耿鶴群,張志林,張曉辰,梁占東,李永,崔書君
河北北方學(xué)院附屬第一醫(yī)院,a 醫(yī)學(xué)影像部,b 放射治療科,張家口 075000
腫瘤新生血管形成是腫瘤生長和發(fā)展過程中的重要生物學(xué)行為[1]。實(shí)體腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移依賴于新生血管形成來供給能量。評價(jià)腫瘤新生血管情況對于判斷腫瘤的分期、良惡性,評估抗腫瘤療效及預(yù)后均有重要意義。應(yīng)用目前傳統(tǒng)影像技術(shù)CT、核磁,只能分辨出直徑在200 μm以上的血管[2]。多層螺旋CT(MSCT)灌注成像檢查可較好地反映血流灌注情況[3-4]。目前國內(nèi)MSCT灌注成像檢查應(yīng)用于乳腺疾病的報(bào)道尚不多見。本研究對98例(137個(gè))乳腺實(shí)質(zhì)腫塊行MSCT灌注成像檢查,考察乳腺癌血流灌注特點(diǎn),分析其與微血管生成(AG)的相關(guān)性,探討將MSCT技術(shù)應(yīng)用于臨床評價(jià)乳腺實(shí)質(zhì)腫塊的意義。
1.1 研究對象 選取2018年1月至2019年12月河北北方學(xué)院附屬第一醫(yī)院接診的98例成年女性乳腺實(shí)質(zhì)性腫瘤患者,年齡19~66歲,因自行或體檢做B超檢查發(fā)現(xiàn)單側(cè)乳腺腫塊,病灶最大直徑范圍0.8~11.0 cm。納入標(biāo)準(zhǔn):成年女性;所有患者均有完整的臨床資料及手術(shù)病理資料;首診病例,經(jīng)病理學(xué)檢查結(jié)果確診;患者均簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn):既往有乳腺實(shí)質(zhì)性病變;乳腺良性增生;乳腺囊腫;乳腺炎性病變;其他部位的惡性腫瘤繼發(fā)乳腺轉(zhuǎn)移;對本研究中影像學(xué)檢查不耐受,或?qū)υ煊皠┻^敏者;合并基礎(chǔ)性疾病,比如心、肝、腎等重大臟器的功能衰竭,不宜納入臨床研究的情況。本研究經(jīng)河北北方學(xué)院附屬第一醫(yī)院倫理會(huì)批準(zhǔn)。98例成年女性乳腺實(shí)質(zhì)性腫瘤患者病理診斷結(jié)果見表1。
表1 98例成年女性乳腺實(shí)質(zhì)性腫瘤患者病理診斷結(jié)果
1.2 研究方法
1.2.1 影像學(xué)檢查 患者均經(jīng)乳腺超聲、鉬靶照射檢查等,發(fā)現(xiàn)單側(cè)乳腺腫塊。于其月經(jīng)結(jié)束后的第3~5天分別行常規(guī)MSCT平掃和MSCT灌注掃描檢查。(1)掃描前:經(jīng)肘正中靜脈穿刺,留置靜脈針(18G)。指導(dǎo)患者進(jìn)行腹式呼吸,確保患者靜止不動(dòng),在各序列掃描過程中病灶保持同一位置。(2)常規(guī)MSCT平掃:于患者吸氣末平掃,掃描范圍自腋窩頂至乳腺下緣。管電壓:120 kV,管電流:100 mA,探測器寬:0.6~64 mm,容積采集重建層厚及間距:7.0 mm。(3)確定病變部位:采用最大層面全腫瘤法,分別選取實(shí)質(zhì)性乳腺腫瘤組織、癌旁正常乳腺腺體組織為興趣區(qū),選擇腫瘤最大中心層面作為灌注掃描層面,選取腫瘤所在最大層面胸主動(dòng)脈為輸入動(dòng)脈。分別取2~3個(gè)感興趣區(qū)測定參數(shù)值。(4)MSCT灌注掃描成像:掃描設(shè)備是Sensation 64層螺旋CT掃描儀(Siemens西門子公司)。經(jīng)前臂靜脈注入20 mL 0.9%氯化鈉注射溶液,確定無滲漏,采用自動(dòng)高壓注射器以6 mL/s速率注入非離子對比劑50 mL(300 mgI/mL),再以同樣速率注入20 mL 0.9%氯化鈉注射溶液,延遲5 s。