功能性磁共振對兔VX2移植腫瘤的研究現(xiàn)狀

蘭為順 綜述 胡道予 審校

·綜述·

功能性磁共振對兔VX2移植腫瘤的研究現(xiàn)狀

蘭為順 綜述 胡道予 審校

VX2腫瘤細胞株是一種Shope病毒細胞株，它是乳頭狀瘤在兔皮膚上誘發(fā)衍生的鱗癌，經(jīng)過72次移植傳代后正式建立，命名為VX2。有關(guān)兔VX2腫瘤在肝臟、肺、腎臟和軟組織等方面的實驗研究國內(nèi)外已有較多報道。關(guān)于VX2腫瘤的研究和報道主要集中于研究腫瘤的生物學行為，腫瘤治療后的療效評估，以及腫瘤治療后殘留癌的檢測等方面?，F(xiàn)就VX2腫瘤模型的建立、磁共振成像的方法及功能性磁共振研究的現(xiàn)狀及展望綜述如下。

VX2腫瘤；磁共振成像；擴散加權(quán)成像；灌注加權(quán)成像；磁共振波譜成像

兔VX2腫瘤模型建立的方法及部位

1.兔VX2腫瘤模型的種植部位

由于兔是VX2腫瘤模型比較理想的載體，而兔肝臟的血供又比較豐富，因此目前大多數(shù)研究均將腫瘤種植于兔的肝臟，也有文獻報道將腫瘤種植于腎臟、肺以及大腿軟組織的報道[1-3]。將VX2腫瘤移植到兔肝臟的研究中，大多數(shù)都將腫瘤移植到兔的左葉肝臟上[4]，這是因為，兔肝臟的體積左葉大于右葉，左肝動脈直接發(fā)自于腹主動脈，而右肝動脈則變異較多并且較細。左葉肝臟上的移植腫瘤更容易成活及生長，而在介入治療時，由于左肝動脈變異不多，所以不容易發(fā)生誤栓[5]。另外，將VX2腫瘤種植于兔大腿肌肉內(nèi)操作簡單，成瘤率高，因此，近年來也成為研究的熱點。

2.模型的制作方法

兔VX2腫瘤模型的制作方法目前運用的較多的主要有兩種：①癌組織懸液直接注射法，此方法直接將制備好的腫瘤組織懸液經(jīng)皮穿刺直接注射入兔子的肝、腎或大腿肌肉內(nèi)，此法易造成腹腔內(nèi)轉(zhuǎn)移或穿刺針道的種植轉(zhuǎn)移。文獻報道，注射完畢后，在拔出穿刺針之前注入0.2 mL加熱的瓊脂糖可以減少腫瘤的種植轉(zhuǎn)移[6]。②腫瘤碎塊包埋法，此方法要將肝臟、腎臟等器官切開，將腫瘤碎塊包埋在器官內(nèi)，操作相對復(fù)雜，但該方法成瘤的時間較短，可以在肝臟等內(nèi)臟內(nèi)形成單一的腫塊。

功能性磁共振對VX2腫瘤模型的研究現(xiàn)狀

近年來在兔VX2腫瘤磁共振成像方面的研究越來越多，特別是高場磁共振在臨床上的運用更加促進了這些基礎(chǔ)研究的發(fā)展。而回波平面成像(EPI)等快速序列的發(fā)展也促進了磁共振波譜成像(magnetic resonance spectroscopy，MRS)、磁共振灌注加權(quán)成像(perfusion weighted imaging，PWI)、磁共振擴散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)等功能成像技術(shù)在臨床上的應(yīng)用。更進一步的促進了功能性磁共振成像在動物模型上的應(yīng)用等基礎(chǔ)研究的發(fā)展。目前功能性磁共振對VX2腫瘤模型的研究主要集中在兩個方面：①對腫瘤生物學特征的研究；②對腫瘤介入治療的療效評價。

1.磁共振波譜成像(MRS)

MRS通過波譜的形態(tài)和波峰的高度來測定特定的代謝物在組織內(nèi)的含量，目前在醫(yī)學領(lǐng)域內(nèi)最常用的磁共振波譜為1H和31P波譜[7]。在MRS波譜圖像上，不同的波峰有相對固定的位置，不同的波峰對應(yīng)不同的化合物，而每個不同的波峰又有自己不同的共振頻率，從而區(qū)分不同的化合物。而共振峰的峰高和峰下面積可用于MRS的定量分析。

