3.0T表觀擴(kuò)散系數(shù)與直腸癌病理分型及預(yù)后指標(biāo)的相關(guān)性

沈 璐，唐 菲，林 翌，周 潔，王軼彬，宗根林，習(xí) 芊，張 蕾

同濟(jì)大學(xué)附屬上海市東方醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科

3.0T表觀擴(kuò)散系數(shù)與直腸癌病理分型及預(yù)后指標(biāo)的相關(guān)性

沈 璐，唐 菲，林 翌，周 潔，王軼彬，宗根林，習(xí) 芊，張 蕾

同濟(jì)大學(xué)附屬上海市東方醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科

目的：探討表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)與直腸癌患者病理類型及預(yù)后指標(biāo)的相關(guān)性。方法：對72例直腸癌患者進(jìn)行回顧性分析，比較不同組別患者ADC值，并用受試者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線確定各因素的ADC鑒別界值。結(jié)果：不同T分期的患者ADC值有顯著差異，淋巴結(jié)外腫瘤種植陽性患者ADC值明顯低于陰性患者，術(shù)前糖類抗原19-9(carbohydrate antigen19-9，CA19-9)≥35 g/mL的患者ADC值明顯低于CA19-9＜35 g/mL的患者。ADC值對T2/T3～4、淋巴外腫瘤種植及術(shù)前CA19-9水平的鑒別界值分別為1.215×10-3、1.335×10-3和1.165×10-3mm2/s。結(jié)論：ADC值與直腸癌預(yù)后指標(biāo)相關(guān)性較強(qiáng)，具有一定的預(yù)測價(jià)值，有望成為一種無創(chuàng)的直腸癌預(yù)后生物學(xué)標(biāo)志物。

表觀擴(kuò)散系數(shù)；擴(kuò)散加權(quán)成像；直腸癌；預(yù)后因素

結(jié)腸癌是常見的消化道惡性腫瘤之一。美國癌癥協(xié)會(huì)年度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，結(jié)直腸癌是癌癥死亡的最常見原因之一，僅次于肺癌、乳腺癌和前列腺癌[1]。在我國，隨著生活水平的不斷提高，直腸癌的發(fā)病率也呈上升趨勢。直腸癌的治療以手術(shù)切除為主，同時(shí)增加放化療等輔助療法作為補(bǔ)充。根據(jù)腫瘤的病理分型、分期、浸潤程度等，手術(shù)切除的腸段長度、切除方式及術(shù)前術(shù)后采用的輔助放化療方案有所不同[2]。根據(jù)不同的病理類型采取合理的治療方式，能在切除腫瘤的同時(shí)最大限度地保留患者腸段功能，從而提高患者生活質(zhì)量。因此，對直腸癌的病理類型、分期和預(yù)后因素的診斷顯得尤為重要。

根據(jù)以往研究成果，影響直腸癌預(yù)后的相關(guān)因素有很多。術(shù)前癌胚抗原(carcinoembryonic antigen，CEA)及糖類抗原19-9 (carbohydrateantigen19-9，CA19-9)水平、腫瘤分期、有無癌栓、神經(jīng)侵襲、直腸癌術(shù)后環(huán)周切緣(circumferential resection margin，CRM)是否受侵等已成為公認(rèn)的直腸癌預(yù)后相關(guān)因素[3]。然而，所有這些預(yù)后相關(guān)因素大多需在術(shù)后才能獲得較準(zhǔn)確的結(jié)果，因此應(yīng)用受到限制。

目前，MRI作為一種無創(chuàng)診斷方法，已用于直腸癌的診斷與分期。其中擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)是通過體內(nèi)水分子的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)反映水分子的擴(kuò)散程度，提供細(xì)胞完整性及病理方面的信息，表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)可對組織中水分子的擴(kuò)散程度進(jìn)行量化評價(jià)。部分研究顯示，ADC值能作為生物標(biāo)記用于區(qū)分良惡性腫瘤，并反映相關(guān)病理特征[4-5]。

本研究通過系統(tǒng)探討直腸腫瘤ADC值與直腸癌預(yù)后相關(guān)因素的關(guān)系，為臨床測量ADC值評估腫瘤預(yù)后提供參考資料。

1 資料和方法

1.1 研究對象

選取2010年4月—2014年3月同濟(jì)大學(xué)附屬東方醫(yī)院結(jié)直腸外科收治的患者，并對其進(jìn)行回顧性分析?；颊呒{入標(biāo)準(zhǔn)如下：① 術(shù)后病理結(jié)果為直腸癌；② 術(shù)前未經(jīng)任何治療；③ 術(shù)后保留有完整的病理學(xué)報(bào)告；④ 術(shù)前進(jìn)行MRI及DWI檢查且有完整資料?；颊吲懦龢?biāo)準(zhǔn)如下：① MRI檢查距手術(shù)時(shí)間超過3周；② ADC及DWI圖像上無明顯腫瘤信號。

