應用動態(tài)增強CT成像技術(shù)研究肺腫瘤的血管生成

摘要：目的 利用CT動態(tài)增強技術(shù)觀察肺腫瘤的血管生成。方法 對42例肺腫瘤行動態(tài)CT檢查，記錄下強化的峰值、腫瘤強化達到峰值時的時間，計算腫瘤與主動脈強化峰值的比值、灌注值、相對血管容積和毛細血管通透值，分別將各值和肺腫瘤微血管密度做相關性的研究；將42例肺腫瘤分為血管內(nèi)皮生長因子表達陽性組和陰性組，分析兩組微血管密度、各成像參數(shù)和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況的差異。結(jié)果 強化峰值、計算腫瘤與主動脈強化峰值的比值、灌注值、相對血管容積與微血管密度呈正相關，其中灌注值與微血管密度相關性最高（r=0.79，P<0.0001），強化峰值與微血管密度無相關性（r=0.28，P>0.05）；血管內(nèi)皮生長因子表達陽性組微血管密度和CT功能成像參數(shù)高于血管內(nèi)皮生長因子表達陰性組，兩組淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況差異有統(tǒng)計學意義（χ2=9.401，P<0.05）。結(jié)論 動態(tài)增強CT成像技術(shù)可獲得較全面的肺腫瘤血供情況，能有效評估肺腫瘤的血管生成。

關鍵詞：動態(tài)增強；CT；腫瘤血管生成

腫瘤血管生成在其生長和轉(zhuǎn)移過程中起著重要作用，直接針對血管內(nèi)皮或阻遏血管生成過程的治療成為新的高效治療腫瘤的方法。通過動態(tài)增強CT觀察42例肺腫瘤患者的肺腫瘤血供狀況，分析肺腫瘤患者在抗血管生成的治療觀測及預后中的臨床意義[1]。

1 資料與方法

1.1一般資料 2010年1月～2013年12月因常規(guī)胸片和CT檢查發(fā)現(xiàn)有胸部占位性病變的患者81例，病例入選的標準為：①急診科和呼吸科疑為肺腫瘤患者；②沒有對比劑禁忌證者；③患者及家屬認可并能合作者。檢查以后30d內(nèi)手術(shù)并病理檢查確認肺腫瘤患者42例入選本次研究。42例病灶直徑1.5～6.1cm，平均3.51cm，其中鱗癌14例，腺癌17例，轉(zhuǎn)移性肺腫瘤11例。所有入選患者CT檢查前和手術(shù)前都未進行任何的抗腫瘤治療[2]。

1.2方法 常規(guī)用橫斷面掃描，明確腫瘤部位，以其最大層面為中心平掃1次。40ml對比劑碘海醇以6mL/s的流率注射，注射后10s，告患者屏氣后作第1期CT動態(tài)掃查：掃描21次，掃描時間0.75s，間隔1.5s，共需時30s。第1期CT動態(tài)掃查結(jié)束后告患者平靜呼吸20s，再行第2期CT動態(tài)掃查：掃描7次，掃描時間0.75s，間隔10s，共需60s。

圖像傳送至工作站，用隨機的計算機軟件作腫瘤的血流灌注圖[3]，及時分析腫瘤的血流灌注特征。在腫瘤和主動脈上設定感興趣的區(qū)域[4]，測CT值并畫出腫瘤時間-密度曲線。將測得數(shù)據(jù)應用于Excel計算統(tǒng)計軟件，計算如下各參數(shù)：①CT強化的峰值：腫瘤增強最大CT值，由腫瘤最大增強CT值減去腫瘤平掃CT值；②腫瘤到達增強最大CT值時間（T）；③腫瘤與主動脈強化最大CT值之比（M/A）：由腫瘤增強最大CT值除以主動脈增強最大CT值；④灌注值：每單位體積的血流，按如下公式計算：灌注值（μl·min-1·ml-1）=■其中MG是肺腫瘤時間-密度曲線的最大斜率值。

1.3應用腫瘤細胞染色程度來表達腫瘤組織的血管內(nèi)皮生長因子，共將其分為4級：未染色的為0級，弱染色的為1級，中等染色的為2級，強染色的為3級；另外把染色為陽性的細胞百分比也分為四級：O% 為0級，≤25% 為1級，26% ～50% 為2級?！?0%為3級。將2次的分值做加法，將所得值>3者歸入血管內(nèi)皮生長因子染色陽性組，≤3者歸入血管內(nèi)皮生長因子染色陰性組。

2 結(jié)果

腫瘤增強最大CT值、計算腫瘤與主動脈強化最大CT值的比值、灌注值分別為（27.09±8.19）HU、（0.14±0.09）、（0.34±0.07） μl·min-1·ml-1。腫瘤增強最大CT值、計算腫瘤與主動脈強化最大CT值的比值、灌注值均和微血管密度正相關，可見灌注值和微血管密度的相關性是最高的（r=0.79，P<0.0001），可見腫瘤增強最大CT值和微血管密度沒有明顯的相關性（r=0.28，P>0.05）；血管內(nèi)皮生長因子表達為陽性組的微血管密度和CT功能成像參數(shù)明顯高于血管內(nèi)皮生長因子表達為陰性組的微血管密度，并見上述兩組淋巴結(jié)的轉(zhuǎn)移情況之差異具有統(tǒng)計學意義（χ2=9.401，P<0.05）。

