前列腺癌擴散加權(quán)成像、動態(tài)對比增強MRI參數(shù)與Ki-67蛋白表達的相關(guān)性

張家偉，趙瑩瑩，黃婷，李鵬，蔡磊，陳志強*

1.寧夏醫(yī)科大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院，寧夏銀川 750004；2.寧夏醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院放射科，寧夏銀川 750004； *通訊作者 陳志強zhiqiang_chen99@163.com

前列腺癌是男性常見的惡性腫瘤，在我國發(fā)病率呈逐年升高趨勢，早期明確診斷有利于提高患者的遠期生存率[1]。近年，隨著MRI新技術(shù)在前列腺疾病中的廣泛應(yīng)用，前列腺多參數(shù)磁共振成像（multiparametric magnetic resonance imaging，mpMRI）已被公認為診斷前列腺癌的最佳影像學(xué)檢查方法，其包括T2WI、擴散加權(quán)成像（DWI）、動態(tài)對比增強 MRI（dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging，DCE-MRI）[2]。Ki-67是反映腫瘤增殖狀態(tài)的常用標志物，目前關(guān)于前列腺癌影像參數(shù)與 Ki-67之間的關(guān)系鮮有報道。本研究擬回顧性研究前列腺疾病患者DWI、DCE-MRI特征與Ki-67的相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1 研究對象 收集寧夏醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院放射科2014年1月—2017年8月行常規(guī)序列T2WI、DWI、DCE-MRI檢查，并經(jīng)病理檢查證實為前列腺疾病的93例患者，包括前列腺癌，前列腺增生和（或）慢性前列腺炎。納入標準：①行mpMRI掃描均無禁忌證（如幽閉恐懼癥）；②臨床可疑前列腺癌，血清前列腺特異性抗原（prostate specific antigen，PSA）不同程度升高和（或）直腸指檢觸及質(zhì)地較硬的結(jié)節(jié)樣腫塊；③術(shù)前4周內(nèi)進行DWI、DCE-MRI檢查；④均有完整的影像學(xué)和病理資料；⑤MRI檢查前均未行穿刺活檢及接受任何治療?；颊吣挲g50～88歲，平均68.9歲；前列腺癌47例，非前列腺癌[前列腺增生和（或）慢性前列腺炎]46例；Ki-67陰性41例，Ki-67低表達（+）41例，Ki-67高表達（++）～（+++）11例。

1.2 儀器與方法 采用GE Signa Excite HD 3.0T MRI儀，接受線圈為心臟相控線圈，囑患者盡量保持平靜呼吸。常規(guī)掃描序列包括前列腺、精囊腺范圍的T1WI、T2WI、壓脂T2WI、DWI、DCE-MRI序列。DWI采用單次激發(fā)EPI序列，掃描參數(shù)：b值為800 s/mm2，層厚3 mm，層間距0 mm，TR 2000 ms，TE 56.3 ms，視野36 cm×32.4 cm，矩陣128×128，掃描時間64 s。DCE-MRI掃描參數(shù)：TR 2.7 ms，TE 1.2 ms，層厚3.0 mm，掃描層數(shù)660層，矩陣272×160，視野40 cm×36 cm，連續(xù)掃描55期，掃描時間183 s，單次時相掃描時間約3.34 s。

1.3 圖像分析 由 2位經(jīng)驗豐富的放射科診斷醫(yī)師采用盲法對所有患者mpMRI最可疑為前列腺癌的病灶進行結(jié)果判讀，結(jié)論不一致時協(xié)商達成一致。采用GE ADW 4.3工作站Functool2軟件后處理，在DCEMRI、DWI掃描病灶最顯著的位置選取感興趣區(qū)（ROI），ROI需完全置于病灶，并盡量避開囊變、壞死、出血等部位，大小約30～35 mm2，隨機測量3次，取平均值。ADC值測量結(jié)果通過DWI高信號及ADC圖低信號位置繪制ROI后自動生成，DCE-MRI繪制時間-信號強度（TIC）曲線，并根據(jù)公式（1）、（2）計算最大強化程度（SImax）、最快強化率（Rmax），達峰時間（Tmax）為曲線開始強化至強化峰值所需時間。

1.4 免疫組化檢查 所有標本均采用二分步法進行檢測，石蠟包埋，切片厚度約4 μm，經(jīng)脫蠟等一系列過程，所選標本行病理穿刺的部位應(yīng)與 MRI圖像選擇的ROI盡可能一致，實驗步驟嚴格按照試劑盒說明書進行相關(guān)操作。

