結(jié)直腸癌16層螺旋CT灌注成像與腫瘤血管生成相關(guān)性分析

尹蘭英 李慶嘯 李彩英 韓帥 張鐵亮

結(jié)直腸癌16層螺旋CT灌注成像與腫瘤血管生成相關(guān)性分析

尹蘭英 李慶嘯 李彩英 韓帥 張鐵亮

目的 研究結(jié)直腸癌MSCT血流灌注成像參數(shù)與微血管密度、促血管生成素2(Ang-2)、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)表達(dá)之間的相關(guān)性，探討結(jié)直腸癌灌注成像與腫瘤血管生成的關(guān)系。方法 對(duì)25例結(jié)直腸癌患者進(jìn)行螺旋CT灌注成像檢查，螺旋CT灌注的參數(shù)包括血流量(BF)、血容量(BV)、平均通過(guò)時(shí)間(MTT)和表面通透性(PS)。術(shù)后采用免疫組化方法測(cè)定癌組織的MVD、VEGF和Ang-2的表達(dá)，對(duì)CT灌注參數(shù)與癌組織的MVD、VEGF和Ang-2表達(dá)進(jìn)行相關(guān)性分析。結(jié)果 結(jié)直腸癌中MVD與VEGF表達(dá)呈正相關(guān)(P＜0.05)。直腸癌MSCT血流灌注參數(shù)與MVD、VEGF、Ang-2無(wú)明顯相關(guān)性(P＞0.05);在VEGF陰性組中，BV值顯著高于陽(yáng)性組(P ＜0.05)。結(jié)論 多層螺旋CT灌注成像與VEGF和Ang-2均能反映結(jié)直腸癌的血管生成狀況，但它們之間無(wú)明顯相關(guān)性。

結(jié)直腸癌;CT灌注成像;微血管密度;促血管生成素;血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子

直腸癌是我國(guó)常見(jiàn)的消化道腫瘤，死亡率居第二位。在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、侵襲和轉(zhuǎn)移過(guò)程中，腫瘤新生血管起到了非常重要作用。促血管生成素(angiopoietin，Ang)-2與血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子 (vascular endethelial growth factor，VEGF)協(xié)同參與了腫瘤新生血管的調(diào)控［1］。MSCT灌注成像技術(shù)可用于間接評(píng)估腫瘤血供與血管生成情況［2］。本研究擬探討結(jié)直腸癌CT灌注成像與MVD及VEGF、ANG-2之間的相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1 一般資料 對(duì)2009年1月至2012年12月結(jié)直腸癌25例患者，其中男13例，女12例;年齡29～80歲，平均年齡59.76歲;術(shù)前行MSCT灌注成像，手術(shù)病理均為腺癌，腫瘤位于直腸20例，結(jié)腸5例;按TNM標(biāo)準(zhǔn)，T2期7例，T3期13例，T4期5例;高分化12例，中低分化13例。掃描和手術(shù)前所有患者未做過(guò)任何針對(duì)腫瘤治療;無(wú)碘對(duì)比劑過(guò)敏;無(wú)嚴(yán)重的心、肺、肝、腎疾病。

1.2 掃描前準(zhǔn)備 檢查前清潔腸道，檢查前1 h飲水充盈膀胱，掃描前10～15 min肌內(nèi)注射鹽酸山莨菪堿10 mg，上檢查床后，經(jīng)肛門注入溫水600～800 ml，盡量使腸管擴(kuò)張，患者有不適時(shí)即停止灌注。

