人胰腺癌裸鼠皮下移植瘤模型MRI表現(xiàn)與病理對照研究

張梅花楊曉春沈鈞康趙永華

人胰腺癌裸鼠皮下移植瘤模型MRI表現(xiàn)與病理對照研究

張梅花1楊曉春2沈鈞康2趙永華1

目的 探討人胰腺癌裸鼠皮下移植瘤磁共振成像（MRI）檢查技術(shù)及其影像學(xué)表現(xiàn)的病理機(jī)制。方法 建立人胰腺癌Patu8988細(xì)胞株裸鼠皮下移植瘤模型20只，細(xì)胞接種后2、4、6、7、8周隨機(jī)抽取4只荷瘤鼠，進(jìn)行大體觀察、MRI檢查和病理檢查。大體觀察荷瘤鼠和腫瘤的生長后進(jìn)行MRI掃描，MRI平掃后，腹腔注射釓貝葡胺后4min行增強(qiáng)掃描，觀察腫瘤影像學(xué)表現(xiàn)和周圍組織情況；MRI檢查后處死荷瘤鼠，解剖瘤灶，進(jìn)行病理學(xué)研究，并與MR圖像進(jìn)行對照。結(jié)果 腫瘤接種成功率為100%。2周時(shí)瘤灶T1WI和T2WI信號較均勻，4～8周時(shí)瘤灶T1WI呈均勻等信號或稍高信號，T2WI呈不均勻混雜信號，增強(qiáng)掃描瘤灶不均勻強(qiáng)化，以瘤灶周緣強(qiáng)化明顯，內(nèi)可見斑片狀無強(qiáng)化區(qū)，隨著腫瘤的生長，其內(nèi)無強(qiáng)化區(qū)逐漸擴(kuò)大。結(jié)論 常規(guī)MR掃描技術(shù)能對胰腺癌皮下移植瘤的發(fā)生發(fā)展進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀察，移植瘤MRI表現(xiàn)可從病理學(xué)角度進(jìn)行解釋。

裸鼠；胰腺癌；磁共振成像；病理對照

由于磁共振成像（MRI）可以縱向地、非侵襲性地獲得解剖和生理學(xué)信息而適用于腫瘤動(dòng)物模型的監(jiān)測，其前提和基礎(chǔ)就是要對腫瘤動(dòng)物模型的生物學(xué)特性、MRI表現(xiàn)及其病理基礎(chǔ)深入了解。本文對人胰腺癌Patu8988細(xì)胞株裸鼠皮下移植瘤模型進(jìn)行了相關(guān)研究，報(bào)道如下。

1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及胰腺癌細(xì)胞株 人胰腺癌細(xì)胞株P(guān)atu8988自上海長海醫(yī)院引進(jìn)，BALB/Cnu/nu裸鼠，20只，雄性，4周齡，體質(zhì)量不限，購自中國科學(xué)院上海實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心。實(shí)驗(yàn)條件符合無特定病原體（SPF）要求，所用物品均經(jīng)高壓滅菌消毒。

1.2 藥物及試劑 RPMI1640購自Sigma公司，無菌滅活小牛血清購自美國Hyclone公司，胰蛋白酶凍干粉購自美國MBI公司。釓貝葡胺注射液（商品名：莫迪司）購自意大利博萊科公司，劑量為0.1mmol/kg（0.2mL/kg）。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 胰腺癌細(xì)胞株P(guān)atu8988裸鼠皮下移植瘤模型的建立 消化對數(shù)生長期細(xì)胞，離心、計(jì)數(shù)，用無血清RPMI1640制成細(xì)胞懸液（1×108/mL），按每只鼠0.1mL劑量接種于裸鼠右側(cè)腋下，接種后分籠飼養(yǎng)，自由進(jìn)水和食物。每日觀察記錄荷瘤鼠及皮下瘤灶的生長狀態(tài)。