目前對VX2腫瘤的MRS研究，主要集中于利用MRS來研究VX2腫瘤的生物學特性，以及VX2腫瘤經(jīng)過治療后，利用MRS來評價治療的療效，這就涉及到對波譜代謝產(chǎn)物的定量研究。目前實際工作中最常被采用的方法是相對定量法，該方法是找一種相對比較穩(wěn)定的代謝產(chǎn)物作為比較的參照物，用另外兩種代謝產(chǎn)物與參照物峰高值或峰下面積的比值作為比較對象，從而作出相對定量的判斷。

Wang等[8]在36例良、惡性骨及軟組織腫瘤的1H-MRS研究中的結(jié)果顯示，膽堿峰(Cho峰)的出現(xiàn)與惡性腫瘤密切相關(guān)。在19例惡性腫瘤中有18例出現(xiàn)了明顯的膽堿峰，而17例良性腫瘤中只有3例出現(xiàn)膽堿峰。李勇剛等[9]用1.5T的磁共振機對兔的正常肌肉及VX2軟組織腫瘤1H-MRS進行研究，結(jié)果顯示在兔的正常大腿肌肉中也可出現(xiàn)膽堿峰，但與VX2腫瘤的膽堿峰相比，正常肌肉的膽堿峰的峰高值和峰下面積均明顯小。腫瘤組織與正常肌肉Cho/Cr及Lipid/Cr的峰高值和峰下面積的比值差異顯著，腫瘤組織較正常肌肉組織高，并且1H-MRs波譜有望用于軟組織腫瘤的診斷。

在評價腫瘤治療效果方面，胡培安等[10]利用單體素氫質(zhì)子波譜(SV-1H-MRS)評價兔軟組織VX2腫瘤介入治療的療效，結(jié)果顯示在介入治療前、后6及24 h的比較中，Choline/LiPid峰高值的比值與峰下面積的比值均逐漸下降。陳亮等[11]在高能聚集超聲治療后兔肝VX2種植瘤1H-MRS成像特點的研究結(jié)果顯示：治療后腫瘤中央?yún)^(qū)、周邊區(qū)內(nèi)Cho峰和Lac峰均較治療前升高，Lip峰治療后較治療前降低；瘤周正常肝組織治療前、后各主要代謝物變化不明顯。治療前、后腫瘤中央?yún)^(qū)及周邊區(qū)Cho/Cr、Lip/Cr值差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，認為二維多體素1H-MRS能反映VX2種植瘤經(jīng)HIFU治療后不同ROI主要代謝物水平變化。以上對VX2腫瘤治療前后的MRS的研究均表明，治療前后VX2腫瘤的波譜會發(fā)生改變，利用 Cho/Cr、Lip/Cr等相對定量指標可以對療效進行定量的判斷及評價。

總之，在兔VX2腫瘤模型的基礎(chǔ)研究中，MRS作為一種功能成像方法，在腫瘤的良惡性鑒別診斷、腫瘤復(fù)發(fā)的檢測、預(yù)后評估及療效評估方面有廣闊的應(yīng)用前景的價值。

2.磁共振擴散加權(quán)成像

磁共振DWI屬于功能成像，它所反映的實際上是自由水在不同組織中的擴散受限程度，組織結(jié)構(gòu)對自由水擴散限制越明顯，則DWI上該組織信號越高，反之亦然。DWI是相對應(yīng)用比較成熟的功能成像技術(shù)，目前在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的診斷及鑒別診斷方面應(yīng)用比較廣泛。近年來DWI技術(shù)在VX2腫瘤模型方面的研究也比較多，特別是在VX2腫瘤模型的生物學特性及介入治療療效評價方面的研究比較多。

對于DWI在VX2腫瘤生物學特性方面的研究，國內(nèi)外多方面的研究均表明：腫瘤組織的ADC值較正常組織的ADC值要小，而腫瘤中心的壞死組織的ADC值又較正常組織為大。Baur等[12]發(fā)現(xiàn)由于皮下脂肪組織及骨髓組織內(nèi)細胞分布比較致密，因此其擴散值明顯低于正常肌肉組織的擴散值；而腫瘤組織的ADC值較放療后的組織及術(shù)后纖維化組織明顯低；而壞死組織與其他組織相比，由于細胞膜失去限制水分子自由擴散的能力，因此，水分子的擴散程度明顯高于其他組織。并由此可以解釋DWI圖上腫瘤實質(zhì)的信號高，而壞死組織的信號低。而肌肉組織的信號較脂肪組織高。

