磁共振直腸癌BOLD成像與腫瘤血管生成及侵襲性的相關(guān)性研究.pdf

1、目的：
　　 結(jié)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)MR掃描具有良好的軟組織分辨率，能多方位、多平面成像，可以較好的顯示直腸癌的腫瘤形態(tài)，可以判斷對(duì)直腸周圍的侵犯情況及有否轉(zhuǎn)移，但不能評(píng)價(jià)器官功能的改變以及病灶內(nèi)氧代謝水平的情況。磁共振血氧水平依賴成像(BOLD)成像的作用不同于常規(guī)MR掃描，通過T2*和R2*的變化，可以對(duì)病灶的氧代謝情況做出定量、半定量的分析，由此反映腫瘤

2、的氧代謝水平，幫助判斷放化療敏感性，從病變形態(tài)學(xué)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(yù)測和評(píng)價(jià)方面均可發(fā)揮作用。隨著MR技術(shù)的發(fā)展，使得BOLD成像更快捷，時(shí)間分辨率更高，BOLD成像技術(shù)已廣泛應(yīng)用于頭部，在腹部多用于腎臟，本研究在國內(nèi)初次將其應(yīng)用于直腸癌。
　　 惡性腫瘤的生長、轉(zhuǎn)移和播散離不開自身血供的建立，這個(gè)過程的建立與微血管密度增加有關(guān)，侵襲、轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤最重要也是最本質(zhì)的生物學(xué)特征，

3、是惡性腫瘤患者死亡的主要原因，直腸癌也不例外，基質(zhì)金屬蛋白酶2(matrix metalloproteinases-2，MMP-2)可通過對(duì)細(xì)胞外基質(zhì)降解，促進(jìn)癌細(xì)胞對(duì)周圍組織浸潤和轉(zhuǎn)移的發(fā)生，在腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移過程中起關(guān)鍵作用。本實(shí)驗(yàn)就結(jié)直腸癌BOLD MRI成像參數(shù)R2*與MMP-2和MVD計(jì)數(shù)相互間的相關(guān)性進(jìn)行研究，從而為應(yīng)用BOLD成像預(yù)測直腸癌血管生成及其侵襲轉(zhuǎn)移能力提供依據(jù)。
　　 材料與方法
　　 1、臨床資

4、料
　　 2009年6月～2009年12月在中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院就診，臨床診斷直腸癌的63例患者行磁共振平掃及BOLD成像。術(shù)前患者均未進(jìn)行放化療，在檢查后2周內(nèi)經(jīng)手術(shù)證實(shí)為直腸腺癌，將獲取了腫瘤大體標(biāo)本及完整病理報(bào)告的51例納入本研究。男性29例，女性22例。年齡35～83歲，平均60.7±10.4歲。腫瘤位于直腸上段12例，直腸中段23例、直腸下段16例。51例直腸腺癌中高分化12例，中分化31例，低分化8例。臨床病理分

5、期采用Dukes分期法，標(biāo)準(zhǔn)為：A期：癌腫侵犯粘膜或粘膜下層、淺肌層、深肌層；B期：侵犯直腸壁外；C期：淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移；D期：遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移或腹膜轉(zhuǎn)移。本組51例中A期6例，B期15例，C期23例，D期7例。
　　 2、BOLD成像掃描方法、圖像后處理及分析
　　 (1)BOLD成像掃描方法
　　 檢查前6小時(shí)禁食，確保腸道清潔。檢查前40min口服鹽酸消旋山莨菪堿(Raceanisodamine Hydrochlorid

6、e Injection，10mg/ml，山西雙鶴藥業(yè))20mg，部分充盈膀胱。掃描時(shí)自由呼吸，無需屏氣。所用機(jī)型為GE SignaHDx 3.0T磁共振掃描儀，8通道相控陣列表面線圈。
　　 患者仰臥于檢查床上，直腸內(nèi)灌注溫水200～600ml(視患者耐受情況而定)，先行盆部MR平掃，包括軸位、冠狀位及矢狀位T2WI及軸位T1WI。平掃后，選擇病變最大層面做靶層面進(jìn)行BOLD軸位及冠狀位或矢狀位掃描，各掃描兩層，得到48幅圖像。

