MRS診斷前列腺癌準確率與病理切片Gleason評分的相關(guān)性研究

程紫珺，趙 陽，白 玫，韓 悅，李辛子

（天津醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院放射科，天津 300211）

MR波譜（MRS）是目前公認的最具潛力的無創(chuàng)性前列腺癌（Prostate cancer，PCa）檢查方法之一[1-2]。Gleason評分與PCa的生物學(xué)特性密切相關(guān)，是臨床上判斷PCa預(yù)后的重要指標[3]。筆者旨在通過PCa根治術(shù)前MRS診斷結(jié)果與術(shù)后病理結(jié)果的同區(qū)對照，初步探討MRS診斷PCa的準確率及其與Glea-son評分間的關(guān)系。

1 資料與方法

1.1 一般資料

我院2009年7月—2010年2月經(jīng)穿刺病理活檢證實為PCa，準備行PCa根治術(shù)的患者5例。年齡55～81歲，中位年齡73歲。所有的患者均于術(shù)前行3D-MRS檢查，術(shù)后行病理切片診斷。全部研究患者均知情同意，并自愿參加。

1.2 3D-MRS檢查

采用GE Signa 1.5T高場磁共振掃描儀行常規(guī)MRI和3D-MRS檢查。3D-MRS檢查前先以ATDTORSO為接收線圈行FSE軸位T2WI薄層無間隔掃描：TR/TE 3500/85 ms，回波鏈（ETL）19，NEX 4 次，矩陣 320×256，F(xiàn)OV 13～16cm，層厚 5mm，層距 0mm。所得圖像作為3D-MRS檢查的定位像以及后處理中的MRS疊加圖。而后以PROSE序列行3D-MRS檢查：TR/TE 1000/130 ms；FOV 13～17 cm；NEX 1次；Matrix 16×8×12，層厚 5 mm。 矩形興趣區(qū)平面內(nèi)的范圍和上下界盡量包含全部前列腺組織。軸位上興趣區(qū)邊緣加飽和帶以消除矩形興趣區(qū)內(nèi)前列腺周圍脂肪組織的影響，同時在矢狀定位像興趣區(qū)的前后部加飽和帶消除前列腺前方脂肪及后方直腸內(nèi)氣體的影響。采集MRS數(shù)據(jù)時常規(guī)進行自動預(yù)掃描，包括自動勻場和抑水，通常情況下要求線寬<15，方可進行MRS數(shù)據(jù)采集。根據(jù)實驗設(shè)計中對興趣層選取的需要，5例患者在應(yīng)用EDO線圈進行定位像掃描時，除純軸位像外，另需加掃小視野矢狀位，必要時加掃冠狀位T2WI，以明確前列腺的解剖位置。掃描結(jié)束后，由2名高年資的影像技術(shù)和診斷醫(yī)師共同比對，從3D-MRS圖像中選出每名患者前列腺最大橫徑所在層面，作為PCa根治術(shù)后標本取材的興趣層。

1.3 病理切片的制備及診斷

采用經(jīng)會陰PCa根治術(shù)，將前列腺完整切除，所得離體標本立即用甲醛固定10～36 h。徹底固定后，由2名病理醫(yī)師具體操作，在1名泌尿病理學(xué)專家和1名高年資的放射科醫(yī)師的指導(dǎo)下取材。取材時，參照軸、冠、矢狀位小視野T2WI尋找標本的解剖位置。以尿道和雙側(cè)精囊為標志點，前列腺尖部為基準，比對從3D-MRS圖像中選出的前列腺最大橫徑所在層面，取層厚約為5 mm的興趣層1層。取畢，依據(jù)前列腺波譜興趣區(qū)（ROI）各體素的劃分區(qū)域?qū)⒃搶臃譃?5～35份。每份前列腺標本塊按ROI內(nèi)體素的排列順序標號，經(jīng)脫水、包蠟、切塊后制成蠟塊（圖1）。用切片機于蠟塊上隨機取3片前列腺組織，各蠟塊所對應(yīng)的3片前列腺組織經(jīng)固定、脫蠟、HE染色、加光學(xué)樹脂膠后，制成1塊含3處前列腺組織的局部病理切片（圖2）。全部病理切片制備完畢后分別編號、儲存。由2名經(jīng)驗豐富的高年資病理醫(yī)師，對病理切片進行診斷，并確定每一有癌區(qū)域的Gleason評分。

1.4 數(shù)據(jù)的處理與統(tǒng)計學(xué)分析

在GE ADW4.2工作站上，運用Functool CSI軟件對全部患者的MRS數(shù)據(jù)進行處理。興趣區(qū)內(nèi)任何一個主要代謝產(chǎn)物波譜信噪比均>5，且未受水或脂肪信號污染的體素均作為數(shù)據(jù)采集的對象，自動處理并計算符合條件的所有體素的CC/C值。2名高年資的影像診斷醫(yī)師以之前所選的3D-MRS純軸位圖像的中心層面作為興趣層，根據(jù)國際公認的CC/C值>0.86即PCa的診斷標準[3]，統(tǒng)計癌區(qū)和非癌區(qū)的數(shù)目，并記錄CC/C值（圖3）。