1.3 掃描及后處理 采用GE Lightspeed 16層螺旋CT進(jìn)行平掃，范圍自臍水平至恥骨聯(lián)合下緣，針對(duì)直腸腫瘤最大層面行灌注掃描，造影劑:非離子型碘對(duì)比劑(碘佛醇40 ml)，高壓注射器經(jīng)肘前靜脈注射，4 ml/s，注藥開(kāi)始延時(shí)10 s行灌注成像，采集4層，掃描間隔0.5 s。掃描完成后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)紾E工作站，選取流入靶動(dòng)脈及流出靶靜脈.通過(guò)灌注軟件計(jì)算出CT灌注圖像。選擇腫瘤強(qiáng)化最明顯的層面作為感興趣區(qū)(region of interest，ROI)。ROI選取盡量大范圍，以減少量子噪聲及部分容積效應(yīng)。避開(kāi)腫瘤的邊緣區(qū)域以及腫瘤內(nèi)部肉眼可見(jiàn)的壞死、液化、囊變及血管等，以避免部分容積效應(yīng)的影響。ROI劃定后軟件自動(dòng)生成靶動(dòng)脈、腫瘤等各個(gè)ROI的TDC以及反映腫瘤血流灌注狀態(tài)的灌注參數(shù)值 BF、BV、MTT、PS。所得圖像均以彩色顯示，以突出病變區(qū)域的對(duì)比，然后重復(fù)測(cè)量，取其平均值作為該病例灌注值，最后進(jìn)行定量，半定量分析和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。獲取灌注參數(shù)數(shù)值及灌注圖，包括:(1)灌注血容量(blood volume，BV):存在于一定量組織血管結(jié)構(gòu)內(nèi)的血容量(ml/100 g/min);(2)血流量(blood flow，BF):在單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)一定量組織血管結(jié)構(gòu)的血流量(ml/100 g);(3)平均通過(guò)時(shí)間(mean transit time，MTT):指血液流經(jīng)血管結(jié)構(gòu)時(shí)(包括動(dòng)脈、毛細(xì)血管、靜脈竇和靜脈)所經(jīng)過(guò)的不同路徑的平均時(shí)間，主要反映對(duì)比劑通過(guò)毛細(xì)血管的時(shí)間(s);(4)表面通透性(permeability surface area product，PS):指單位時(shí)間一定量組織血管內(nèi)對(duì)比劑由毛細(xì)血管內(nèi)皮擴(kuò)散到細(xì)胞間隙的單向傳輸速率率(ml/100 g/min)。

