大鼠漿液性卵巢腫瘤的擴(kuò)散峰度成像特點(diǎn)及病理對照研究

蔡宋琪 李 瀛 李勇愛 李 新 王 麗 強(qiáng)金偉

漿液性卵巢腫瘤是最常見的上皮源性腫瘤，可根據(jù)生物學(xué)行為分為良性、交界性及惡性[1]。其中，漿液性交界性卵巢腫瘤（serous borderline ovarian tumor，SBOT）生長方式特殊，多發(fā)生于年輕女性，可行保留生育能力的腔鏡手術(shù)[2]。因此，術(shù)前正確診斷有助于臨床決策。

目 前， 擴(kuò) 散 峰 度 成 像（diffusion kurtosis imaging，DKI）在大腦膠質(zhì)瘤、乳腺癌及前列腺癌診斷及分級(jí)的應(yīng)用研究表明，其較常規(guī)擴(kuò)散加權(quán)成像（diffusion weighted imaging，DWI）在診斷上更具優(yōu)越性[3-5]。但DKI 在卵巢腫瘤中的應(yīng)用價(jià)值鮮有報(bào)道[6]。本研究將探究DKI 在鑒別良性、交界性及惡性漿液性卵巢腫瘤中的診斷價(jià)值，并與Ki-67 增殖指數(shù)進(jìn)行對照，為臨床應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

方 法

1.動(dòng)物模型制作

本實(shí)驗(yàn)嚴(yán)格遵守國家科學(xué)技術(shù)管理委員會(huì)關(guān)于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物飼養(yǎng)和使用條例。所有過程均受當(dāng)?shù)貏?dòng)物倫理委員會(huì)監(jiān)督。實(shí)驗(yàn)過程盡量減少對動(dòng)物的 傷 害。200±20g 雌 性SD（Sprague-Dawley）大鼠80 只（上海杰思捷實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司，SCXK[滬]2012-0006）用10%水合氯醛0.33ml/100g腹腔給藥麻醉至深度麻醉狀態(tài)，手術(shù)暴露一側(cè)卵巢，將含2mg DMBA 布片包裹于卵巢表面后用周圍脂肪固定覆蓋[7]。

2.MRI 檢查方法

術(shù)后第110 天，大鼠經(jīng)腹腔麻醉后行MRI 掃描。采用3.0 T 超導(dǎo)型磁共振掃描儀（Verio，Siemens Healthcare，Erlangen，Germany），8 通道相控陣大鼠線圈（CG-MUC29-H300-AS，辰光醫(yī)療科技股份有限公司，上海）。常規(guī)MRI 掃描序列包括：矢狀位、冠狀位及橫斷位T2 加權(quán)圖像（T2-weighted imaging，T2WI），T1 加權(quán)（T1-weighted imaging，T1WI）抑脂增強(qiáng)掃描。DWI和DKI 掃描序列：采用單次激發(fā)EPI（Echo planar imaging）序列橫斷面掃描，掃描參數(shù)如下：TR/TE，3300ms/71ms；b 值0，1000s/mm2和0、700、1400、2100s/mm2；層厚2mm，層距1.2 mm；矩陣148×148；FOV120mm×64.9mm；激勵(lì)次數(shù)4；掃描時(shí)間分別為1min 和5min；SPAIR 方法脂肪抑制。

3.圖像分析

ADC 圖使用系統(tǒng)自帶的后處理軟件（Syngo；Siemens Healthcare，Erlangen Germany）自動(dòng)生成。K 圖及D 圖用西門子公司開發(fā)軟件（MATLAB；Mathworks，Natick，Mass），DKI 的非線性計(jì)算方 程 為：S=S0·exp (2b·D+1/6·b2·D2·K)。S 是特定b 值下的擴(kuò)散信號(hào)值，S0 表示未經(jīng)擴(kuò)散加權(quán)的基礎(chǔ)信號(hào)值，K 為K 值的數(shù)值，代表峰度偏離正態(tài)分布的程度，無單位，K=0 是標(biāo)準(zhǔn)高斯分布，K 值越大越偏離高斯分布；D 是擴(kuò)散率，是非高斯偏倚校正后的ADC 值[8]。感興趣區(qū)的平均大小為18.2±2.1mm2（3 ～83mm2）。