袁友紅等[13]在兔肝VX2瘤種植后DWI的應(yīng)用價值、動態(tài)特征及其病理機制的研究中顯示：在DWI圖像上，種植后7、14和21 d腫瘤組織均呈高信號，但21 d信號明顯不均勻。結(jié)論則認為VX2瘤的生長有一定的規(guī)律性，腫瘤實質(zhì)及壞死組織在DWI具有典型表現(xiàn)，同時DWI在早期發(fā)現(xiàn)病變方面較常規(guī)MRI更敏感。

張海峰等[14]在兔肝VX2移植模型的DWI研究中顯示：不同時期實驗組與對照組相比，ADC值存在顯著差異(P<0.05)。認為在追蹤兔肝VX2移植瘤生長過程中，MRI具有重要價值。邵海波等[15]對兔VX2移植瘤模型功能性磁共振成像的參數(shù)選擇研究中結(jié)果顯示：在b值取500、800、1000 s/mm2時，隨著b值增加，圖像的信燥比下降，而信號強度比上升，隨著b值的上升，各部位的ADC值下降，但腫瘤/瘤周、腫瘤周邊/腫瘤中心的ADC比值隨著b值的上升而上升，認為在進行兔VX2腫瘤的DWI成像時，b值選擇1000 s/mm2較為合適。

DWI作為一種功能成像方法，在評價腫瘤的療效方面較常規(guī)MRI更敏感。在治療后早期，腫瘤的形態(tài)學方面的變化不是很明顯，但此時腫瘤組織的ADC值就可以發(fā)生改變，因此，DWI可以早期評價腫瘤治療的療效。

胡培安等[10]對DWI在兔VX2肢體軟組織肉瘤模型介入治療療效評價中的應(yīng)用研究中，觀察腫瘤實質(zhì)的ADC在介入治療前后的變化，發(fā)現(xiàn)介入治療組與對照組相比，介入治療后超早期(3 h)，ADC值就發(fā)生具有統(tǒng)計學差異的變化，并認為DWI可獲得介入治療療效評價的量化指標。邵海波等[16]在磁共振DWI動態(tài)監(jiān)測腫瘤血管靶向治療的療效的研究中，治療后1、4、8 d腫瘤的ADC值逐漸升高，而治療后12 d腫瘤的ADC值又出現(xiàn)降低，病檢發(fā)現(xiàn)有新生的腫瘤形成。結(jié)論認為：DWI能準確反映兔軟組織VX2腫瘤模型血管靶向治療后腫瘤組織的動態(tài)變化，是一種理想的腫瘤血管靶向治療監(jiān)測手段和敏感的療效評價手段。

綜上所述，DWI屬于功能成像范疇，它對鑒別腫瘤的良惡性有一定的幫助，腫瘤組織與正常組織的ADC值存在差別。目前，ADC值及多b值的研究是熱點，在兔VX2腫瘤模型的生物學行為和療效評估、預(yù)后預(yù)測及殘癌檢測等方面有廣闊的應(yīng)用前景和廣泛的應(yīng)用價值。

3.磁共振灌注加權(quán)成像

磁共振PWI是在常規(guī)動態(tài)增強的基礎(chǔ)上，結(jié)合快速掃描技術(shù)而建立起來的動態(tài)MRI技術(shù)。此方法通過MR的特殊成像序列，對病變部位或臟器的灌注參數(shù)進行測定，來間接的反應(yīng)病變或臟器的血流灌注狀況，通過量化分析組織及腫瘤血流灌注參數(shù)，來判斷腫瘤的良、惡性或者評價腫瘤的治療療效。PWI與傳統(tǒng)的血管成像不同，它要往靜脈內(nèi)推注對比劑來完成。對比劑首過時，主要存在于血管內(nèi)，血管外的濃度極低，此時組織的灌注參數(shù)最能反映組織的血流灌注狀況而間接的反映組織的微血管分布情況[17]。另外，磁共振PWI在顯示病變、病變良惡性的鑒別、惡性病變的分級及分期、病變治療后的療效評估及復(fù)發(fā)監(jiān)測中也發(fā)揮重要作用[18]。

MR灌注參數(shù)NEI代表負性增強分數(shù)，也即對比劑首過組織時，組織信號下降的程度，代表著組織的相對血容量。而MSD代表最大下降斜率，即對比劑首過組織時，組織時間信號曲線下降的最大斜率，代表著組織的相對血流量。有研究表明，組織的NEI及MSD值與組織的微血管密度(microvessel density，MVD)之間存在正相關(guān)性。