2.2 荷瘤鼠動(dòng)態(tài)觀察 Patu8988細(xì)胞接種后2、4、6、7、8周隨機(jī)抽取荷瘤鼠各4只，進(jìn)行大體觀察、MRI檢查和病理檢查，并將病理結(jié)果與MRI表現(xiàn)進(jìn)行對照分析。

2.3 MRI檢查 應(yīng)用Philips Achieva 1.5T超導(dǎo)磁共振成像儀聯(lián)合Microscopy 4.7cm表面線圈進(jìn)行荷瘤鼠MRI掃描。將麻醉適當(dāng)?shù)暮闪鍪髲膍icroscopy-4.7線圈中央垂直穿過，并固定于自制的小鼠固定架上。平掃包括：SE-T1WI-TRA（TR 521ms，TE 24ms，F(xiàn)OV 60，層數(shù)20，層厚1.5，NSA 3，Matrix 224×256）、TSET2WI-TRA（TR 4045ms，TE 100ms，F(xiàn)OV 60，層數(shù)20，層厚1.5，NSA 3，Matrix 224×256），及根據(jù)腫瘤形態(tài)加掃的 TSE-T2WI-COR（TR 1820ms， TE 100ms，F(xiàn)OV 60，層數(shù)9，層厚1.5，NSA 6，Matrix 224× 256）。增強(qiáng)掃描：腹腔內(nèi)注射釓貝葡胺4min后行MRI增強(qiáng)掃描，序列為SE-T1WI-TRA/C+（參數(shù)同平掃）。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1 大體觀察 本組實(shí)驗(yàn)20只人胰腺癌裸鼠皮下移植瘤模型的成瘤率為100%。接種后1周，接種部位皮下可見灰白色小結(jié)節(jié)，以后呈圓形、橢圓形、不規(guī)則形生長，部分腫瘤為幾個(gè)小瘤灶融合而成，6周后瘤灶接種處局部明顯膨隆，2只瘤灶表面可見破潰、出血、結(jié)痂（封二圖1）。

3.2 腫瘤MRI表現(xiàn) 瘤灶形態(tài)：2周時(shí)皮下瘤灶呈圓形、橢圓形或不規(guī)則形生長，境界清晰，4周時(shí)部分瘤灶境界欠清晰，沿肌間隙、部分包繞鄰近肌肉生長（封二圖2），6周時(shí)呈不規(guī)則形或多個(gè)結(jié)節(jié)融合生長，7～8周時(shí)呈膨脹性、不規(guī)則形或多個(gè)結(jié)節(jié)融合生長（封二圖3），對周圍組織侵蝕更為明顯，局部皮下脂肪變薄、中斷或部分消失。信號表現(xiàn)：2周時(shí)瘤灶T1WI和T2WI信號均勻，強(qiáng)化尚均勻，但以病灶周緣強(qiáng)化明顯；4～8周時(shí)瘤灶T1WI呈均勻等信號或稍高信號（封二圖4A），T2WI呈不均勻高信號、內(nèi)見斑片狀更高信號和等信號區(qū)（封二圖4B）。增強(qiáng)掃描瘤灶呈明顯不均勻強(qiáng)化，以瘤灶周緣強(qiáng)化明顯，內(nèi)可見斑片狀無強(qiáng)化區(qū)（封二圖4C），隨著腫瘤的生長，其內(nèi)無強(qiáng)化區(qū)逐漸擴(kuò)大。5只瘤灶內(nèi)見條狀T1WI高信號灶，1只鼠的瘤灶侵犯腹壁，向腹腔內(nèi)生長，相應(yīng)右側(cè)腎臟后外側(cè)可見積液。