Ki-67主要定植于細胞核，經(jīng)免疫組化染色后出現(xiàn)黃色、棕黃色、棕褐色顆粒為Ki-67陽性，反之為陰性或未表達。Ki-67分級標準[3]：①陰性（-）：陽性細胞數(shù)<5%；②弱陽性（+）：陽性細胞數(shù)5%～25%；③陽性（++）：陽性細胞數(shù)26%～50%；④強陽性（+++）：陽性細胞數(shù)>50%。根據(jù)分級標準將Ki-67分為陰性組（-）、低表達組（+）、高表達組（++）～（+++）。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 22.0軟件，計量資料以±s表示，組間兩兩比較先檢驗方差齊性，方差齊時采用獨立樣本t檢驗，方差不齊時采用獨立樣本Kruskal-WallisH檢驗，前列腺癌DWI、DCE-MRI參數(shù)與Ki-67的相關(guān)性采用Kendall’s tau-b等級相關(guān)分析，P<0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 病理結(jié)果 Ki-67陰性組、Ki-67低表達組及Ki-67高表達組前列腺疾病患者的病理結(jié)果見表1及圖1。

表1 不同Ki-67表達組前列腺疾病患者的病理結(jié)果

圖1 A.男，65歲，前列腺癌。免疫組化示Ki-67呈陽性表達（×200），細胞核經(jīng)免疫組化染色后出現(xiàn)黃色、棕黃色、棕褐色顆粒，PSA為100 ng/ml；Gleason：5+4=9。B.男，57歲，良性前列腺增生伴慢性前列腺炎。免疫組化示Ki-67呈陰性表達（×200），細胞核經(jīng)免疫組化染色后未出現(xiàn)黃色、棕黃色、棕褐色顆粒，PSA為20.34 ng/ml

2.2 前列腺癌組與非前列腺癌組及 Ki-67不同表達組間影像參數(shù)比較 前列腺癌組與非前列腺癌組及Ki-67陰性組、Ki-67低表達組、Ki-67高表達組ADC值、Tmax、SImax、Rmax見表2及圖2，組間兩兩比較，前列腺癌組與非前列腺癌組之間及Ki-67陰性組與Ki-67低表達組、Ki-67高表達組差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），但Ki-67低表達組與高表達組差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。

2.3 前列腺良、惡性疾病各影像參數(shù)與Ki-67的相關(guān)性 ADC值、Tmax與Ki-67均呈負相關(guān)（r=-0.50、-0.37，P<0.01），SImax、Rmax與Ki-67均呈正相關(guān)（r=0.29、0.36，P<0.01）。見圖3。

表2 前列腺癌組與非前列腺癌組及Ki-67不同表達組影像參數(shù)比較（ ±s）

表2 前列腺癌組與非前列腺癌組及Ki-67不同表達組影像參數(shù)比較（ ±s）

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圖2 男，79歲，前列腺癌。抑脂T2WI示雙側(cè)外周帶呈均勻低信號（箭，A）；DCE-MRI示癌區(qū)早期呈明顯強化（箭，B）；TIC曲線示癌區(qū)（綠色線）呈Ⅰ型曲線，非癌區(qū)（紫色線）呈Ⅲ型曲線（C）；DWI示癌區(qū)呈明顯高信號（箭，D）；ADC圖示癌區(qū)呈明顯低信號（箭），癌區(qū)ADC值（0.66×10-3 mm2/s）較非癌區(qū)ADC值（1.21×10-3 mm2/s）明顯減低（E）

圖3 Ki-67與前列腺良、惡性疾病影像參數(shù)的相關(guān)性。A、B、C、D分別為ADC值、Tmax、SImax、Rmax與Ki-67之間的相關(guān)性

3 討論

隨著醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的發(fā)展，mpMRI在前列腺癌的診斷和治療中已得到廣泛應(yīng)用，不僅可以指導(dǎo)初始和重復(fù)活檢部位的選擇，還可以減少活檢假陰性結(jié)果[4]。本研究顯示，mpMRI參數(shù)可作為預(yù)測腫瘤增殖能力的影像學(xué)指標。

3.1 前列腺癌 mpMRI特征及 Ki-67蛋白表達情況DWI通過測量ADC值的大小反映活體組織內(nèi)水分子擴散狀態(tài)（自由度和方向性），后者能間接反映組織微觀結(jié)構(gòu)的變化[5-6]。前列腺癌主要發(fā)生于外周帶，較少發(fā)生于中央移行帶，其T2WI上表現(xiàn)為病變部位均勻性低信號、邊界模糊不清。由于正常前列腺組織被腫瘤組織（腫瘤細胞和間質(zhì)）取代，間質(zhì)成分越多，腫瘤組織質(zhì)地越硬且實，細胞間隙明顯變窄，水分子擴散越容易受限，使得DWI圖上病灶呈顯著高信號，ADC圖上呈顯著低信號，ADC值降低。良性前列腺增生T2WI上顯示病變主要位于中央腺體區(qū)，其內(nèi)可見多發(fā)大小不等的類圓形有假包膜的結(jié)節(jié)樣病灶，邊界清晰。T2WI上顯示良性前列腺增生可呈低信號、高信號及混雜高低信號；DWI根據(jù)增生的成分不同與T2WI表現(xiàn)相似。慢性前列腺炎T2WI主要表現(xiàn)為外周帶彌漫性低信號，DWI圖呈彌漫性稍高信號，ADC圖顯示為稍低信號，由于大部分良性前列腺疾病水分子擴散未明顯受限，使得ADC值較高，但仍存在部分重疊現(xiàn)象。Anwar等[7]研究認為前列腺癌的ADC值為（0.57±0.08）～（0.94±0.25）×10-3mm2/s，較低的ADC值代表分化差的前列腺癌，較高的ADC值代表分化好的前列腺癌，即前列腺癌的ADC值與腫瘤分化成反比。孫靜等[8]、李鵬等[9]的研究也證實了這一結(jié)論。