1.4 病理學(xué)及免疫組織化學(xué)染色檢查 免疫組織化學(xué)標(biāo)本組織取材盡可能與CT單層動(dòng)態(tài)掃描層面一致。經(jīng)乙醛固定，常規(guī)石蠟包埋備用。染色步驟按SP試劑盒提供的說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。采用免疫組織化學(xué)SP法檢測(cè)對(duì)腫瘤組織測(cè)定MVD數(shù)量及VEGF、Ang-2的表達(dá)情況。以腫瘤組織內(nèi)孤立的棕黃色血管內(nèi)皮細(xì)胞或細(xì)胞簇代表一條單獨(dú)的血管，在低倍鏡下挑選微血管密度最高的區(qū)域，然后在400倍視野下計(jì)數(shù)10個(gè)視野中被CD34染成棕黃色的血管密度，取其中最大值的平均值作為MVD。VEGF與Ang-2染色按照標(biāo)準(zhǔn)［3］評(píng)分，A以著色細(xì)胞占視野細(xì)胞總數(shù)的多少評(píng)分。A為陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)分級(jí)，評(píng)分0～4級(jí)，無(wú)染色細(xì)胞=0，1%～10%細(xì)胞染色=1，11% ～50%細(xì)胞染色=2，51% ～80%細(xì)胞染色=3，81% ～100%細(xì)胞染色=4。B為陽(yáng)性細(xì)胞顯色強(qiáng)度，評(píng)分0～3級(jí)，陰性=0、弱陽(yáng)性=1、陽(yáng)性=2、強(qiáng)陽(yáng)性=3。先在低倍鏡下掃視整個(gè)切片，選擇3個(gè)陽(yáng)性細(xì)胞分布較密集的區(qū)域，換高倍鏡再觀察3個(gè)視野。IHS=A×B積分?jǐn)?shù)=A×B。A×B=0為(-)，A×B=1～4為(+)，A ×B=5～8判斷為(++)，A×B=9～12判斷為(+++)。為簡(jiǎn)化處理，以(-)(+)為陰性表達(dá)，(++)(+++)為陽(yáng)性表達(dá)。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 應(yīng)用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件，正常對(duì)照組與直腸癌CT灌注之間采用t檢驗(yàn);直腸癌CT灌注參數(shù)與VEGF、Ang-2表達(dá)強(qiáng)度之間關(guān)系采用person相關(guān)性檢驗(yàn);MVD與 VEGF、Ang-2表達(dá)強(qiáng)度之間，VEGF與Ang-2表達(dá)強(qiáng)度之間強(qiáng)度分別做Spearman相關(guān)性分析。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 直腸癌微血管密度與血管生成因子的關(guān)系 本組25例結(jié)、直腸癌中，VEGF染色陽(yáng)性15例，陰性10例。ANG-2染色陽(yáng)性10例，陰性15例。直腸癌MVD數(shù)量與VEGF表達(dá)呈正相關(guān)(r=0.568，P＜0.05)，且在VEGF陽(yáng)性表達(dá)組中，MVD數(shù)目明顯高于低表達(dá)組(P＜0.05);但Ang-2與MVD無(wú)明顯相關(guān)性(P＞0.05)，Ang-2陽(yáng)性表達(dá)組中MVD與陰性表達(dá)組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05);VEGF與Ang-2表達(dá)強(qiáng)度不具有相關(guān)性(P＞0.05)，Ang-2略高于陰性組VEGF陽(yáng)性組Ang-2高于陰性組，但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P ＞0.05)。見(jiàn)表1。

表1 MSCT血流灌注參數(shù)與MVD、Ang-2和VEGF之間相關(guān)性

2.2 直腸癌灌注參數(shù)與腫瘤血管生成的關(guān)系 直腸癌灌注參數(shù)與MVD、VEGF、Ang-2表達(dá)之間均不具有相關(guān)性(P＞0.05)，但VEGF陰性表達(dá)組BV值高于陽(yáng)性表達(dá)組(P＜0.05)，余灌注參數(shù)在不同血管生成因子表達(dá)強(qiáng)度下差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。見(jiàn)表2、3。