行灌注掃描:選擇多層連續(xù)動(dòng)態(tài)電影掃描模式。掃描分3個(gè)序列,每個(gè)序列30 s、間隔10 s。掃描中每次球管曝光0.5 s,間隔0.5 s、2.5 s、4.5 s,有效放射劑量=596.7×0.05=29.84 mSv。其他掃描參數(shù)的設(shè)置與平掃相同。探測器寬度:2~24 mm,重建層厚:7.2 mm。(5)圖像后處理:共可得到4×46幅掃描圖像,將掃描所得傳送至Leonardo圖像處理工作站。采用Functional CT中Body Perfiasion體部腫瘤灌注包進(jìn)行灌注成像數(shù)據(jù)分析:由軟件自動(dòng)處理數(shù)據(jù),得出各興趣區(qū)的灌注參數(shù)血管表面通透性(PS)值。
1.2.2 標(biāo)本取材及免疫組織化學(xué)檢查 (1)標(biāo)本取材:全部98例患者均于MSCT檢查后3 d內(nèi)手術(shù)。標(biāo)本取材選取乳腺癌患者腫瘤實(shí)質(zhì)部分(70例,72個(gè)單側(cè)病灶)及距標(biāo)本癌塊l cm的無癌浸潤的腺體組織(30個(gè),作為對照),以及乳腺良性實(shí)質(zhì)病變患者的腫瘤實(shí)質(zhì)部分(28例,65個(gè)單側(cè)病灶)。標(biāo)本均經(jīng)中性甲醛溶液(10%)固定、石蠟包埋和切片(層厚3 m),再經(jīng)常規(guī)HE染色制成免疫組織化學(xué)切片。免疫組織化學(xué)檢查方法:鼠抗人CD105單克隆抗體試劑盒(產(chǎn)品貨號:561439)購自重慶市華雅干細(xì)胞技術(shù)有限公司。(2)免疫組織化學(xué)染色石蠟切片:水浴法修復(fù)抗原,磷酸緩沖液(PBS)沖洗后在室溫下孵育,加鼠抗人CD105單克隆抗體4 ℃過夜,PBS沖洗后加生物素標(biāo)記的二抗,再PBS沖洗后加鏈霉菌抗生素,在過氧化物酶溶液室溫下孵育,PBS沖洗后3-氨基-9-乙基咔唑(AEC)染色,蘇木素復(fù)染,水性封片劑封片。以已知乳腺癌陽性片為陽性對照;PBS緩沖液代替一抗作為陰性對照。
1.2.3 結(jié)果判斷方法 (1)微血管密度(MVD):按照Weidner等方法計(jì)數(shù)[5]。100倍光鏡下掃視整個(gè)切片,取3個(gè)密度最高區(qū),在400倍光鏡下(日本尼康雙目光學(xué)顯微鏡,ECLIPSE Ci 系列)計(jì)數(shù)棕紅色微血管的數(shù)量。單個(gè)孤立或多個(gè)緊密排列的內(nèi)皮細(xì)胞團(tuán),與鄰近腫瘤細(xì)胞或周圍結(jié)締組織分界清楚,無論有無管腔,計(jì)為1個(gè)微血管數(shù)[6]。管徑>8個(gè)紅細(xì)胞或伴明顯平滑肌脈管,不做計(jì)數(shù)。(2)Spearman相關(guān)性分析:對MSCT灌注成像的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行定量分析,考察其與MVD的相關(guān)性。參數(shù)包括:最大密度投影(MIP)、增強(qiáng)平均值(AV)、血流量(BF)、血容量(BV)、血管表面通透性(PS)、Patlak血容量(PBV)。
2.1 不同乳腺組織MSCT灌注成像參數(shù)比較 乳腺癌組織MSCT灌注參數(shù)PS、MIP、AV、BF、BV、PS、PBV均值分別都高于乳腺良性實(shí)質(zhì)腫塊組織和乳腺癌旁正常乳腺組織,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表2。
表2 不同乳腺組織MSCT灌注成像參數(shù)比較
