結直腸癌CT灌注成像與腫瘤血管生成及侵襲轉移的相關性研究.pdf

1、結直腸癌是人類常見惡性腫瘤之一，居惡性腫瘤死亡原因的第二位，近年來發(fā)病率呈明顯上升趨勢。常規(guī)CT掃描具有良好的空間分辨率和密度分辨率，尤其是MSCT的應用，靈活運用多平面成像(MPR)可以較好的顯示結直腸癌的腫瘤形態(tài)，可以判斷對結直腸周圍的侵犯情況及有否轉移，但不能評價器官功能的改變。CT灌注成像的作用不同于常規(guī)CT掃描，可以評價器官、組織的血供情況及血流動力學的狀態(tài)，并能對灌注過程做出定量及半定量的分析，由此反映腫瘤的惡性程度、預后及

2、復發(fā)情況，從病變形態(tài)學的觀察過度到微觀的代謝和功能狀態(tài)分析，在病變的診斷、臨床分期及療效的預測和評價方面均可發(fā)揮作用。隨著多層螺旋CT的應用，使得灌注成像更快捷，時間分辨率更高，CT灌注技術已經(jīng)被廣泛運用于腹部臟器。 侵襲、轉移是惡性腫瘤最重要也是最本質的生物學特征，是惡性腫瘤患者死亡的主要原因，結直腸癌也不例外。惡性腫瘤的生長、轉移和播散離不開自身血供的建立，這個過程的建立與血管生成因子(如血管內皮細胞生長因子，vascula

3、r endothelial growth factor，VEGF)釋放增加及隨之而來的微血管密度增加有關，而基質金屬蛋白酶2(matrix metalloproteinases—2，MMP—2)可通過對細胞外基質降解，促進癌細胞對周圍組織浸潤和轉移的發(fā)生，在腫瘤侵襲和轉移過程中起關鍵作用。本實驗就結直腸癌CT灌注成像參數(shù)與MMP—2和VEGF表達情況及MVD計數(shù)相互間的相關性進行研究，從而為應用CT灌注成像預測結直腸癌侵襲轉移能力提供依

4、據(jù)。 材料與方法： 1、臨床資料 2008年6月～2008年12月在中國醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院就診，臨床診斷結直腸癌的61例患者行多層螺旋CT結直腸灌注成像。其中在檢查后2周內經(jīng)手術證實為結直腸癌，并且獲取了腫瘤大體標本及完整病理報告的41例納入本研究。男性30例，女性11例。年齡36～81歲，平均62.05±12.13歲。腫瘤位于直腸20例，直腸、乙狀結腸交界處4例，乙狀結腸4例，降結腸3例，橫結腸3例，盲升結腸

5、7例。41例均為腺癌，其中高分化4例，中分化34例，低分化3例。臨床病理分期采用Dukes分期法，標準為：A期：癌腫侵犯粘膜或粘膜下層、淺肌層、深肌層；B期：侵犯漿膜層、漿膜外；C期：淋巴結轉移；D期：遠處轉移或腹膜轉移。本組41例中A期7例，B期19例，C期10例，D期5例。 2、CT灌注掃描方法、圖像后處理及分析 (1) CT灌注掃描方法 確認被檢查者CT掃描前一周之內未做過消化道造影，檢查前6小時禁食，確保

6、腸道清潔。掃描前對患者進行呼吸訓練，用腹帶固定。檢查前60～90min口服1％泛影葡胺500ml充盈消化道并囑患者充盈膀胱，直腸內充氣50～100ml。檢查者仰臥于檢查床上，先行腹盆部CT平掃。平掃后，選擇病變最大層面做為靶層面進行灌注掃描。選用18G靜脈留置針經(jīng)肘前靜脈注入造影劑歐乃派克(劑量50ml，注射速率6ml/s)后，延遲10秒后啟動灌注掃描模式，持續(xù)時間50s，管電壓120kv，管電流50mAs，層厚7～10mm，得到200

7、幅圖像。灌注掃描結束后，即刻經(jīng)高壓注射器繼續(xù)注入50ml歐乃派克，速度3ml/s，再行腹部常規(guī)增強掃描，延遲時間分別為30s及70s，作為診斷圖像。 (2) CT灌注圖像后處理及分析 將CT灌注圖像傳送到Siemens圖像后處理工作站，采用預裝的Body Perfusion軟件處理數(shù)據(jù)。西門子公司的CT灌注后處理軟件采用的是非去卷積算法。經(jīng)圖像后處理獲得病灶、靶動脈的時間密度曲線(time—density curve，T

8、DC)，通過TDC可計算出血流量(blood flow，BF)、血容量(blood volume，BV)、灌注起始時間(time to start，TTS)、灌注峰值時間(time to peak，TTP)、血管表面通透性(permeability surface，PS)和Patlak血容量(Patlak blood volume，PBV)等參數(shù)，同時得到BF、BV、TTS、TTP、PS、PBV偽彩圖。ROI區(qū)域要選擇明確的實性部分，多

9、點采集取平均值。依結直腸癌病變水平高低的不同，流入動脈ROI取腹主動脈、髂外動脈(或股動脈)軸位圖像的中心區(qū)域。 3、病理標本處理及免疫組織化學方法 病理學切片制備、染色及讀片結果均在病理科老師指導下完成。 (1)切片制作 對所選病例的石蠟包埋組織行連續(xù)切片，切片厚4μm，連續(xù)切片4張，第一張切片行HE染色，其余3張用于免疫組化染色。 (2)免疫組織化學實驗方法 免疫組織化學方法采用過氧化

