磁共振成像與膠質(zhì)母細(xì)胞瘤特征分子相關(guān)性研究.pdf

1、目的：
　　采用磁共振成像（常規(guī)成像及功能代謝成像）檢測(cè)GBM的形態(tài)學(xué)及病理生理學(xué)數(shù)據(jù)，分析膠質(zhì)母細(xì)胞瘤5個(gè)特征分子(P53、EGFR、IDH-1、PTEN及NEFL)的組織學(xué)表達(dá)，探討GBM磁共振成像與其特征分子表達(dá)的相關(guān)性，為臨床個(gè)性化治療方案的選擇、治療效果及預(yù)后評(píng)估提供更多的信息。
　　方法：
　　1.研究對(duì)象
　　回顧性分析2009年5月至2015年3月本院經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)的60例GBM的臨床資料及影像學(xué)

2、表現(xiàn)。男36例，女24例，年齡34～79歲，平均54.2±12.4歲，納入標(biāo)準(zhǔn)為:1）患者年齡在18周歲以上;2）均位于幕上;2）腫瘤無(wú)擴(kuò)散;3）新診斷的GBM手術(shù)前未經(jīng)化療;4）術(shù)前進(jìn)行常規(guī)磁共振及功能磁共振掃描，并獲得有效的原始數(shù)據(jù);5）病人知情并同意進(jìn)入此項(xiàng)研究，簽署同意書。
　　正常對(duì)照組:10例，皆取自切除癲癇病人標(biāo)本的周圍正常腦組織。
　　2.掃描設(shè)備及數(shù)據(jù)測(cè)量
　　SIEMENS lagnetom Ver

3、io3.0T MR成像儀器和GE SIGNA HDX1.5T超導(dǎo)型MR掃描儀，完成常規(guī)磁共振掃描（T1WI、T2WI、FLAIR和增強(qiáng)掃描）、PWI灌注掃描、MRS掃描、SWI掃描及DWI掃描。分別測(cè)定計(jì)算腫瘤區(qū)最長(zhǎng)徑(TLD)、水腫區(qū)最長(zhǎng)徑(ELD)、強(qiáng)化與T2范圍比例(CTE/T2)、最大血容灌注值(CBVmax)、膽堿復(fù)合物/肌酐(choline/creatinine， Cho/Cr)、膽堿復(fù)合物/N-乙酰天冬氨酸(choline

4、/n-acetylapartate，Cho/NAA)、N-乙酰天冬氨酸/肌酐(n-acetylapartate/creatinine，NAA/Cr)、表觀彌散系數(shù)（Apparent diffusion coefficient，ADC）值及對(duì)側(cè)正常腦白質(zhì)病變區(qū)CBV值和ADC值，并依據(jù)ITSS分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)SWI圖像中腫瘤區(qū)微出血情況進(jìn)行分級(jí)。
　　3.病理組織學(xué)分析及指標(biāo)測(cè)定
　　60例GBM患者及10例對(duì)照組石蠟標(biāo)本制備，切片

5、中包含腫瘤組織不少于25％，每個(gè)切片層厚均為5um。分別進(jìn)行P53、IDH、EGFR、PTEN和NEFL免疫組織化學(xué)染色，兩名資深病理科醫(yī)師采用雙盲法閱片。光鏡下隨機(jī)觀察8個(gè)高倍視野，記錄視野中陽(yáng)性細(xì)胞百分率，根據(jù)陽(yáng)性細(xì)胞率按下述標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分級(jí)及評(píng)分:(1)陰性（-），隨機(jī)視野中無(wú)陽(yáng)性細(xì)胞，記為0分;(2)弱陽(yáng)性(+)，陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)少于25％，記為1分;(3)中等陽(yáng)性(++)，陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)25％-50％，記為2分;(4)強(qiáng)陽(yáng)性(+++)，陽(yáng)性

6、細(xì)胞數(shù)大于50％，記為3分。瘤細(xì)胞染色程度分為:0級(jí)，無(wú)染色;1級(jí)，外觀輕度變黃;2級(jí)，呈棕黃色;3級(jí)，呈棕色。染色指數(shù)計(jì)算為染色程度×瘤細(xì)胞陽(yáng)性比率。免疫染色的程度結(jié)合陽(yáng)性染色瘤細(xì)胞數(shù)目和染色程度綜合判斷，高表達(dá)組定義為染色指數(shù)＞4，低表達(dá)組定義為染色指數(shù)≤4。
　　4.數(shù)據(jù)分析
　　采用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件，采用pearson相關(guān)分析法比較各分子的陽(yáng)性表達(dá)率和各影像學(xué)指標(biāo)數(shù)值間的相關(guān)性，由于影像學(xué)數(shù)據(jù)為非正態(tài)分布，低