4.組織病理學(xué)特征及免疫組化

卵巢腫瘤類型及分化程度診斷診斷依據(jù)H&E 染色病理學(xué)特征，分為漿液性良性腫瘤（serous benign ovarian tumors，SBT）、SBOT及漿液性卵巢癌（serous ovarian cancer，SOC）三組。Ki-67 以細(xì)胞核出現(xiàn)棕黃色顆粒為陽性，計(jì)算100 個(gè)細(xì)胞中Ki-67 的陽性細(xì)胞數(shù)，作為Ki-67 增殖指數(shù)。

5.統(tǒng)計(jì)分析

采用IBM SPSS Statistics 20.0（SPSS Inc.，Chicago，IL，USA） 及Medcalc 15.8（MedCalc Software，Ostend，Belgium）軟件包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。單因素方差分析及獨(dú)立t 檢驗(yàn)比較SBT、SBOT及SOC 的ADC 值、K 值及D 值差異。對于有意義的參數(shù)繪制受試者工作曲線（receiver operating characteristic，ROC）。McNemar 檢驗(yàn)不同參數(shù)的敏感性和特異性差異。參數(shù)與腫瘤分化程度和Ki67增殖指數(shù)之間的關(guān)系用Spearman 相關(guān)性檢驗(yàn)。統(tǒng)計(jì)顯著性設(shè)定為P＜0.05。

結(jié) 果

1.大鼠卵巢腫瘤成瘤情況

80 只大鼠中共67 只大鼠成瘤，獲取67 個(gè)腫塊，所有腫瘤均為漿液性。根據(jù)組織病理學(xué)結(jié)果被分為三組： SBT（23 個(gè)），SBOT（22 個(gè)）及SOC（22個(gè)）。其中2 個(gè)SBOT 及2 個(gè)SOC 因?yàn)閳D像扭曲被剔除。

2.各參數(shù)對漿液性腫瘤的診斷價(jià)值及診斷效能比較

SOC 的K 值 較SBOT 明 顯 增 高（0.78±0.12和0.63±0.10，P＜ 0.000），SOC 的D 值 與ADC值較SBOT 明顯減低（1.67±0.08)×10-3mm2/s 和(1.98±0.06)×10-3mm2/s，(1.10±0.05)×10-3mm2/s 和(1.24±0.03)×10-3mm2/s，P＜0.05（表1，圖1 ～2）。SBT 與SBOT 之間K 值和D 值無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

ADC 值、K 值及D 值的ROC 曲線下面積分別為0.704、0.827 和0.770，三者之間無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）（表2）。K 值鑒別診斷SBOT 與SOC 的特異性高于ADC 值（90%[18/20]與 60%[12/20]，P=0.031），敏感性與ADC 值相似（60%[12/20]與80%[16/20]，P=0.117）。D 值 與ADC 值 比 較， 兩者的敏感性與特異性無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（75%[15/20]與80%[16/20]，P=0.246；80%[16/20]與60%[12/20]，P=0.109）。

3.各參數(shù)與腫瘤分化程度及Ki-67 增殖指數(shù)相關(guān)性

K 值與Ki-67 增殖指數(shù)呈中度正相關(guān)（r=0.63，[95%CI：0.71，0.42]）。D 值 與Ki-67 增殖指數(shù)亦呈中度負(fù)相關(guān)（r=-0.63，[95%CI：0.71，0.42]）。ADC 值與Ki-67 增殖指數(shù)呈中度負(fù)相關(guān)（r=-0.57，[95%CI：0.67，0.18]）（圖3）。

表1 ADC 值，K 值和D 值鑒別漿液性良性腫瘤，交界性腫瘤和卵巢癌

表2 ADC， K 值和D 值鑒別漿液性交界性腫瘤和卵巢癌的診斷效能比較

圖1 漿液性交界性卵巢腫瘤。右側(cè)附件區(qū)見一囊實(shí)性腫塊（黑箭），T2WI（A）及橫斷位增強(qiáng)（B）可見囊內(nèi)分隔。實(shí)性組織呈ADC 圖：D 圖低信號(hào)（C、D），K 圖稍高信號(hào)（E）。鏡下（F，H&E×400）為向腔內(nèi)生長的珊瑚狀結(jié)構(gòu)伴不典型核異性，不伴間質(zhì)浸潤。