3 討論

腫瘤的生長(zhǎng)依賴血管生成，新生血管在腫瘤生長(zhǎng)或轉(zhuǎn)移過(guò)程中起重要作用。腫瘤新生血管的形成為腫瘤生長(zhǎng)提供氧和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)也為腫瘤細(xì)胞的擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移提供了條件［4］。其中VEGF與 Ang是最主要的腫瘤血管生長(zhǎng)調(diào)節(jié)因子［5］。在食管癌、胃癌、子宮內(nèi)膜癌、肝癌等腫瘤組織中，Ang-2、VEGF表達(dá)均明顯高于癌旁組織，認(rèn)為其過(guò)度表達(dá)促進(jìn)了腫瘤的血管生成和進(jìn)展，在腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移中起到了重要作用。在結(jié)直腸癌組織中，Ang-2、VEGF的表達(dá)水平與腫瘤分期、浸潤(rùn)程度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移、以及生存率密切相關(guān)。VEGF促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞分化增殖，形成原始血管，是新生血管生成的主要因素［6］，本研究結(jié)果亦示直腸癌 MVD與 VEGF呈正相關(guān)(r=0.568，P＜0.05)。VEGF是腫瘤血管生成的主要調(diào)控者，在多種人類腫瘤中均過(guò)度表達(dá)［7］。Ang則促進(jìn)血管成熟，維持血管穩(wěn)定，并參與生理或病理情況下的血管新生。Ang主要包括Ang-1及Ang-2，其中Ang-2被認(rèn)為是Ang-1的天然拮抗劑。Ang-2只在正常成人血管網(wǎng)重塑過(guò)程中表達(dá)，協(xié)助Ang-1維持血管穩(wěn)定。在正常成人組織中，Ang-2僅表達(dá)于血管重建部位，其他正常成熟組織中無(wú)表達(dá)或僅有微弱表達(dá)，Ang-2表達(dá)增高被認(rèn)為是腫瘤侵及血管的早期標(biāo)志［8］其過(guò)度表達(dá)導(dǎo)致腫瘤血管生成，腫瘤生長(zhǎng)加快［9］。腫瘤的血管生成主要取決于血管生成促進(jìn)因子和抑制因子的嚴(yán)密調(diào)節(jié)，VEGF與Ang在血管的發(fā)育過(guò)程中發(fā)揮了互補(bǔ)與協(xié)調(diào)的作用。本研究中兩種血管生成因子無(wú)明顯相關(guān)性(P＞0.05)，雖然VEGF陽(yáng)性組Ang-2表達(dá)高于陰性組，但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，表明兩種血管生成因子在血管生成中起不同作用，Ang-2與VEGF可不同時(shí)表達(dá)，但 VEGF能上調(diào) Ang-2的表達(dá)，當(dāng)VEGF存在時(shí)，Ang-2拮抗Ang-1有促血管結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的作用，誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞分裂、移位，使新生血管生長(zhǎng);當(dāng)VEGF缺乏時(shí)，Ang-2抑制 Ang-1則誘導(dǎo)血管發(fā)生退化，數(shù)目減少，內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)生凋亡［10］。

表2 不同表達(dá)強(qiáng)度ANG-2下直腸癌灌注參數(shù)、MVD、VEGF值±s

表2 不同表達(dá)強(qiáng)度ANG-2下直腸癌灌注參數(shù)、MVD、VEGF值±s

MVD VEGF陰性(n=15) 82.98±35.37 6.62±2.29 8.04±4.17 17.07±6.41表達(dá)情況 BF(ml/100 g/min) BV(ml/100 g) MTT PS(ml/100 g/min)25.67±14.26 5±2.70陽(yáng)性(n=10) 70.57±35.00 4.96±2.27 7.47±2.47 16.48±5.63 28.4±17.81 6.6±2.59 t值0.865 1.779 0.388 0.236 -0.305 -1.475 t值0.397 0.088 0.702 0.815 0.77 0.154

表3 不同表達(dá)強(qiáng)度VEGF下直腸癌灌注參數(shù)、MVD、ANG-2值±s

表3 不同表達(dá)強(qiáng)度VEGF下直腸癌灌注參數(shù)、MVD、ANG-2值±s

MVD Ang-2陰性(n=10) 90.55±40.73 7.26±2.72 8.77±4.49 17.42±6.71表達(dá)情況 BF(ml/100 g/min) BV(ml/100 g) MTT PS(ml/100 g/min)15.38±10.31 4±2.26陽(yáng)性(n=15) 69.66±29.19 5.08±1.718 7.17±2.72 16.44±5.69 32.22±15.60 5.67±2.44 t值1.497 2.454 1.115 0.393 -2.588 -1.722 t值0.148 0.022 0.277 0.698 0.021 0.099