DCE-MRI是以液體流動效應(yīng)為基準反映組織灌注情況（包括定性、半定量、定量）的測量方法[10]，可以了解惡性組織信號強度、腫瘤微血管生成程度、血管滲透性增加情況；惡性腫瘤處的造影劑堆積與腫瘤血管生成和滲漏的微血管系統(tǒng)有關(guān)，通常癌變部位增強早期即會迅速強化，達峰值后造影劑迅速清除，強化程度顯著下降[8]。本研究結(jié)果顯示，由于腫瘤組織包括實質(zhì)（腫瘤細胞）和間質(zhì)（主要包括血管和結(jié)締組織）兩部分，基于間質(zhì)內(nèi)富含大量的血管成分，腫瘤細胞的血運非常豐富，對腫瘤細胞起營養(yǎng)和支持作用，使得腫瘤細胞短時間內(nèi)異常增殖；因而前列腺癌的DCE-MRI表現(xiàn)為達峰時間更短，強化程度早期更顯著，強化速度更快，峰值更高，與Scialpi等[11]的研究結(jié)論一致。

Ki-67是在細胞核內(nèi)檢測到且能夠反映惡性腫瘤增殖率的常用生物學(xué)標志物，其在維持細胞增殖活性方面的能力較為穩(wěn)定。Ki-67位于除靜息細胞（G0期）以外所有細胞周期（G1、S、G2、有絲分裂期）的活性階段。本研究證實，Ki-67在前列腺癌組織中呈高表達，在良性前列腺疾病中以低表達或不表達為主，而前列腺癌組與非前列腺癌組Ki-67陽性率分別為85.1%、26.1%，提示Ki-67對前列腺癌患者具有潛在的預(yù)測及預(yù)后評估價值，與既往研究結(jié)果一致[12-14]。

3.2 DWI、DCE-MRI參數(shù)與Ki-67的相關(guān)性 目前關(guān)于前列腺癌的ADC值、DCE-MRI半定量參數(shù)與預(yù)后因素（尤其 Ki-67）的相關(guān)性研究較少。本研究結(jié)果顯示，Ki-67陰性組、Ki-67低表達組、Ki-67高表達組的DWI、DCE-MRI各參數(shù)組間兩兩比較，Ki-67陰性組與 Ki-67陽性組差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）；但Ki-67低表達組與Ki-67高表達組差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），可能與既往研究關(guān)于Ki-67表達的截斷值尚無統(tǒng)一定論有關(guān)，還可能與本組Ki-67高表達組樣本量偏小有關(guān)，需進一步研究證實。本研究結(jié)果顯示，ADC值、Tmax與Ki-67均呈負相關(guān)（r=-0.50、-0.37，P<0.01）；而SImax、Rmax與Ki-67均呈正相關(guān)（r=0.29、0.36，P<0.01）；Kim等[15]研究發(fā)現(xiàn)，在乳腺癌中ADC值與Ki-67的相關(guān)性最強。Calvar等[16]研究發(fā)現(xiàn)腦腫瘤ADC值與Ki-67呈負相關(guān)。Szabó等[17]研究表明，乳腺癌 TIC曲線類型與Ki-67具有相關(guān)性，尤其Ⅲ型曲線（流出型曲線，提示惡性病變）。可能由于腫瘤組織微循環(huán)灌注水平與腫瘤細胞增殖活性之間有一定的相互作用，腫瘤細胞增殖能力越強，越容易促使微血管生成，腫瘤異型性越顯著，微循環(huán)灌注能力越強；同時，隨著腫瘤微血管的增加，微循環(huán)的灌注能力增加又可以促進腫瘤的快速增殖，使得腫瘤細胞異?；钴S，從而引起腫瘤組織的Tmax明顯縮短，SImax、Rmax明顯增高，提示mpMRI參數(shù)可以作為預(yù)測Ki-67表達水平的影像學(xué)指標。

總之，前列腺癌DWI、DCE-MRI各參數(shù)與Ki-67均具有相關(guān)性。DWI、DCE-MRI參數(shù)可以無創(chuàng)性地評估前列腺癌的生物學(xué)特性，可以作為預(yù)測腫瘤惡性程度的影像生物學(xué)指標。