7、表達(dá)組和高表達(dá)組之間用非參數(shù)t檢驗(yàn)比較其組間差異。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。繪制受試者工作特征(ROC)曲線，尋找最佳診斷界值，評(píng)價(jià)敏感性和特異性。
　　結(jié)果：
　　1.膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的特征分子組織病理學(xué)表現(xiàn)
　　突變型p53陽(yáng)性定位于腫瘤細(xì)胞核，呈棕黃或棕黑色;EGFR、IDH1、PTEN、NEFL陽(yáng)性定位于腫瘤細(xì)胞質(zhì)，以胞質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)棕黃色為準(zhǔn)。60例膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中，PTEN的陽(yáng)性表達(dá)率最高，為80％，強(qiáng)陽(yáng)性率也

8、最高，為51％，中等陽(yáng)性率22％，弱陽(yáng)性率7％。EGFR的陽(yáng)性表達(dá)率其次，為77％，弱陽(yáng)性率13％，中等陽(yáng)性率42％，強(qiáng)陽(yáng)性率22％。 NEFL的陽(yáng)性表達(dá)率為63％，弱陽(yáng)性率35％，中等陽(yáng)性率13％，強(qiáng)陽(yáng)性15％。P53的陽(yáng)性表達(dá)率為52％，弱陽(yáng)性率為32％，中等陽(yáng)性為15％，強(qiáng)陽(yáng)性為5％。5個(gè)分子指標(biāo)中，IDH-1陽(yáng)性表達(dá)率最低，為33％，弱陽(yáng)性率為22％，中等陽(yáng)性為10％，強(qiáng)陽(yáng)性為1％，60名患者中只有1例為強(qiáng)陽(yáng)性表達(dá)。
　　

9、2.常規(guī)MRI與特征分子表達(dá)的相關(guān)性
　　本研究在常規(guī)MRI中擬定三個(gè)指標(biāo)，分別為:腫瘤區(qū)最長(zhǎng)徑(TLD)、水腫區(qū)最長(zhǎng)徑(ELD)、強(qiáng)化與T2范圍比例(CTE/T2)。TLD與EGFR表達(dá)成顯著正相關(guān)(r=0.796)，與PTEN的表達(dá)呈正相關(guān)(r=0.533)，與IDH-1表達(dá)呈負(fù)相關(guān)(r=-0.672)，余無(wú)顯著相關(guān)性。另外，CTE/T2除了與EGFR呈正相關(guān)(r=0.622)、IDH-1呈負(fù)相關(guān)(r=-0.493)外，與PT

10、EN的表達(dá)亦呈正相關(guān)(r=0.638)。本研究中，ELD與5個(gè)特征分子的表達(dá)均無(wú)顯著相關(guān)性。
　　3.功能代謝MRI與特征分子表達(dá)的相關(guān)性
　　3.1 DSC與特征分子表達(dá)的相關(guān)性
　　DSC中最常用指標(biāo)為CBV，本研究中取腫瘤實(shí)性區(qū)域最大CBV平均值與對(duì)側(cè)正常腦白質(zhì)區(qū)的最大CBV平均值的比值，即rCBVmax作為影像評(píng)價(jià)指標(biāo)。5個(gè)特征分子中，rCBVmax與EGFR、PTEN呈正相關(guān)(r=0.624、r=0.563)

11、，與IDH-1呈顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.505），余無(wú)顯著相關(guān)性。
　　3.2 DWI與特征分子表達(dá)的相關(guān)性
　　本研究中為了排除個(gè)體差異，選取rADC（腫瘤實(shí)性區(qū)域的ADC均值與對(duì)側(cè)正常腦白質(zhì)ADC均值的比值）作為影像學(xué)指標(biāo)，分析發(fā)現(xiàn)rADC與5個(gè)特征分子均無(wú)明顯相關(guān)性。
　　3.3 SWI與特征分子表達(dá)的相關(guān)性
　　通過(guò)ITSS分析，將腫瘤區(qū)的微小出血灶進(jìn)行強(qiáng)度分級(jí)，結(jié)果顯示ITSS分級(jí)與5個(gè)特征分子也無(wú)顯著相