本研究全部統(tǒng)計學(xué)分析均應(yīng)用SPSS 11.5軟件完成。對照相應(yīng)體素的病理診斷結(jié)果，運用Spearman相關(guān)分析評價CC/C值與Gleason評分間的關(guān)系。計算CC/C>0.86標準下，MRS診斷PCa的準確率，敏感性和特異性。根據(jù)Gleason評分的不同，對病理確診的PCa區(qū)進行分組，并統(tǒng)計不同Gleason評分下MRS對PCa診斷的準確率，就MRS診斷PCa的準確率與Gleason評分的關(guān)系進行Spearman相關(guān)分析，以P<0.05作為有無統(tǒng)計學(xué)意義的指標。

2 結(jié)果

2.1 PCa根治術(shù)后離體標本切片的病理診斷結(jié)果

5例PCa患者均未發(fā)生區(qū)域淋巴結(jié)及遠處轉(zhuǎn)移，其中 T1cN0M01例，T2bN0M02例，T2cN0M02例。共選取符合病理診斷要求的前列腺標本蠟塊90個，從中獲得病理樣本270個，制成病理切片90張，最終病理結(jié)果90個，病理診斷為PCa的區(qū)域70個，占全部檢查區(qū)域的77.8%；病理診斷無癌的區(qū)域20個，占全部檢查區(qū)域的22.2%。

2.2 PCa CC/C值與Gleason評分的關(guān)系

經(jīng)Spearman相關(guān)分析，PCa的CC/C值與Gleason評分呈正相關(guān)，結(jié)果具有統(tǒng)計學(xué)意義（r=0.746，P=0.000<0.01）（圖 4，表 1）。

2.3 CC/C值>0.86標準下，MRS對PCa診斷的可靠性研究

病理診斷PCa區(qū)70個，無癌區(qū)20個。MRS診斷PCa區(qū)65個，無癌區(qū)25個。將MRS診斷結(jié)果與相應(yīng)區(qū)域的病理診斷結(jié)果對照，其中有59個有癌區(qū)域，14個無癌區(qū)域診斷正確。CC/C>0.86標準下，MRS診斷PCa的準確率，靈敏性和特異性分別為81.1%，84.3%和 70.0%（表 2）。

圖1 以MRS為參照切取標本最大橫徑層后，按MRS體素標準將興趣層分割成15～35等份，根據(jù)體素的排列順序編號后行脫水處理，制備蠟塊。圖2 從每枚標本蠟塊中隨機切取前列腺組織制成病理切片，保證每一切片內(nèi)均含有3片不同位置的前列腺組織。圖3 前列腺3D-MRS圖像：將3D-MRS結(jié)果疊加于T2WI上，圖中各組數(shù)字反映了前列腺內(nèi)不同代謝產(chǎn)物的濃度變化。偽彩圖中呈紅色及黃色區(qū)域表示CC/C值升高較多的位置，根據(jù)圖中各體素的CC/C值結(jié)果，診斷該層內(nèi)MRS認為的前列腺癌區(qū)域。Figure 1.According to prostate 3D-MRS image,the widest cross section of the prostate specimen is selected and sliced.On the basis of MRS voxels,the interested layer of prostate is cut into 15～35 pieces equally.Each piece is numbered in agreement with the order of MRS voxels and embedded in wax after dewatering.Figure 2.Each pathologic section contains three slices of prostate tissue that were cut from a wax block of prostatic specimen randomly.Figure 3.The prostate 3D-MRS image:the 3D-MRS is superimposed on T2WI.The changes of different prostate metabolite concentrations are reflected by several groups of data in this image.The red or yellow areas of the pseudo-color map indicate the locations in which CC/C ratio rises.According to CC/C ratio of every MRS voxel,the PCa-affected regions are diagnosed.

表1 病理確診的前列腺癌區(qū)CC/C值與同區(qū)Gleason評分的相關(guān)性分析

2.4 CC/C值>0.86標準下MRS對PCa診斷準確率與Gleason評分的相關(guān)性研究

結(jié)果顯示Gleason評分為6分的共4個區(qū)域，7分的12個區(qū)域，8分的22個區(qū)域，9分的24個區(qū)域，10分的8個區(qū)域。以CC/C值>0.86作為MRS診斷PCa的標準，Gleason評分6分組中，MRS診斷PCa的準確率為50%；7分組中，MRS診斷準確率為53.8%；8分組中，MRS診斷準確率為 72%；9分及10分組中，MRS診斷的準確率均為100%。經(jīng)Spearman相關(guān)性分析，MRS診斷PCa的準確率與Gleason評分呈正相關(guān)關(guān)系，結(jié)果具有統(tǒng)計學(xué)意義（r=0.223，P=0.034<0.05）（表 3）。

