肺癌骨轉(zhuǎn)移瘤的DCE-MRI成像特點(diǎn)及與循環(huán)腫瘤細(xì)胞的相關(guān)性研究

劉桂鋒,苗瑩瑩，于紹楠,張淑華

(吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院，吉林 長(zhǎng)春130033)

肺癌骨轉(zhuǎn)移瘤的DCE-MRI成像特點(diǎn)及與循環(huán)腫瘤細(xì)胞的相關(guān)性研究

劉桂鋒,苗瑩瑩，于紹楠,張淑華*

(吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院，吉林 長(zhǎng)春130033)

肺癌是目前最常見的惡性腫瘤之一，發(fā)病率高，惡性程度也高，很多病人發(fā)現(xiàn)明顯癥狀時(shí)已經(jīng)是肺癌中晚期，可出現(xiàn)各個(gè)不同臟器的轉(zhuǎn)移，其中最常發(fā)生轉(zhuǎn)移的部位就是骨骼系統(tǒng)。DCE-MRI可以多參數(shù)成像，通過各種參數(shù)及曲線類型反映腫瘤組織內(nèi)血流灌注特征，顯示其血管分布情況。而基于腫瘤細(xì)胞播散理論， 檢測(cè)循環(huán)腫瘤細(xì)胞(CTC)可發(fā)現(xiàn)腫瘤的早期轉(zhuǎn)移。本研究旨在研究DCE-MRI相關(guān)參數(shù)與循環(huán)腫瘤細(xì)胞的相關(guān)性。

1 對(duì)象和方法

1.1 研究對(duì)象

本研究選取我院2014年5月-2015年5月期間肺癌患者36例，年齡46-68歲，平均年齡57歲，其中男性20例，女性16例。36例患者中，19例經(jīng)CT、常規(guī)MRI或PET確診存在骨轉(zhuǎn)移，17例經(jīng)PET掃描未發(fā)現(xiàn)骨轉(zhuǎn)移情況。19例肺癌骨轉(zhuǎn)移患者，對(duì)骨轉(zhuǎn)移部位進(jìn)行DCE-MRI檢查，17例未發(fā)現(xiàn)骨轉(zhuǎn)移的肺癌患者進(jìn)行腰椎DCE-MRI掃描，兩組均進(jìn)行血液學(xué)檢測(cè)循環(huán)腫瘤細(xì)胞并進(jìn)行記數(shù)。

1.2 方法

1.2.1 DCE-MRI檢查方法及數(shù)據(jù)處理 使用體部相控陣線圈，應(yīng)用Siemens 3.0T MAGNETOM Trio Tim磁共振掃描儀進(jìn)行掃描。采用軸位、冠狀位T1WI、PD，以及T1 vibe 冠狀位壓脂動(dòng)態(tài)增強(qiáng)。T1 vibe 冠狀位壓脂動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描方法：首先設(shè)置3°、6°、9°、12°、15°翻轉(zhuǎn)角進(jìn)行掃描，先掃描蒙片，參數(shù)為TR5.00ms，TE1.77ms，層厚3 mm，矩陣192×154，然后進(jìn)行動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描，以每個(gè)時(shí)相9秒的速度連續(xù)掃描30個(gè)時(shí)相，總時(shí)間270秒。對(duì)比劑使用歐乃影 (Gd-DTPA- BMA)，采用高壓注射器對(duì)比劑團(tuán)注法，劑量0.1 mmol/kg，流率2 ml/s。將掃描的原始圖像數(shù)據(jù)傳至Omni-Kinetics (GE Healthcare)后處理系統(tǒng)，使用兩室Tofts模型計(jì)算，由兩名具備5年影像診斷經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)生對(duì)圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。肺癌骨轉(zhuǎn)移患者，挑選腫瘤強(qiáng)化最明顯的實(shí)質(zhì)部分，劃定圓形感興趣區(qū)，感興趣區(qū)的大小約 25-80 mm2。肺癌未見骨轉(zhuǎn)移患者，與髂骨處劃定圓形感興趣區(qū)，感興趣區(qū)的大小約 25-80mm2。所有病例觀察指標(biāo)為容積轉(zhuǎn)運(yùn)常數(shù)(Ktrans)、細(xì)胞外間隙分?jǐn)?shù)(Ve)、血漿分?jǐn)?shù)(Vp)。

1.2.2 循環(huán)腫瘤細(xì)胞檢測(cè) 所有患者經(jīng)肘靜脈采血，取7 ml血放入含有EDTA抗凝劑的BD容量管中。血樣靜置，保存于4℃環(huán)境，并在24小時(shí)內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)。分離循環(huán)腫瘤細(xì)胞，循環(huán)腫瘤細(xì)胞使用免疫熒光法證實(shí)，在熒光顯微鏡下，使用細(xì)胞計(jì)數(shù)板(C-chip,DBT)來計(jì)數(shù)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

應(yīng)用SPSS17.0軟件進(jìn)行分析，對(duì)36例患者的DCE-MRI參數(shù)與循環(huán)腫瘤細(xì)胞進(jìn)行Pearson相關(guān)分析，全部數(shù)據(jù)均用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果

2.1 肺癌骨轉(zhuǎn)移組與肺癌無骨轉(zhuǎn)移組DCE-MRI各指標(biāo)比較 表1結(jié)果顯示， 肺癌骨轉(zhuǎn)移組Ktrans、Ve、Vp高于肺癌無骨轉(zhuǎn)移組，且二組之間具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

