤患者的研究顯示，當(dāng)rCBV閾值分別取2.20、3.14、5.63時(shí)，WHO Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)星形細(xì)胞瘤IDH1突變型和IDH1野生型的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)在不同級(jí)別的的膠質(zhì)瘤中，IDH1野生型組都顯示出更高的rCBV值。

本研究發(fā)現(xiàn)rCBFmax值在Ⅱ級(jí)膠質(zhì)瘤IDH1野生型和突變型的差異也具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。關(guān)于rCBFmax在判斷IDH1基因型的價(jià)值研究相對(duì)較少，推測(cè)其原因可能是由于DSC-MRI成像技術(shù)本身對(duì)于rCBFmax計(jì)算存在一定缺陷。本研究還發(fā)現(xiàn)相較于rCBFmax，rCBVmax具有較大的ROC曲線下面積，因此本研究認(rèn)為rCBVmax是DSC-MRI判斷Ⅱ級(jí)膠質(zhì)瘤IDH1基因表型較好的指標(biāo)，這與既往研究結(jié)果基本相符[14]。rCBVmax是目前DSC-MRI眾多參數(shù)中被報(bào)道最多的，除了本研究中所提到的預(yù)測(cè)膠質(zhì)瘤分子標(biāo)記物，其在判斷膠質(zhì)瘤術(shù)前分級(jí)[15]、指導(dǎo)個(gè)體化治療[16]和評(píng)估患者預(yù)后[17]等都有大量的相關(guān)研究。

本研究尚存在一些不足之處：本研究屬于回顧性研究，病例的選擇存在一定的偏倚；收集的病例數(shù)較少，且只納入了WHO Ⅱ級(jí)膠質(zhì)瘤，并未將其他級(jí)別膠質(zhì)瘤納入研究中，缺乏整體的認(rèn)識(shí)；本研究采用手繪法勾畫感興趣區(qū)存在一定的誤差。之后筆者將繼續(xù)收集病例，并進(jìn)一步研究膠質(zhì)瘤的其他功能成像參數(shù)與IDH1基因型的關(guān)系。

綜上所述，DSC-MRI參數(shù)rCBVmax、rCBFmax有助于判斷Ⅱ級(jí)膠質(zhì)瘤IDH1基因突變狀態(tài)，且方法相對(duì)簡(jiǎn)便。通過(guò)功能MRI的影像學(xué)特征探究膠質(zhì)瘤的分子標(biāo)記物已成為影像基因組學(xué)新的研究熱點(diǎn)，為指導(dǎo)臨床制定個(gè)體化治療方案及判斷預(yù)后提供了一種無(wú)創(chuàng)可行的技術(shù)手段。