12、關(guān)性。
　　3.4 MRS與特征分子表達(dá)的相關(guān)性
　　選取Cho/Cr、NAA/Cr及Cho/NAA作為MRS的影像學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)。結(jié)果顯示，MRS只與NEFL分子的表達(dá)存在相關(guān)性，與其它4個(gè)分子均無(wú)顯著相關(guān)。Cho/Cr只與NEFL呈負(fù)相關(guān)（r=-0.403）;Cho/NAA與NEFL呈負(fù)相關(guān)(r=-0.656)，而NAA/Cr與5個(gè)特征分子均無(wú)顯著相關(guān)性。
　　4.MRI評(píng)價(jià)GBM特征分子的敏感性和特異性
　　4

13、.1 rCBVmax評(píng)價(jià)GBM特征分子的敏感性和特異性
　　rCBVmax分別取臨界值5.08、10.39和4.08時(shí)，其鑒別EGFR、IDH-1和PTEN陽(yáng)陰性表達(dá)的敏感度為100％、15.4％和100％，特異度為23.1％、89.4％和10.7％，曲線下面積為0.405，0.336，0.228。
　　4.2 CTE/T2評(píng)價(jià)GBM特征分子的敏感性和特異性
　　CTE/T2分別取臨界值0.77、0.615和0.885

14、時(shí)，其鑒別EGFR、IDH-1和PTEN陽(yáng)陰性表達(dá)的敏感度為87.5％、95％和50％，特異度為56％、65％和73％，曲線下面積為0.726，0.849和0.413。
　　4.3 TLD評(píng)價(jià)GBM特征分子的敏感性和特異性
　　TLD分別取臨界值53.25mm、85.45mm和57.05mm時(shí)，其鑒別EGFR、PTEN和IDH-1表達(dá)的敏感度為87.5％、95.0％和97.5％，特異度為21.0％、99％和60.0％，曲線下

15、面積為0.535，0.647和0.879。
　　4.4 Cho/NAA評(píng)價(jià)GBM特征分子的敏感性和特異性
　　Cho/NAA截止值為2.09時(shí)，曲線下面積為0.411，其預(yù)測(cè)NEFL表達(dá)的敏感性為90.5％，特異性為28.2％。
　　4.5 Cho/Cr評(píng)價(jià)GBM特征分子的敏感性和特異性
　　Cho/Cr截止值為2.99時(shí)，曲線下面積為0.484，其預(yù)測(cè)NEFL表達(dá)的敏感性為61.9％，特異性為41.0％，準(zhǔn)確性

16、為75.6％。
　　結(jié)論：
　　1.膠質(zhì)母細(xì)胞瘤PTEN的陽(yáng)性表達(dá)率最高，強(qiáng)陽(yáng)性率也顯示最高，EGFR和NEFL次之，5個(gè)分子指標(biāo)中，IDH-1陽(yáng)性表達(dá)率及強(qiáng)陽(yáng)率最低。
　　2.常規(guī)MRI與GBM的特征分子表達(dá)有一定的相關(guān)性，CTE/T2、TLD與EGFR、PTEN和IDH-1均有顯著相關(guān)性。常規(guī)MRI在一定程度上能夠反映GBM特征分子的表達(dá)，對(duì)腫瘤的分子分級(jí)和預(yù)后判斷有一定幫助。
　　3.功能代謝MRI揭示GB

17、M腫瘤內(nèi)部的生理代謝和血流灌注的差異，rCBVmax與EGFR、PTEN呈正相關(guān)，與IDH-1呈顯著負(fù)相關(guān)， Cho/Cr、Cho/NAA僅與NEFL表達(dá)呈顯著負(fù)相關(guān)，ADC和ITSS與特征分子均無(wú)顯著相關(guān)性。DSC、MRS與GBM特征分子表達(dá)的相關(guān)性較大，可通過(guò)功能MRI的相關(guān)參數(shù)初步推測(cè)出特征分子的表達(dá)情況，對(duì)臨床靶向治療有較好的臨床參考價(jià)值。
　　GBM磁共振表現(xiàn)與其特征分子表達(dá)有較強(qiáng)的相關(guān)性，有望為臨床治療方案的選擇及預(yù)后