3.3 病理表現(xiàn) 剝離的移植瘤表面凹凸不平，質(zhì)地較硬，外觀呈粉紅色（封二圖5A），早期瘤灶較易剝離，后期瘤灶剝離較困難，其中1例于右側(cè)腎臟外側(cè)可見積液。腫瘤細(xì)胞形態(tài)不一，胞漿淡染，核漿比例增加，核大小、形態(tài)、染色不一，可見病理性核分裂像，腫瘤中央見壞死組織和（或）腫瘤細(xì)胞致密但毛細(xì)血管較少區(qū)（箭），周邊細(xì)胞豐富（封二圖5B）。腫瘤細(xì)胞呈結(jié)節(jié)樣生長，部分瘤灶為多個(gè)結(jié)節(jié)組成，可見結(jié)締組織形成的結(jié)節(jié)分界，結(jié)締組織內(nèi)可見血管。腫瘤周緣可見肌肉組織和脂肪空泡，并見大量血管（封二圖5C）。早期瘤灶腫瘤細(xì)胞層數(shù)較多，癌細(xì)胞之間可見小血管，中央可見少量壞死區(qū)，至后期瘤灶腫瘤細(xì)胞層數(shù)少，中央可見大片狀壞死。部分瘤灶內(nèi)可見脂肪空泡和肌組織。

4 討論

裸鼠異位移植瘤模型具有可重復(fù)性，技術(shù)相對簡單，成本較低，數(shù)據(jù)可以量化，成功率高，生物學(xué)特性保持較好等優(yōu)點(diǎn)，因此，廣泛應(yīng)用于許多生物醫(yī)學(xué)研究[1-2]。本研究建立了20只人胰腺癌裸鼠皮下移植瘤模型，結(jié)果表明人胰腺癌Patu8988細(xì)胞接種后潛伏期短（5～7天），生長良好，成瘤率達(dá)到100%。

近年來，CT和MRI[3-6]已被用于胰腺癌裸鼠皮下移植瘤模型的成像研究。在現(xiàn)有條件下，采用常規(guī)Microscopy4.7cm顯微鏡線圈和1.5T高場強(qiáng)磁共振成像儀相結(jié)合的方法可獲得高質(zhì)量的小鼠圖像[7]，且腹腔注射MR造影劑釓貝葡胺能使正常小鼠組織、器官得到明顯強(qiáng)化[8]。在此基礎(chǔ)上，我們采用同樣的方法對人胰腺癌Patu8988荷瘤鼠進(jìn)行周期掃描，取得了令人滿意的圖像效果，可清晰地顯示鼠以及移植瘤的解剖結(jié)構(gòu)，并與病理檢查結(jié)果取得了較高的一致性。

本組所有皮下移植瘤T1WI平掃均表現(xiàn)為均勻等信號或均勻稍高信號，與周圍肌肉組織信號差異不大，說明T1WI平掃在觀察腫瘤內(nèi)部情況及顯示腫瘤境界上沒有明顯優(yōu)勢。個(gè)別瘤灶內(nèi)可見條片狀T1WI高信號灶，病理結(jié)果顯示為脂肪組織，同時(shí)T1WI平掃顯示局部皮下脂肪變薄、中斷或部分消失，這可能是由于腫瘤在生長過程中侵襲包繞局部皮下脂肪或發(fā)生脂肪變性所致。

T2WI腫瘤境界較清晰，2周時(shí)瘤灶表現(xiàn)為高信號，信號尚均勻，4周后瘤灶均表現(xiàn)為以高信號為主的不均勻混雜信號，6周、8周時(shí)可見部分瘤灶呈多個(gè)結(jié)節(jié)融合生長，這與病理檢查結(jié)果相一致，說明腫瘤不均勻性生長的特點(diǎn)，這是由惡性腫瘤的病理性質(zhì)所決定的。T2WI腫瘤內(nèi)部的更高信號區(qū)病理證實(shí)為壞死組織，這是由于胰腺癌為低分化腫瘤，生長較快，內(nèi)部血供不足，易引起缺血壞死所致。T2WI瘤灶內(nèi)等信號區(qū)病理證實(shí)為腫瘤侵襲局部肌組織，或因與周圍肌組織相鄰存在部分容積效應(yīng)所致。