最終納入分析患者72例，其中男性41例，女性31例。患者年齡30～82歲，平均年齡(62.9±11.9)歲，中位數(shù)年齡64歲。

1.2 MRI檢查

患者采用仰臥位，足先進(jìn)，掃描范圍從直腸乙狀結(jié)腸交界處至肛門，分別行常規(guī)盆腔矢狀位快速自旋回波(turbo spin echo，TSE) T2WI、軸位TSE T2WI、軸位TSE T1WI，然后行DWI軸位掃描，掃描層面與軸位T2WI保持一致。

MRI檢查采用3.0T MRI掃描儀(PHILIPS公司Achieva 3.0T雙梯度超導(dǎo)型磁共振)。檢查序列按以下順序：T1WI：重復(fù)時(shí)間(repetition time，TR)=230ms，回波時(shí)間(echo time，TE)=2 424 ms，矩陣384×192，視野(field of view，F(xiàn)OV) 350 mm；T2WI：TR=3 574 ms，TE=100 ms，矩陣308×336，F(xiàn)OV 200 mm；T1增強(qiáng)序列：TR=3 464 ms，TE=1 588 ms，矩陣288×256，F(xiàn)OV 400 mm；DWI：TR=2 348 ms，TE=55 ms，層厚4 mm，矩陣288×256，F(xiàn)OV 360 mm，b=1 000 s/mm2。

1.3 圖像分析

使用PHILIPS公司提供的Extended MR WorkSpace EWS工作站進(jìn)行圖像分析。圖像分析由兩名放射科醫(yī)師共同完成，采用b=1 000 s/ mm2時(shí)DWI圖像重建ADC圖并計(jì)算ADC值。ADC值測量時(shí)，選取面積為5 mm3的區(qū)域作為感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，在3個(gè)連續(xù)層面上對ROI進(jìn)行多次測量，避開腫瘤壞死及出血區(qū)。兩名醫(yī)師進(jìn)行判斷時(shí)僅被告知病理確認(rèn)為直腸癌，對患者腫瘤位置、腫瘤分期等其他病理資料均不知情。

1.4 病理及免疫組化分析

對術(shù)中所獲標(biāo)本進(jìn)行病理分析，分析內(nèi)容如下：腫瘤病理分型、腫瘤TNM分期、組織分化程度、CRM是否受侵、神經(jīng)是否受侵、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況及是否有癌栓。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié) 果

2.1 病理及術(shù)前血清檢測結(jié)果

術(shù)后病理結(jié)果顯示，72例患者中，共有64例腺癌、4例黏液腺癌、4例印戒細(xì)胞癌。TNM分期顯示，T2期36例、T3期30例、T4期6例。低分化12例、中分化54例、高分化6例。術(shù)后淋巴結(jié)N0期19例、N1期18例、N2期35例。有癌栓52例、無癌栓20例。神經(jīng)侵犯陽性14例，陰性58例。CRM有侵犯5例、無侵犯67例。淋巴結(jié)外腫瘤種植陽性56例、陰性16例。術(shù)前CEA水平＜5 ng/mL 38例、≥5 ng/mL 34例。術(shù)前CA19-9水平＜35 g/mL 11例、≥35 g/mL 61例。

2.2 腫瘤平均ADC值與各病理學(xué)因素的關(guān)系

本研究中，直腸癌平均ADC值為(1.25±0.20)×10-3mm2/s。直腸癌平均ADC值在不同腫瘤T分期、淋巴結(jié)外腫瘤種植和術(shù)前CA19-9水平組中差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。T2、T3和T4期患者的MRI和DWI圖像見圖1～3。在直腸癌低、中、高分化組中，ADC值依次升高，但3組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在N0、N1、N2組中，ADC值依次降低，但3組間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。在其他各預(yù)后因素分組中，預(yù)后較差組ADC值低于預(yù)后較好組，但無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(表1)。

圖1 T2期直腸癌患者影像學(xué)比較

圖2 T3期直腸癌患者影像學(xué)比較

圖3 T4期直腸癌患者影像學(xué)比較

表1 ADC值與各預(yù)后因素之間相關(guān)性分析

2.3 不同預(yù)后因素的ADC鑒別界值

對有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的預(yù)后因素用受試者工作特征ROC曲線分析ADC值的鑒別價(jià)值，其中T分期以T2/T3～4分組，結(jié)果見表2。

表2 不同預(yù)后因素的ADC鑒別界值

3 討 論

與正常組織相比，惡性腫瘤細(xì)胞長期處于分裂間期，細(xì)胞體積較小，密度較高，腫瘤組織中自由水分子的擴(kuò)散程度較小，在DWI上顯示為高信號，因此DWI對組織病理特征鑒別的靈敏度較高[6]。直腸壁各層結(jié)構(gòu)和直腸腸系膜能通過高分辨率T2WI而清晰區(qū)分，但T2WI在鑒別腫瘤周圍纖維化與腫瘤侵犯時(shí)仍有一定的局限性，DWI恰好可彌補(bǔ)這一缺陷。T2WI聯(lián)合DWI診斷直腸癌具有較高的準(zhǔn)確率和特異度，同時(shí)可更好地對直腸癌進(jìn)行定位[7]。

