結(jié)直腸癌CT灌注成像與腫瘤血管生成及侵襲轉(zhuǎn)移的相關(guān)性研究.pdf

1、結(jié)直腸癌是人類常見(jiàn)惡性腫瘤之一，居惡性腫瘤死亡原因的第二位，近年來(lái)發(fā)病率呈明顯上升趨勢(shì)。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(yīng)用，靈活運(yùn)用多平面成像(MPR)可以較好的顯示結(jié)直腸癌的腫瘤形態(tài)，可以判斷對(duì)結(jié)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。CT灌注成像的作用不同于常規(guī)CT掃描，可以評(píng)價(jià)器官、組織的血供情況及血流動(dòng)力學(xué)的狀態(tài)，并能對(duì)灌注過(guò)程做出定量及半定量的分析，由此反映腫瘤的惡性程度、預(yù)后及

2、復(fù)發(fā)情況，從病變形態(tài)學(xué)的觀察過(guò)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(cè)和評(píng)價(jià)方面均可發(fā)揮作用。隨著多層螺旋CT的應(yīng)用，使得灌注成像更快捷，時(shí)間分辨率更高，CT灌注技術(shù)已經(jīng)被廣泛運(yùn)用于腹部臟器。 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，是惡性腫瘤患者死亡的主要原因，結(jié)直腸癌也不例外。惡性腫瘤的生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移和播散離不開(kāi)自身血供的建立，這個(gè)過(guò)程的建立與血管生成因子(如血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子，vascula

3、r endothelial growth factor，VEGF)釋放增加及隨之而來(lái)的微血管密度增加有關(guān)，而基質(zhì)金屬蛋白酶2(matrix metalloproteinases—2，MMP—2)可通過(guò)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(rùn)和轉(zhuǎn)移的發(fā)生，在腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移過(guò)程中起關(guān)鍵作用。本實(shí)驗(yàn)就結(jié)直腸癌CT灌注成像參數(shù)與MMP—2和VEGF表達(dá)情況及MVD計(jì)數(shù)相互間的相關(guān)性進(jìn)行研究，從而為應(yīng)用CT灌注成像預(yù)測(cè)結(jié)直腸癌侵襲轉(zhuǎn)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(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院就診，臨床診斷結(jié)直腸癌的61例患者行多層螺旋CT結(jié)直腸灌注成像。其中在檢查后2周內(nèi)經(jīng)手術(shù)證實(shí)為結(jié)直腸癌，并且獲取了腫瘤大體標(biāo)本及完整病理報(bào)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(jié)腸交界處4例，乙狀結(jié)腸4例，降結(jié)腸3例，橫結(jié)腸3例，盲升結(jié)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(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：侵犯漿膜層、漿膜外；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(rèn)被檢查者CT掃描前一周之內(nèi)未做過(guò)消化道造影，檢查前6小時(shí)禁食，確保

6、腸道清潔。掃描前對(duì)患者進(jìn)行呼吸訓(xùn)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(nèi)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(jìn)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(dòng)灌注掃描模式，持續(xù)時(shí)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(jié)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(qiáng)掃描，延遲時(shí)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(yù)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(dòng)脈的時(shí)間密度曲線(time—density curve，T

8、DC)，通過(guò)TDC可計(jì)算出血流量(blood flow，BF)、血容量(blood volume，BV)、灌注起始時(shí)間(time to start，TTS)、灌注峰值時(shí)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(shí)得到BF、BV、TTS、TTP、PS、PBV偽彩圖。ROI區(qū)域要選擇明確的實(shí)性部分，多

9、點(diǎn)采集取平均值。依結(jié)直腸癌病變水平高低的不同，流入動(dòng)脈ROI取腹主動(dòng)脈、髂外動(dòng)脈(或股動(dòng)脈)軸位圖像的中心區(qū)域。 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(guò)氧化

10、物酶標(biāo)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(gòu)于北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司。已知的陽(yáng)性結(jié)直腸癌切片作為陽(yáng)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(yáng)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

11、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 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。 VEGF判定標(biāo)準(zhǔn)：以胞漿或胞膜呈均一棕黃色著色的細(xì)胞為陽(yáng)性，無(wú)著色的細(xì)胞為陰性。判定標(biāo)準(zhǔn)參照Park等的方法：先用低倍鏡(40×)全面觀察切面，選定待測(cè)組織VEGF染色最強(qiáng)處，然后在200倍鏡下計(jì)數(shù)100個(gè)細(xì)胞，陽(yáng)性染色細(xì)胞<5％為陰性(—)；5～15％為弱陽(yáng)性(

12、+)；16～50％為陽(yáng)性(++)；>50％為強(qiáng)陽(yáng)性(+++)。 MMP—2判定標(biāo)準(zhǔn)：陽(yáng)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(cè)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(yáng)性染色細(xì)胞<5％為陰性(—)；5～15％為弱陽(yáng)性(+)；16～50％為陽(yáng)性(++)；>50％為強(qiáng)陽(yáng)性(+++)。 4、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 所有數(shù)據(jù)

13、用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件包做分析處理。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、本研究獲得結(jié)直腸癌病灶、靶動(dòng)脈的時(shí)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(qiáng)情況，類似于傳統(tǒng)的增強(qiáng)掃描；而灌注圖紅色、黃色區(qū)域代表腫瘤內(nèi)部血流灌注豐富的區(qū)域，綠色代表中度灌注區(qū)域，藍(lán)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(nèi)部的血流灌注狀態(tài)(圖1—8)。 2、結(jié)直腸癌CT灌注參數(shù)的平均值 41例結(jié)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(jì)數(shù)，VEGF和MMP—2表達(dá)間的相關(guān)性分析 Pearson相關(guān)分析及Spearman秩相關(guān)分析表明：腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)CT灌注參數(shù)BF、BV、

16、PS與VEGF表達(dá)呈正相關(guān)(P<0.05)；腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)CT灌注參數(shù)BF、BV、PS與MVD計(jì)數(shù)呈正相關(guān)(P<0.05)；MVD計(jì)數(shù)與VEGF表達(dá)亦呈正相關(guān)(P<0.05)；腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)PS值與MMP—2表達(dá)呈正相關(guān)(P<0.05)。 結(jié)論： 1、BF、BV值在漿膜浸潤(rùn)組高于無(wú)漿膜浸潤(rùn)組，肝轉(zhuǎn)移組的BF、BV值高于無(wú)肝轉(zhuǎn)移組(P值<0.05)。PS值在漿膜浸潤(rùn)、肝轉(zhuǎn)移、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移各組中均高于無(wú)漿膜浸潤(rùn)、無(wú)肝轉(zhuǎn)移、無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)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(diǎn)，這為進(jìn)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(biāo)間VEGF、MMP—2間的相關(guān)性，評(píng)價(jià)腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移能力奠定基礎(chǔ)。 3、腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)CT灌注參數(shù)BF、BV和PS值與VEGF表達(dá)呈正相關(guān)，腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)CT灌注參數(shù)BF、BV和PS與MVD表達(dá)呈正相關(guān)，MVD表達(dá)與VEGF表達(dá)亦呈正相關(guān)。CT灌注成像參數(shù)PS與MMP—2的表達(dá)顯著相關(guān)。 4、CT灌