自Miles在1991年首次提出 CT灌注成像(CT perfusion imaging，CTPI)概念以來(lái)，CT技術(shù)也在飛速發(fā)展，目前多層螺旋 CT灌注成像技術(shù)現(xiàn)已成為腫瘤診斷及治療學(xué)研究等的熱點(diǎn)。CT灌注成像技術(shù)被認(rèn)為可以反應(yīng)活體腫瘤微血管狀況，有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)直腸腫瘤 BF值 (60.33±29.13)明顯高于正常組織(31.02±15.55)，而平均通過(guò)時(shí)間 MTT值(9.51±4.43)卻較正常直腸組織(16.98±4.27)明顯縮短，認(rèn)為CT灌注成像能夠有效區(qū)分腫瘤與正常直腸組織［11］。與 本 組 結(jié) 果 BF(78.02 ± 35.04)、MTT(7.81±3.54)相近。也有報(bào)道認(rèn)為直腸癌BF值能夠有效評(píng)價(jià)腫瘤分期及預(yù)后［12］。腫瘤CT灌注本質(zhì)便是研究腫瘤的血流特點(diǎn)，血管成因子是腫瘤新生血管的主要因素［13］。本組研究結(jié)果認(rèn)為直腸癌灌注參數(shù)與血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子無(wú)明顯相關(guān)性，與國(guó)內(nèi)外研究結(jié)論相同［14，15］。直腸癌灌注參數(shù)與 Ang-2之間相關(guān)性研究，國(guó)內(nèi)外尚未見(jiàn)報(bào)道，本研究示兩者亦無(wú)明顯相關(guān)性。提示CT灌注與血管因子反應(yīng)的是腫瘤血管生成的不同方面。本研究結(jié)果示灌注參數(shù)與MVD、VEGF均無(wú)相關(guān)性。但在VEGF陰性表達(dá)組中，BV值顯著高于陽(yáng)性組(P＜0.05)。本研究結(jié)果示VEGF低表達(dá)時(shí)直腸癌血容量高于高表達(dá)組。VEGF表達(dá)增高，MVD增高，灌注量反而降低，提示灌注量與MVD之間存在不一致性。彭李青等［16，17］研究認(rèn)為腫瘤生長(zhǎng)方式、組織區(qū)壓力增高等均可導(dǎo)致血流灌注減低，血流灌注減低又反過(guò)來(lái)加重組織缺血缺氧。缺血缺氧均是導(dǎo)致VEGF高表達(dá)的原因［18］。反復(fù)加重的缺血缺氧導(dǎo)致VEGF高表達(dá)，VEGF高表達(dá)致使微血管增生，間質(zhì)壓力亦隨之增高，灌注量卻并未增加甚至反而降低，因此BV值降低。并且腫瘤可建立動(dòng)靜脈短路，血流不通過(guò)毛細(xì)血管;腫瘤的新生血管結(jié)構(gòu)不完整，而灌注反應(yīng)的是腔化有功能血管血流量［19］。

綜上所述，本研究示結(jié)直腸癌的灌注參數(shù)與VEGF、Ang-2因子均可以反應(yīng)直腸癌腫瘤血管生成，但兩者之間無(wú)明顯相關(guān)性。MVD、VEGF、Ang-2只從手術(shù)切除標(biāo)本上測(cè)得，且是一種有創(chuàng)性、不可重復(fù)性的檢查，計(jì)數(shù)結(jié)果受所使用的標(biāo)記物、視野的大小的影響。因此臨床迫切需要一種能在術(shù)前可靠評(píng)估腫瘤血管生成的檢查方法，CT灌注成像即可以在活體情況下評(píng)價(jià)腫瘤動(dòng)態(tài)血運(yùn)狀況，又可以反映大體形態(tài)變化，綜合評(píng)價(jià)腫瘤情況。因此CT灌注成像技術(shù)評(píng)價(jià)直腸癌微循環(huán)狀況具有潛在優(yōu)勢(shì)，作為一種前瞻、可重復(fù)的檢查方式，CT灌注可以很好的反應(yīng)活體直腸癌微血管情況，但灌注參數(shù)對(duì)血管生成因子的評(píng)價(jià)和意義尚有待進(jìn)一步研究。

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R 735.37

A

1002-7386(2015)23-3607-04

10．3969/j．issn．1002-7386．2015．23．030

050000 石家莊市，河北醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院影像科

李彩英，050000 石家莊市，河北醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院;E-mail:licaiying63@163.com

2015-04-17)