目前，DWI聯(lián)合ADC值已廣泛應(yīng)用于直腸癌的鑒別診斷、定位和分期中，但闡述ADC值與直腸癌預(yù)后相關(guān)因素，尤其是病理相關(guān)因素的資料較少。本研究通過將ADC值與病理預(yù)后相關(guān)因素共同分析，評價(jià)DWI是否能作為反映直腸癌預(yù)后的量化指標(biāo)，為直腸癌術(shù)前預(yù)后評估提供無創(chuàng)性檢查資料。

腫瘤TNM分期和淋巴結(jié)外腫瘤種植是公認(rèn)的影響直腸癌患者預(yù)后的獨(dú)立影響因素。本研究發(fā)現(xiàn)，不同T分期患者之間ADC值有顯著性差異，T分期越高，ADC值越低。同時(shí)，N分期患者ADC值差異雖無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但仍呈現(xiàn)出N分期越高，ADC值越低的趨勢，與前人研究結(jié)果相似[8]。本研究還發(fā)現(xiàn)，淋巴結(jié)外腫瘤種植陽性患者的ADC值顯著高于淋巴結(jié)外腫瘤種植陰性患者，且ROC曲線分析提示ADC值對淋巴結(jié)外腫瘤種植有較好的鑒別價(jià)值。因此，ADC值可能與腫瘤的侵襲性密切相關(guān)。

CEA和CA19-9是較常見的腫瘤標(biāo)記，臨床上常用于腫瘤的早期診斷和復(fù)發(fā)診斷[9]。本研究中，CA19-9較高組患者ADC值顯著低于CA19-9水平較低組，CEA水平較高組患者ADC平均值低于CEA水平較低組，但未見統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，推測可能與分組時(shí)選擇CEA分界點(diǎn)有關(guān)。在臨床診斷中，術(shù)前CEA水平仍是一個(gè)重要的預(yù)后因素。

直腸癌的分化程度也是影響患者預(yù)后的重要因素之一[10]。分化程度較低的組織中，細(xì)胞核較大，細(xì)胞數(shù)目較多且排列緊密，在一定程度上會(huì)限制水分子的布朗運(yùn)動(dòng)。本研究中，隨著腫瘤分化程度降低，ADC值呈降低趨勢，提示ADC值在一定程度上可預(yù)測腫瘤的惡性程度。

腫瘤的病理分型也與預(yù)后有密切關(guān)系。印戒細(xì)胞癌和黏液腺癌發(fā)生轉(zhuǎn)移的概率較高，預(yù)后較差，而高分化腺癌預(yù)后較好[11]。本研究中，3種病理分型腫瘤的ADC值未見明顯差異。分析原因，可能是本研究中印戒細(xì)胞癌和黏液腺癌例數(shù)較少(各4例)所致，但仍可發(fā)現(xiàn)印戒細(xì)胞癌與黏液腺癌患者的平均ADC值略高于腺癌患者。

綜上所述，本研究發(fā)現(xiàn)ADC值與直腸癌預(yù)后因素相關(guān)性較強(qiáng)，具有一定的預(yù)測價(jià)值，有望成為一種無創(chuàng)的直腸癌預(yù)后生物學(xué)標(biāo)記。

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Correlation between apparent diffusion coefficient and pathological pattern and prognostic factors of rectal cancer

SHEN Lu, TANG Fei, LIN Yi, ZHOU Jie, WANG Yibing, ZONG Genlin, XI Qian, ZHANG Lei

(Department of Radiology, East Hospital of Shanghai Tongji University, Shanghai 200120, China)

SHEN Lu E-mail: sl322fsl322f@126.com

Objective: To analyze the correlation between pre-treatment apparent diffusion coefficient (ADC) and pathological pattern and prognostic factors of rectal cancer. Methods: The data of 72 rectal cancer patients were retrospectively analyzed, and the ADC values were compared. The ADC cut-off value for each prognosis factor was determined with receiver operating characteristic (ROC) curve. Results: The ADC values of different T stages were statistically significant. The ADC values of tumors with extranodal tumor deposits or carbohydrate antigen19-9 (CA19-9) level ≥35 g/mL were significantly lower. The ADC cut-off values for T2/T3-4, extranodal tumor deposits and preoperative CA19-9 level were 1.215×10-3, 1.335×10-3and 1.165×10-3mm2/s, respectively. Conclusion: The ADC value of rectal cancer is strongly associated with the prognostic factors of rectal cancer, which indicates that the ADC value is a potential new noninvasive biomarker for rectal cancer prognosis.

Apparent diffusion coefficient; Diffusion weighted imaging; Rectal cancer; Prognotic factor

R445.2

A

1008-617X(2017)01-0043-06

2017-02-01）

沈璐 E-mail：sl322fsl322f@126.com