梁斌等[19]在兔肝VX2瘤模型MR灌注成像與微血管密度及病理特征的對照研究的結(jié)果表明，VX2瘤中央?yún)^(qū)、周邊區(qū)及瘤旁肝實質(zhì)的NEI、MVD的差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。腫瘤的NEI與MVD呈正相關(guān)，認為兔肝VX2瘤PWI表現(xiàn)與其病理特征相符，PWI可用于評價肝臟腫瘤的血管生成狀況。全顯躍等[20]對兔VX2肝癌模型動態(tài)磁共振PWI的量化研究表明，兔VX2種植型肝癌模型隨成瘤過程時間的延長其平均強化時間的均值呈遞增趨勢，最大增強斜率的均值呈遞減趨勢，與對照組間差異有統(tǒng)計學意義。文獻報道，組織之間NEI和MSD的差別，還應(yīng)用于腫瘤良、惡性的鑒別診斷。腫瘤組織單位時間內(nèi)通過的對比劑越多，即灌注量越大，信號變化就越多；反之亦然。丁玖樂等[21]在磁共振灌注加權(quán)成像鑒別良惡性淋巴結(jié)的實驗研究中將20只健康新西蘭白兔隨機分為兩組，分別建立淋巴結(jié)炎(良性組)和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移(VX2組)模型。由兩位放射科醫(yī)師分別獨立勾繪興趣區(qū)，獲得淋巴結(jié)灌注的時間信號曲線，并計算灌注參數(shù)達峰時間、最大強化速率及峰值增強率。結(jié)果表明，VX2組淋巴結(jié)的最小徑明顯較良性組大(P<0.01)；VX2組9只(90%)及良性組8只(80%)的淋巴結(jié)灌注的時間信號曲線均為“速升速降”型；兩位觀察者所測參數(shù)可重復(fù)性較高(γ>0.800)；兩組淋巴結(jié)灌注參數(shù)之間差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。結(jié)論認為在時間信號曲線基礎(chǔ)上的半定量灌注參數(shù)可判斷良惡性淋巴結(jié)。

PWI作為一種功能成像方法，在評價腫瘤的早期治療療效方面，其敏感性要較常規(guī)MRI更加敏感。在治療早期，腫瘤的形態(tài)學變化不是非常明顯，而此時，腫瘤的灌注參數(shù)就會發(fā)生改變，有利于早期療效的評估。

郭友等[22]在兔VX2肝癌模型微波消融后磁共振PWI的可行性與應(yīng)用價值的研究表明，實驗組兔殘留腫瘤與良性強化組織的MSI差異有統(tǒng)計學意義，殘留腫瘤的時間-信號強度曲線表現(xiàn)為快速上升型；良性強化組織的時間-信號強度曲線表現(xiàn)為緩慢上升型。陳亮等[23]高能聚焦超聲治療兔VX2肝癌后磁共振PWI研究中，治療前、后兔肝VX2瘤中央?yún)^(qū)及周邊區(qū)之間的信號改變最大值的差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；瘤旁肝實質(zhì)之間的信號改變的差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。結(jié)論認為，利用1.5T MR掃描儀進行兔肝VX2瘤灌注成像研究是可行的，PWI可用于評價高能聚焦超聲治療后肝臟腫瘤的血管生成、破壞狀況；不同ROI的SRSmax變化程度及規(guī)律也不同，其PWI表現(xiàn)與腫瘤的壞死程度、范圍基本相符。

綜上所述，VX2腫瘤的MRI研究對臨床工作具有很好的指導(dǎo)意義，在腫瘤的生物學特性研究、良惡性的鑒別及療效的評價中有著廣闊的應(yīng)用前景。

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430030 武漢，華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬同濟醫(yī)院放射科(蘭為順、胡道予)；430064 武漢，湖北省婦幼保健院放射科(蘭為順)

蘭為順(1973-)，男，湖北仙桃人，博士，副主任醫(yī)師，主要從事兒童影像學診斷和婦產(chǎn)科介入診療工作。

胡道予，E-mail:dyhu@tjh.tjmu.edu.cn

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1000-0313(2014)07-0845-03

10.13609/j.cnki.1000-0313.2014.07.028

2013-10-15

2014-03-10)