圖2 漿液性卵巢腺癌。左側(cè)附件區(qū)見一實(shí)性為主腫塊（黑箭）（A），增強(qiáng)后可見實(shí)性區(qū)域明顯強(qiáng)化（B）。實(shí)性組織呈ADC 圖：D 圖低信號(hào)（C、D），K 圖高信號(hào)（E）。鏡下（F，H&E×400）見顯著的核異性及間質(zhì)浸潤。

圖3 Ki-67 表達(dá)與DWI 和DKI 參數(shù)的相關(guān)性。漿液性良性腫瘤上皮的增殖指數(shù)為10%（A）， 漿液性交界性卵巢腫瘤的增殖指數(shù)為30%（B），漿液性腺癌的增殖指數(shù)為40%（C）。Ki-67 增殖指數(shù)與ADC 值和D 值呈負(fù)相關(guān)（D、E），與K 值呈正相關(guān)（F）。

討 論

通過DMBA 誘導(dǎo)的卵巢漿液性腫瘤模型與人卵巢腫瘤的基因表型相似，載瘤體具有完全的免疫能力，與人體內(nèi)環(huán)境相仿，是研究漿液性卵巢腫瘤的良好模型[9]。Ki-67 是反映腫瘤細(xì)胞增殖情況的指標(biāo)。研究表明，Ki-67 增殖指數(shù)與漿液性卵巢癌的侵襲性及預(yù)后相關(guān)[10]。我們的研究顯示K 值、D 值均與細(xì)胞增殖指數(shù)相關(guān)，該結(jié)論與乳腺癌及人交界性腫瘤的研究結(jié)論相似[6，11]。說明DKI 的參數(shù)能一定程度反映漿液性腫瘤的侵襲性。

本研究首次將DKI 應(yīng)用于漿液性卵巢腫瘤的分級(jí)診斷中，研究結(jié)果顯示DKI 在鑒別診斷SBOT 與SOC 中具有一定價(jià)值，但無法鑒別SBT 與SBOT。對比DWI，K 值、D 值與ADC 值的診斷效能雖無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但呈遞減趨勢（0.827，0.770和0.704）。我們課題組前期的研究顯示ADC 值鑒別人交界性腫瘤及卵巢癌的敏感性和特異性分別為97%和92%，并與細(xì)胞密度相關(guān)[12]。理論上，隨著惡性程度的增高，腫瘤細(xì)胞的密度增大、細(xì)胞外間隙變小，加之微血管生成增加及核質(zhì)比的改變，腫瘤微環(huán)境異質(zhì)性增強(qiáng)[13]。較DWI 所基于的線性模型，DKI 所基于的非高斯分布模型，更符合腫瘤組織內(nèi)的水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)情況，能夠反映瘤體內(nèi)的微結(jié)構(gòu)復(fù)雜性[7]。

其中，K值是衡量偏離高斯分布程度的重要參數(shù)，既往肺結(jié)節(jié)及前列腺癌等的研究表明K 值聯(lián)合ADC值能降低診斷誤診率[4，14]。本研究結(jié)果顯示K 值鑒別SBOT 與SOC 的特異性明顯高于ADC 值，這與DKI在乳腺腫瘤的研究結(jié)論相似[5]。但是，這種特征并未在人交界性卵巢腫瘤與卵巢癌的研究中體現(xiàn)出來[6]。究其原因，可能與人卵巢腫瘤研究中納入了不同病理亞型的上皮源性腫瘤有關(guān)。不同亞型的腫瘤生物學(xué)特征有所不同，如內(nèi)膜樣交界性腫瘤中往往含有出血成分，易影響磁場均勻性，從而影響對DKI 診斷價(jià)值的客觀判斷。

總而言之，本研究結(jié)果顯示DKI 有助于提高SBOT 與SOC 的鑒別診斷特異性，有望成為評估漿液性卵巢腫瘤侵襲性的無創(chuàng)性生物學(xué)標(biāo)志物。但其特異性的診斷界值及與患者的實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)、臨床分期的相關(guān)性仍需進(jìn)一步研究。