直觀地彩色灌注圖體現(xiàn)了腫瘤的不同部位的血流灌注之差異。筆者發(fā)現(xiàn)部分肺腫瘤的病灶中，明顯增高的血流灌注區(qū)常位于腫瘤的邊緣部位和中央壞死區(qū)的周圍。進行免疫組化病理分析[4]可見腫瘤組織的邊緣部位及其壞死區(qū)域周圍的微血管密度常常是大于腫瘤組織的中央部位的微血管密度，腫瘤組織的邊緣部位及其壞死區(qū)域周圍的血管內(nèi)皮生長因子表達陽性細胞數(shù)量也大于腫瘤組織的中央部位的血管內(nèi)皮生長因子表達陽性細胞數(shù)量。

3 討論

肺腫瘤大部分為實體瘤。實體瘤瘤組織由瘤細胞和間質(zhì)構(gòu)成，后者主要包括血管、淋巴管、結(jié)締組織、炎細胞及細胞外基質(zhì)等成分。其中血管和結(jié)締組織起營養(yǎng)、支持瘤細胞的作用。腫瘤內(nèi)的新生血管和淋巴管分別通過血管生成和淋巴管生成實現(xiàn)的，并在腫瘤的生長和擴散（侵襲和轉(zhuǎn)移）中起重要作用。研究發(fā)現(xiàn)微血管密度與肺腫瘤患者的生存率關系非常密切。高效而準確地判斷肺腫瘤的血管生成對肺腫瘤患者治療手段的選擇和預后意義重大。

血管生成是指活體組織在已存在的微血管床上芽生出新的以毛細血管為主的血管系統(tǒng)的過程。有別于胚胎時期由早期內(nèi)皮細胞分化形成新血管的過程即血管形成。血管生成因子的產(chǎn)生過多使之與抑制因子失衡，導致內(nèi)皮細胞激活，產(chǎn)生血管生成表型；血管部位細胞外基質(zhì)改變、基底膜降解，內(nèi)皮細胞芽生、增殖和遷移；新生內(nèi)皮細胞索形成管狀毛細血管襻及管腔；新生血管管腔的貫通。腫瘤生長的階段性 ：①無血管期或稱血管前期，腫瘤直徑不超過1～2mm；②血管期，腫瘤迅速生長并發(fā)生轉(zhuǎn)移。腫瘤中的血管可能有3種來源：①血管生成：以兩種方式發(fā)生，一是腫瘤細胞團先處于無血管期生長，后因缺氧而產(chǎn)生大量血管生成因子，從而誘導血管生成；另一種是瘤細胞先依賴宿主組織已存在的血管生長，繼而出現(xiàn)瘤內(nèi)血管消退，然后再因缺氧誘導血管生成因子作用而發(fā)生血管生成；②血管套疊性生長；③內(nèi)皮祖細胞為血管內(nèi)皮細胞的前體細胞，參與胚胎的血管生成，也稱為成血管細胞。EPC主要來源于骨髓， 表達CD133、CD34和VEGFR2。

腫瘤血管生成受多種血管生成因子和血管生成抑制物的調(diào)控。腫瘤細胞、內(nèi)皮細胞和巨噬細胞受缺氧刺激等使局部微環(huán)境發(fā)生變化的因素作用而合成和釋放大量血管生成因子從不同環(huán)節(jié)促進血管生成。組織中同時也存在內(nèi)源性血管生成抑制因子，對血管生成起抑制作用。體內(nèi)存在內(nèi)源性的血管生成抑制因子，它們通過影響血管生成過程的各個環(huán)節(jié)發(fā)揮抗血管生成的活性。血管生成抑制因子大致可分為7類：大分子蛋白前體酶解片段、細胞因子、絲氨酸蛋白酶抑制劑、含TSP I型重復模序的血管生成抑制因子、組織金屬蛋白酶抑制劑、抑癌基因及其它血管生成抑制因子。

動態(tài)增強CT給肺部結(jié)節(jié)病變提供高效準確的血流的動力學信息，更深入的觀察和分析肺腫瘤的血管生成，更有利于肺腫瘤的正確診斷。本次研究對CT動態(tài)增強成像的參數(shù)分別和肺腫瘤的微血管密度進行相關性分析。結(jié)果灌注值由早期首次通過時間內(nèi)對比劑在腫瘤血管內(nèi)的聚集速率決定，灌注值和微血管密度的相關性最高。注射對比劑碘海醇后早期腫瘤的強化主要由血管內(nèi)的對比劑決定，在達到腫瘤增強最大CT值時，腫瘤的強化由血管內(nèi)和血管外的對比劑共同決定。腫瘤新生血管的血管壁缺少平滑肌層和神經(jīng)末梢，基底膜也不完整，這是腫瘤細胞容易進入血管系統(tǒng)發(fā)生遠處轉(zhuǎn)移的病理學基礎之一。

本次研究中，在部分肺腫瘤的灌注彩色編碼圖上可以看到病灶邊緣及壞死區(qū)域周圍的強化及血流灌注明顯增高。相應的病灶中，可以發(fā)現(xiàn)腫瘤微血管和血管內(nèi)皮生長因子表達陽性細胞在腫塊邊緣部位及中央壞死區(qū)的周圍多見。該結(jié)果提示了腫瘤組織缺氧壞死與血管內(nèi)皮生長因子表達及新生血管形成可能存在著重要關系。動態(tài)增強CT功能成像技術(shù)是高效準確地觀察肺腫瘤血管生成的新方法，有較高的臨床應用價值。

參考文獻：

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[3]Barrett T，Brechbiel M，Bernardo M，et al.MRI of tumor angiogenesis [J].J Magn Imaging，2007，26：235-249.

[4]Cai W，Niu G ，Chen X. Imaging of integrins as biomarkers for tumor angiogenesis [J]. Curr Pharm Des，2008，14：2943-2973. 編輯/哈濤