2.2 不同乳腺組織標(biāo)本MVD比較 400倍鏡下單個(gè)視野中,乳腺癌組織的MVD[(24±7)個(gè)]明顯高于乳腺良性實(shí)質(zhì)腫塊組織[(2±1)個(gè)]及乳腺癌旁正常乳腺組織[(1±1)個(gè)],差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=503.051,P<0.001)。
2.3 MSCT灌注成像參數(shù)與MVD的相關(guān)性 乳腺癌MSCT灌注成像參數(shù)中,MIP(r=0.42)、AV(r=0.44)、BF(r=0.49)、BV(r=0.47)、PS(r=0.48)、PBV(r=0.45)與MVD均呈正相關(guān)(P值均<0.05)。
乳腺癌是血液供應(yīng)豐富且表面通透性高的惡性腫瘤類型[7]。乳腺癌腫瘤浸潤和轉(zhuǎn)移是復(fù)雜的演變過程,其中腫瘤新生血管生成是惡性腫瘤生物學(xué)行為的營養(yǎng)保障。乳腺癌存在大量增加的新生腫瘤血管,這些不成熟的血管內(nèi)皮間隙較正常血管明顯增寬,使得內(nèi)皮細(xì)胞之間的連接松散、甚至部分毛細(xì)血管壁缺乏內(nèi)皮細(xì)胞,加之腫瘤相關(guān)炎癥細(xì)胞因子等高表達(dá),導(dǎo)致血管基底膜的完整性被破壞,因而腫瘤血管通透性增加。
CT灌注成像是一種可以定量分析腫瘤血管生成情況的成像方法,其可較好地反映腫瘤血管狀態(tài),量化血管通透性[8-9]。應(yīng)用MSCT灌注成像檢查,可較好地反映血流灌注情況,可避免穿刺活檢或手術(shù)切除活體組織標(biāo)本行病理學(xué)檢查可能給機(jī)體帶來的諸多不利影響。
腫瘤新生血管與正常血管的功能不同,通透性也是不同的。腫瘤血管越豐富、幼稚性程度越高,其惡性程度越高[10]。不同分級和分期的惡性腫瘤,其腫瘤血管的通透性也不同。一項(xiàng)對Wistar雌性大鼠(n=35) 誘發(fā)乳腺腫瘤的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)[11]中,應(yīng)用CT灌注成像(CTPI)技術(shù)考察腫瘤血管生成的情況。其結(jié)果表明,CTPI可反映腫瘤組織分化程度,有助于判斷乳腺病變的良惡性。本研究中對不同性質(zhì)的乳腺實(shí)質(zhì)性腫塊患者均應(yīng)用了MSCT灌注成像影像學(xué)檢查技術(shù),考察其血管灌注參數(shù)。本研究結(jié)果可見,乳腺癌MSCT灌注參數(shù)MIP、AV、BF、BV、PS、PBV均值分別都高于乳腺良性實(shí)質(zhì)腫塊組織和乳腺癌旁正常乳腺組織(P<0.05)。可見臨床應(yīng)用MSCT技術(shù)、監(jiān)測其灌注參數(shù),可以較好地反映乳腺癌腫瘤新生血管的通透性。乳腺良性實(shí)質(zhì)腫塊組織及癌旁正常乳腺組織血管與之相比,呈低灌注的顯像,可見通過MSCT參數(shù)可以較好地對乳腺實(shí)質(zhì)性腫塊的良惡性進(jìn)行初步評估。如上述乳腺癌MSCT灌注參數(shù)的結(jié)果,是符合乳腺癌的腫瘤血管通透性增加、MSCT下呈高灌注狀態(tài)的生物學(xué)行為的。乳腺癌的微血管管壁基底膜不完整,細(xì)胞間隙較大,可致對比劑外滲,故本研究結(jié)果中PS增高,證實(shí)了乳腺癌的MSCT灌注成像不同于良性實(shí)質(zhì)腫瘤和正常腺體組織。另外,研究顯示,乳腺癌組織可能通過分泌血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)而促進(jìn)腫瘤血管的生成[12-13]。本研究結(jié)果中,乳腺癌組織MSCT灌注成像參數(shù)BF、BV增高,提示其血管的高灌注、高滲透,與文獻(xiàn)報(bào)道[14]也是吻合的。