7、具體掃描參數(shù)見表1。
　　 表1，T2WI、T1WI及BOLD具體掃描技術(shù)參數(shù)名稱
　　 (2)后處理及分析
　　 將BOLD圖像傳送到GE公司的AW4.4圖像后處理工作站，采用預(yù)裝的R2STAR軟件自動(dòng)生成BOLD圖像，首先評(píng)價(jià)BOLD圖像質(zhì)量級(jí)別，以周圍脂肪信號(hào)強(qiáng)度作為背景噪聲，計(jì)算圖像的信噪比，并對(duì)BOLD圖像獲得病灶的R2*值，計(jì)算觀察者間及觀察者內(nèi)差異。ROI區(qū)域要選擇明確的病灶實(shí)性部分，多點(diǎn)采集取平均

8、值。
　　 3、病理標(biāo)本處理及免疫組織化學(xué)方法
　　 病理學(xué)切片制備、染色及讀片結(jié)果均在病理科老師指導(dǎo)下完成。
　　 (1)切片制作
　　 對(duì)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(xué)實(shí)驗(yàn)方法
　　 免疫組織化學(xué)方法采用過氧化物酶標(biāo)記的鏈霉素卵白素法(SP)染色。CD34、MMP-2單克隆抗體及S

9、P免疫組化試劑盒均購于北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司。已知的陽性直腸癌切片作為陽性對(duì)照，陰性對(duì)照用PBS緩沖液代替一抗染色。
　　 (3)免疫組織化學(xué)結(jié)果判斷
　　 微血管密度(microvascular density，MVD)計(jì)數(shù)：MVD定義為單位面積組織切片內(nèi)CD34染色陽性的微血管細(xì)胞數(shù)。腫瘤內(nèi)孤立的棕黃色血管內(nèi)皮細(xì)胞或細(xì)胞簇代表1條單獨(dú)的微血管。先在低倍鏡下(100×)瀏覽全片，找出微血管密度大的“熱點(diǎn)”(hot

10、 spot)，換高倍鏡(200×)，每張切片記錄5個(gè)“熱點(diǎn)”，取其平均數(shù)作為該病例的MVD。
　　 MMP-2判定標(biāo)準(zhǔn)：陽性主要表現(xiàn)為顯微鏡下腫瘤細(xì)胞胞質(zhì)、血管內(nèi)皮、間質(zhì)中出現(xiàn)棕、黃色顆?；驁F(tuán)塊。判定標(biāo)準(zhǔn)：先用低倍鏡(40×)全面觀察切面，選定待測組織MMP-2染色最強(qiáng)處，然后在200倍鏡下計(jì)數(shù)100個(gè)細(xì)胞，陽性染色細(xì)胞<10％為陰性(-)；10～25％為弱陽性(+)；26～50％為陽性(++)；>50％為強(qiáng)陽性(+++)。

11、r>　　 4、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理
　　 所有數(shù)據(jù)用SPSS 13.0及Medcalc統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件包及分析處理。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。對(duì)于正態(tài)分布、方差齊性的計(jì)量資料，兩組間比較采用t檢驗(yàn)法或配對(duì)t檢驗(yàn)法，多組間比較采用單因素方差分析的方法。對(duì)于偏態(tài)分布的計(jì)量資料或等級(jí)資料，采用非參數(shù)檢驗(yàn)。參數(shù)間相關(guān)分析采用Pearson法或Spearman秩相關(guān)分析。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　 結(jié)果：
　　 1、本研

12、究所獲BOLD圖像可以觀察腫瘤形態(tài)，結(jié)合平掃圖像確定病灶范圍，圖像信噪比(SNR)為25.37±3.41；經(jīng)質(zhì)量評(píng)分，圖像均達(dá)到測量要求；BOLD圖像及R2*與BOLD合成圖可以測量腫瘤的R2*值。
　　 2、直腸癌BOLD成像的R2*和T2*在一定范圍內(nèi)波動(dòng)。51例直腸癌R2*的波動(dòng)范圍為19.16～43.07Hz，平均值26.23±5.28 Hz；T2*的波動(dòng)范圍為24.98～52.81ms，平均值40.52±6.72ms。

13、
　　 3、BOLD圖像R2*值與MVD計(jì)數(shù)和MMP-2表達(dá)間的相關(guān)性分析：MVD在MMP-2表達(dá)陽性組與MMP-2表達(dá)陰性組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)R2*值在DukesA期較其他期別低(P<0.05)，在病理分化程度及淋巴結(jié)有無轉(zhuǎn)移組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)R2*值與MVD計(jì)數(shù)呈正相關(guān)(P<0.05)；腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)R2*值在各MMP-2表達(dá)強(qiáng)度組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　 結(jié)論：