10、物酶標記的鏈霉素卵白素法(SP)染色。CD34、VEGF、MMP—2單克隆抗體及SP免疫組化試劑盒均購于北京中杉金橋生物技術有限公司。已知的陽性結直腸癌切片作為陽性對照，陰性對照用PBS緩沖液代替一抗染色。 (3)免疫組織化學結果判斷 微血管密度(microvascular density，MVD)計數(shù)：MVD定義為單位面積組織切片內CD34染色陽性的微血管細胞數(shù)。腫瘤內孤立的棕黃色血管內皮細胞或細胞簇代表1條單獨的微血

11、管。先在低倍鏡下(100×)瀏覽全片，找出微血管密度大的“熱點”(hot spot)，換高倍鏡(200×)，每張切片記錄5個“熱點”，取其平均數(shù)作為該病例的MVD。 VEGF判定標準：以胞漿或胞膜呈均一棕黃色著色的細胞為陽性，無著色的細胞為陰性。判定標準參照Park等的方法：先用低倍鏡(40×)全面觀察切面，選定待測組織VEGF染色最強處，然后在200倍鏡下計數(shù)100個細胞，陽性染色細胞<5％為陰性(—)；5～15％為弱陽性(

12、+)；16～50％為陽性(++)；>50％為強陽性(+++)。 MMP—2判定標準：陽性主要表現(xiàn)為顯微鏡下腫瘤細胞胞質、血管內皮、間質中出現(xiàn)棕、黃色顆?；驁F塊。判定標準：先用低倍鏡(40×)全面觀察切面，選定待測組織MMP—2染色最強處，然后在200倍鏡下計數(shù)100個細胞，陽性染色細胞<5％為陰性(—)；5～15％為弱陽性(+)；16～50％為陽性(++)；>50％為強陽性(+++)。 4、統(tǒng)計學處理 所有數(shù)據(jù)

13、用SPSS13.0統(tǒng)計學軟件包做分析處理。計量資料以均數(shù)±標準差表示，對于正態(tài)分布、方差齊性的計量資料，兩組間比較采用t檢驗法或配對t檢驗法，多組間比較采用單因素方差分析的方法。對于偏態(tài)分布的計量資料或等級資料，采用非參數(shù)檢驗。參數(shù)間相關分析采用Pearson法或Spearman秩相關分析。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。 結果： 1、本研究獲得結直腸癌病灶、靶動脈的時間密度曲線，及一組完整的MIP圖和彩色編碼圖包括B

14、F、BV、TTS、TTP、PS、PBV圖的資料和CT灌注參數(shù)值。MIP圖可以觀察腫瘤增強情況，類似于傳統(tǒng)的增強掃描；而灌注圖紅色、黃色區(qū)域代表腫瘤內部血流灌注豐富的區(qū)域，綠色代表中度灌注區(qū)域，藍色代表血流平乏的低灌注區(qū)域，因而彩色編碼圖可直接顯示腫瘤內部的血流灌注狀態(tài)(圖1—8)。 2、結直腸癌CT灌注參數(shù)的平均值 41例結直腸癌的BF值為(65.65±27.37 ml/100ml/min)，BV值為[85.11±37.

15、14(1/1000)]，TTS值為[26.91±13.98(1/10s)]，TTP值為[97.70～288.50(1/10s)]，PS值為[16.50～174.60(0.5ml/100ml/min)]，PBV值為[17.10～291.10(1/1000)]。 3、CT灌注參數(shù)值與MVD計數(shù)，VEGF和MMP—2表達間的相關性分析 Pearson相關分析及Spearman秩相關分析表明：腫瘤實質區(qū)CT灌注參數(shù)BF、BV、

16、PS與VEGF表達呈正相關(P<0.05)；腫瘤實質區(qū)CT灌注參數(shù)BF、BV、PS與MVD計數(shù)呈正相關(P<0.05)；MVD計數(shù)與VEGF表達亦呈正相關(P<0.05)；腫瘤實質區(qū)PS值與MMP—2表達呈正相關(P<0.05)。 結論： 1、BF、BV值在漿膜浸潤組高于無漿膜浸潤組，肝轉移組的BF、BV值高于無肝轉移組(P值<0.05)。PS值在漿膜浸潤、肝轉移、淋巴結轉移各組中均高于無漿膜浸潤、無肝轉移、無淋巴結轉移

17、組(P值<0.05)。 2、CT灌注成像某些參數(shù)可以反映血流灌注特點，這為進一步研究腫瘤微血管，找出腫瘤灌注參數(shù)與免疫組化指標間VEGF、MMP—2間的相關性，評價腫瘤侵襲轉移能力奠定基礎。 3、腫瘤實質區(qū)CT灌注參數(shù)BF、BV和PS值與VEGF表達呈正相關，腫瘤實質區(qū)CT灌注參數(shù)BF、BV和PS與MVD表達呈正相關，MVD表達與VEGF表達亦呈正相關。CT灌注成像參數(shù)PS與MMP—2的表達顯著相關。 4、CT灌