文獻(xiàn)[15]研究中對乳腺癌MSCT灌注成像參數(shù)與微血管密度(MVD)的相關(guān)性進(jìn)行了探討。其研究結(jié)果顯示,MSCT灌注成像參數(shù)中,乳腺實(shí)質(zhì)腫瘤(28個(gè)標(biāo)本)MVD高于良性實(shí)質(zhì)腫瘤(25個(gè)標(biāo)本)及癌旁正常腺體(26個(gè)標(biāo)本) (t=17.67、15.99,P<0.05),乳腺實(shí)質(zhì)腫瘤MVD與VEGF呈正相關(guān)(r=0.82,P<0.05)。該研究結(jié)果表明MSCT可作為考察乳腺癌腫瘤血管生成情況的無創(chuàng)性的影像學(xué)手段。
MSCT灌注成像可反映腫瘤瘤體的血流動(dòng)力學(xué)情況[16-18]。本研究結(jié)果可見,乳腺癌組織MVD高于癌旁正常腺體組織及乳腺良性實(shí)質(zhì)腫瘤組織(P<0.05),與已有的研究報(bào)道[19-20]是一致的。本研究中乳腺癌組織MSCT灌注參數(shù)MIP、AV、BF、BV、PS、PBV與MVD均呈正相關(guān)(P值均<0.05),可見應(yīng)用MSCT灌注成像檢查可較好地反映乳腺癌微血管分布情況及其血流灌注的變化。由此提示,利用乳腺M(fèi)SCT灌注對實(shí)質(zhì)性腫塊區(qū)域進(jìn)行定位,指導(dǎo)取活檢標(biāo)本是更有意義的。
此外,MSCT灌注成像能近似地反映腫瘤的血管生成,其對功能性可灌注的毛細(xì)血管敏感。但腫瘤的血管生成是復(fù)雜的病理過程,可能有毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞增生,也可能未生成功能性的管腔化血管。因此,MSCT灌注成像在臨床的應(yīng)用也有其局限性[21]。臨床需結(jié)合MSCT灌注成像結(jié)果及其他常規(guī)的影像學(xué)檢查結(jié)果來綜合分析做出對乳腺實(shí)質(zhì)性腫塊的最終臨床診斷結(jié)論。本組認(rèn)為,對于乳腺腫塊患者,臨床需采取合理的檢查手段盡快予以確診,以便采取相應(yīng)的治療措施。新生血管形成是惡性腫瘤的重要生物學(xué)行為。借助目前常用的影像檢查技術(shù)只能分辨出直徑在200 μm以上的新生血管形成。MSCT檢查可良好地反映血流灌注情況,但有關(guān)其在臨床應(yīng)用的研究報(bào)道比較少。本研究將MSCT灌注成像檢查技術(shù)應(yīng)用于臨床,獲得了腫瘤新生血管的解剖細(xì)節(jié),并經(jīng)分析獲得了MSCT灌注參數(shù)與微血管生成的相關(guān)結(jié)果,故在無創(chuàng)性在體診斷乳腺實(shí)質(zhì)性腫塊、鑒別診斷乳腺腫塊良惡性方面具有積極的輔助診斷價(jià)值,這是本研究的創(chuàng)新點(diǎn)所在。目前尚無乳腺癌患者年齡對MSCT灌注成像技術(shù)(參數(shù))影響的相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。本研究中也未以年齡分層做細(xì)致分析,這也提示我們未來可以在MSCT灌注成像相關(guān)參數(shù)及年齡等對乳腺癌微血管生成評估方面的影響進(jìn)行深入探索。
綜上所述,MSCT灌注成像可作為檢測乳腺癌微血管生成情況的一種有價(jià)值的無創(chuàng)的影像學(xué)手段,其能顯示腫瘤新生血管的解剖細(xì)節(jié)、獲得其MSCT灌注參數(shù),可為乳腺實(shí)質(zhì)性腫塊的良惡性診斷與鑒別診斷、活檢定位等方面提供有價(jià)值的血流動(dòng)力學(xué)信息,該檢查技術(shù)應(yīng)用簡單、可重復(fù)操作,圖像結(jié)果不易受到其他因素的影響。