表1 肺癌骨轉(zhuǎn)移組與肺癌無骨轉(zhuǎn)移組DCE-MRI各指標(biāo)比較

2.2 肺癌骨轉(zhuǎn)移組與肺癌無骨轉(zhuǎn)移組循環(huán)腫瘤細(xì)胞比較 肺癌骨轉(zhuǎn)移組所有患者循環(huán)腫瘤細(xì)胞計(jì)數(shù)均大于2，其中4例為5-7，而肺癌無骨轉(zhuǎn)移組1例患者循環(huán)腫瘤細(xì)胞大于2，其余患者均未發(fā)現(xiàn)循環(huán)腫瘤細(xì)胞。2.3 肺癌骨轉(zhuǎn)移患者DCE-MRI各參數(shù)與循環(huán)腫瘤細(xì)胞的相關(guān)性 表2結(jié)果顯示，Ktrans與循環(huán)腫瘤細(xì)胞間顯著正相關(guān)，Ve、Vp與循環(huán)腫瘤細(xì)胞無相關(guān)性。

表2 肺癌骨轉(zhuǎn)移患者DCE-MRI各參數(shù)與循環(huán)腫瘤細(xì)胞的相關(guān)性

3 討論

DCE-MRI的原理是靜脈注入釓對(duì)比劑后，對(duì)選定層面通過連續(xù)多次T1加權(quán)成像，以獲得該層面每一像素點(diǎn)的時(shí)間-密度曲線，其曲線反映的是對(duì)比劑在該器官中濃度的動(dòng)態(tài)變化，從而用于評(píng)估病灶局部的生理和功能學(xué)改變。采集組織T1弛豫時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化參數(shù)，對(duì)其進(jìn)行定量分析。反映血流動(dòng)力學(xué)動(dòng)態(tài)變化的量化參數(shù)包括：Ktrans(min-1)，代表對(duì)比劑分子從血管內(nèi)向細(xì)胞外間隙的通過率； Ve，血管外細(xì)胞外間隙對(duì)比劑的容積分?jǐn)?shù) (= Ktrans / kep) ，代表對(duì)比劑漏出的間隙或分布間隙；Vp，代表血管內(nèi)的對(duì)比劑容積。本研究是以“兩室”數(shù)學(xué)模型為依據(jù)，應(yīng)用Omni-Kinetics (GE Healthcare)軟件計(jì)算各參數(shù)，其“兩室”分別為血管內(nèi)為中央室，血管外細(xì)胞外間隙為周邊室。Ktrans、Ve、Vp可以反映骨轉(zhuǎn)移瘤的異質(zhì)性特性，在本研究中顯示，Ktrans、Ve、Vp肺癌骨轉(zhuǎn)移組均高于肺癌非骨轉(zhuǎn)移組，這和一些學(xué)者對(duì)于腫瘤的研究結(jié)果相符，即Ktrans可以作為微血管通透性的定量指標(biāo)[1,2]，且具有可重復(fù)性。Ve則提示壞死及組織細(xì)胞化程度，隨著數(shù)值增大，表示血管外細(xì)胞外間隙容積越大，提示細(xì)胞化程度越低或壞死程度越高[3]。

由于實(shí)體腫瘤外周血中檢測(cè)到CTCs 是轉(zhuǎn)移發(fā)生的必要條件， 說明循環(huán)腫瘤細(xì)胞與腫瘤轉(zhuǎn)移發(fā)生關(guān)系密切[4]。腫瘤細(xì)胞存在于機(jī)體中，常處于休眠狀態(tài)。當(dāng)內(nèi)外環(huán)境刺激機(jī)體時(shí)， 腫瘤細(xì)胞被激活，形成微小病灶并增殖， 穿過基底膜， 進(jìn)入組織，在新的組織中增殖。在本研究中顯示，肺癌骨轉(zhuǎn)移患者循環(huán)腫瘤細(xì)胞計(jì)數(shù)均大于2，其中4例達(dá)到5-7個(gè)，而肺癌無骨轉(zhuǎn)移瘤患者僅有1例循環(huán)腫瘤細(xì)胞大于2，其余患者均未發(fā)現(xiàn)循環(huán)腫瘤細(xì)胞，也就是說，循環(huán)腫瘤細(xì)胞的出現(xiàn)促進(jìn)了骨轉(zhuǎn)移的出現(xiàn)。

在循環(huán)腫瘤細(xì)胞計(jì)數(shù)與DCE-MRI相關(guān)參數(shù)相關(guān)性研究中發(fā)現(xiàn)，Ktrans與循環(huán)腫瘤細(xì)胞具有正相關(guān)性，可能原因是肺癌骨轉(zhuǎn)移病灶微血管通透性增加，病灶微環(huán)境發(fā)生改變，循環(huán)腫瘤細(xì)胞易于穿過基底膜所致。

在該研究中，肺癌無骨轉(zhuǎn)移組中有1例循環(huán)腫瘤細(xì)胞大于2個(gè)，雖然該患者未發(fā)現(xiàn)骨轉(zhuǎn)移病灶，但也存在潛在風(fēng)險(xiǎn)，或者已經(jīng)發(fā)生早期骨轉(zhuǎn)移，但是臨床相關(guān)檢查未發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移灶。

綜上所述，DCE-MRI可以量化評(píng)估肺癌骨轉(zhuǎn)移的血管通透性及細(xì)胞化程度、壞死程度。今后，我們研究的方向就是如何在未出現(xiàn)明顯骨轉(zhuǎn)移病灶之前，就利用DCE-MRI的方法對(duì)早期轉(zhuǎn)移灶進(jìn)行診斷，提早干預(yù)治療。

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吉林省教育廳十三五科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目[吉教科合字(2016)第467號(hào)]

*通訊作者

1007-4287(2017)09-1347-03

2016-03-25)