表2 CC/C>0.86標準下，前列腺MRS與病理切片檢查結(jié)果的比較

表3 CC/C>0.86標準下，MRS診斷PCa的準確率與Gleason評分的相關(guān)性分析

3 討論

3.1 前列腺MRS與Gleason評分的聯(lián)系

PCa生物學(xué)行為多變，個體間差異較大，早期診斷、及時治療是改善患者遠期生存率的關(guān)鍵。MRS屬功能性磁共振成像，能夠無創(chuàng)地反映活體內(nèi)前列腺的代謝變化，其與傳統(tǒng)MRI結(jié)合提高了PCa的檢出率[4-6]。Gleason分級系統(tǒng)是目前應(yīng)用較廣的PCa分級方式，可幫助臨床較為全面地評價PCa的分期及預(yù)后[3]。近年來相關(guān)研究表明， 前列腺MRS與Gleason評分間存在一定聯(lián)系。Zakian等[2]在前列腺MRS代謝結(jié)果與PCa根治術(shù)后逐層病理切片Gleason評分的相關(guān)性分析中發(fā)現(xiàn)CC/C值有隨Gleason評分升高而增加的趨勢，在隨后的研究中，Giusti等[7]進一步證實了Zakian等的結(jié)論。Van Asten等[8]的研究結(jié)果顯示包括CC/C值在內(nèi)的多項MRS結(jié)果與Gleason評分間存在相關(guān)性，并認為Cho/Cr（Choline/Creatine）、tCho/Cr（total Choline/Creatine） 及 Cit/Cr（Citrate/Creatine）值與Gleason評分間呈線性相關(guān)。Villeirs等[9]在基于356例 PCa的 MRI及MRS的回顧性研究中發(fā)現(xiàn)，MRS檢出高Gleason評分PCa的敏感性高于低Gleason評分PCa，并認為MRI聯(lián)合MRS診斷低分化PCa具有巨大潛力。國內(nèi)部分學(xué)者也就MRS結(jié)果與Gleason評分間的關(guān)系進行了較為深入的研究，王霄英等[10]在基于穿刺活檢病理結(jié)果的對比研究中發(fā)現(xiàn)Gleason評分≥7組的PCa的CC/C值顯著高于Gleason評分<7組的PCa，并認為MRS結(jié)果與Gleason分級密切相關(guān)。另外一項研究結(jié)果則表明MRS的CC/C值在低分化PCa預(yù)估方面具有一定的價值，當(dāng)CC/C值>0.948時，Gleason評分多>7分[11]。本研究在MRS結(jié)果與同區(qū)局部病理結(jié)果精確對照的基礎(chǔ)上，再次驗證了前列腺MRS與Gleason評分之間存在的相關(guān)關(guān)系。

3.2 MRS診斷PCa的準確率與Gleason評分的相關(guān)性研究

本研究統(tǒng)計了CC/C值>0.86標準下，MRS對不同Gleason評分組PCa診斷的準確率，結(jié)果顯示MRS診斷PCa的準確率隨Gleason評分上升而增高，經(jīng)Spearman相關(guān)分析，兩者呈正相關(guān)，結(jié)果具有統(tǒng)計學(xué)意義（r=0.223，P=0.034），提示 MRS 診斷 PCa的準確率具有隨腫瘤惡性度增加而提高的趨勢。筆者考慮出現(xiàn)這一現(xiàn)象可能與以下原因有關(guān)：低Gleason評分時，細胞的分化程度較高，癌組織仍保持部分正常的代謝，細胞的增生亦不嚴重，故Cit的下降，Cho的上升及CC/C值的下降均不明顯，MRS觀察較為困難；反之，高Gleason評分時，低分化的癌組織占據(jù)主要成分，正常的前列腺腺體組織破壞嚴重，Cit的合成，分泌和儲存能力減弱，加之癌組織的能量代謝旺盛，消耗增加，Cit的濃度明顯下降。與此同時，癌細胞的增殖迅速，細胞膜的合成和降解活躍，Cho濃度明顯升高，CC/C值明顯增大，表現(xiàn)為MRS譜線變化較顯著。據(jù)文獻報道[12]，MRS對PCa的診斷能力隨腫瘤分期的不同而變化，D期較好，局部浸潤生長的B期及C期較差，理論上，高Gleason評分PCa的侵襲性大，高分期的可能性也越大，上述結(jié)論從另一角度印證并支持了本研究所得的結(jié)果，即MRS診斷PCa的準確率隨Gleason評分上升而提高，提示Gleason評分較高的PCa患者更適合MRS檢查，在MRS圖上所顯示出的腫瘤范圍可能更為準確。

本研究在病理切片對照的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了MRS結(jié)果與同區(qū)病理結(jié)果的精確對照，研究結(jié)果所提示的MRS診斷PCa的準確率隨腫瘤惡性度的增高而上升的結(jié)論，對于腫瘤范圍的確定及治療方案的選擇具有重要的臨床參考價值。相信隨著后續(xù)研究的進行，特別是MRS結(jié)果與病理大切片對照研究的開展，MRS診斷PCa的準確率與Gleason評分間的關(guān)系將得到進一步驗證。

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