由于磁共振造影劑是通過毛細(xì)血管滲入組織間隙，縮短局部組織氫質(zhì)子縱向馳豫時(shí)間（T1）而產(chǎn)生強(qiáng)化作用的，故腫瘤微血管的密度、滲透性、微血管和組織間隙的靜水壓影響造影劑在腫瘤內(nèi)部的灌注[9]。本研究增強(qiáng)結(jié)果表明所有腫瘤均呈明顯強(qiáng)化，2周時(shí)強(qiáng)化尚均勻，但以病灶周緣強(qiáng)化明顯，4周后瘤灶呈不均勻強(qiáng)化，腫瘤內(nèi)可見無強(qiáng)化區(qū)，隨著腫瘤的生長，無強(qiáng)化區(qū)范圍逐漸增大。腫瘤周緣強(qiáng)化明顯部位病理證實(shí)為供血豐富的腫瘤生長活躍區(qū)，腫瘤內(nèi)部無強(qiáng)化區(qū)病理證實(shí)為壞死組織（T2WI更高信號區(qū)）和（或）腫瘤細(xì)胞致密但毛細(xì)血管較少區(qū)（T2WI顯示為高信號）。

總之，本研究結(jié)果表明，采用1.5T MRI、顯微鏡線圈和增強(qiáng)檢查相結(jié)合可清晰地監(jiān)測人胰腺癌皮下移植瘤的生長過程、反映腫瘤的病理變化，增強(qiáng)掃描能提供更多的生物學(xué)信息，這均有助于從病理學(xué)角度深入理解和解釋動(dòng)物模型的MRI表現(xiàn)，可為進(jìn)一步研究藥物對胰腺癌的治療作用提供非創(chuàng)傷的動(dòng)態(tài)監(jiān)測方法。

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（收稿：2015-07-17 修回：2015-08-14）

MRI Features and Pathology of Human Pancreatic Cancer Subcutaneously Implanted Tumor Model in Nude Mice

ZHANG Meihua1,YANG Xiaochun2,SHEN Junkang2,ZHAO Yonghua1. 1Department of Radiology, Zhejiang Xiaoshan Hospital,Hangzhou (311202),China;2Department of Radiology,Second Hospital Affiliated to Suzhou University,Suzhou(215004),China

Objective To investigate the MRI features of human pancreatic cancer subcutaneously implanted tumor in nude mice and the pathomechanism of the MRI features.Methods Twenty nude mice were subcutaneously injected with human pancreatic cancer cells Patu8988 to establish the animal model.Every 4 mice were randomly sampled at 2,4,6,7,and 8 weeks after inoculation of the cells to conduct gross observation,MR scanning,and pathological examination.After gross observation,the bearing tumors were scanned by MR and enhanced MR（4 min after Gd-BOPTA injection）,and then the mice were sacrificed for pathological examination.MRI findings were compared with pathological findings.Results The successful rate of inoculation was 100%.The signal of twoweek-old tumors showed iso-intensity on T1WI and T2WI,the signal of four-to eight-week-old tumors showed iso-intensity or slight hyper-intensity on T1WI,and mix-intensity on T2WI.The tumors were intensified at 4min postinjection of the contrast agent.The edge of the tumors was intensified more than the center and the no-reinforcement area was observed in the center.Along with the growth of tumor,the no-reinforcement area enlarged gradually.Conclusion Routine MRI can be used to dynamically observe the transplanted tumor of pancreatic cancer,and the MRI features of implanted tumors have corresponding pathological findings.

nude mice;pancreatic cancer;magnetic resonance imaging;pathological findings

江蘇省蘇州市社會發(fā)展基金（No.SZD0614）；蘇州大學(xué)青年教師基金（No.Q3123557）

1浙江蕭山醫(yī)院放射科（杭州311202）；2蘇州大學(xué)附屬第二醫(yī)院影像科（蘇州 215004）

楊曉春，E-mail：yang.xiaochun@qq.com