前列腺良惡性病變超聲造影參數(shù)與VEGF、TGF-β1相關(guān)性的初步研究

劉倩，紅華，楊敬春，王芳，李敏，孫冉，吳國柱

內(nèi)蒙古自治區(qū)人民醫(yī)院 超聲醫(yī)學(xué)科，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010017

引言

近年來，前列腺癌的發(fā)病率在我國呈逐年上升趨勢，嚴(yán)重影響老年男性的身心健康。在前列腺腫瘤的發(fā)生和發(fā)展中血管生成起著至關(guān)重要的作用[1]。超聲造影（Contrast Enhanced Ultrasound，CEUS）技術(shù)可以顯示前列腺血管的血流灌注，能夠反映前列腺毛細(xì)血管及微循環(huán)，有文獻(xiàn)報道經(jīng)直腸超聲造影能夠使前列腺癌的檢出率得以提高[2-5]。血管內(nèi)皮生長因子（Vascular Endothelial Groth Factor，VEGF）是重要的促血管生成因子，與健康的個體相比，前列腺癌患者的組織和血清中VEGF水平更高[6]。轉(zhuǎn)化生長因子（Transforming Growth Factor Beta 1，TGF-β1）能促進(jìn)前列腺癌血管生成，是前列腺癌侵襲性形成的重要因素[7]。本文旨在研究前列腺良惡性病變超聲造影參數(shù)與血清VEGF、TGF-β1值的相關(guān)性，對前列腺癌的臨床診斷及治療提供幫助。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

2015年9月至2017年12月間我院泌尿外科收治的前列腺特異性抗原>4 ng/mL（包括TPSA>100 ng/mL的患者）或前列腺CT或MRI檢查可疑前列腺癌患者118例，年齡43～85歲，平均68歲，血清TPSA水平4.34～100 ng/mL，平均19.41 ng/mL。排除患有嚴(yán)重心、肺疾病等造影禁忌癥的患者，排除同時患有其他惡性腫瘤的患者。所有研究對象均在兩周內(nèi)未進(jìn)行前列腺按摩、直腸指診等刺激性檢查，空腹采靜脈血，離心后取血清，用酶標(biāo)記免疫吸附測定法測定血清VEGF值、TGF-β1值，且均行經(jīng)直腸前列腺超聲造影檢查及超聲引導(dǎo)下前列腺穿刺活檢，對于超聲造影無異常增強(qiáng)區(qū)域的患者采用12針系統(tǒng)穿刺活檢法，有異常增強(qiáng)區(qū)域者加穿1～2針。

1.2 儀器與方法

1.2.1 儀器

采用美國飛利浦公司生產(chǎn)的IU22型彩色多普勒超聲診斷儀，5～10 MHz變頻經(jīng)直腸端掃式探頭，配經(jīng)直腸專用穿刺架，18G活檢針（長20 cm）及自動活檢槍（由Bard公司生產(chǎn)），機(jī)械指數(shù)設(shè)為0.11～0.13。超聲造影劑采用意大利Barcco公司生產(chǎn)的注射用六氟化硫微泡（聲諾維SonoVue）、VEGF及TGF-β1血清檢測試劑盒。

1.2.2 方法

靜脈穿刺采集全血，待其凝血，室溫下離心獲取血清，用ELISA法測定患者血清中VEGF、TGF-β1含量。患者左側(cè)膝胸臥位，行經(jīng)直腸前列腺掃查及超聲造影檢查，儲存圖像并實(shí)時觀察前列腺內(nèi)造影劑的整體增強(qiáng)情況，造影觀察時間均為3 min，用QLAB軟件分析前列腺正中最大切面外腺及內(nèi)腺左右側(cè)各2點(diǎn)共4點(diǎn)或結(jié)節(jié)切面外腺及內(nèi)腺4點(diǎn)（包含結(jié)節(jié)）的時間-強(qiáng)度曲線形態(tài)，擬合曲線后記錄定量參數(shù)，即上升時間（RT）、峰值強(qiáng)度（PI）、平均通過時間（MTT）、曲線下面積（AUC）、強(qiáng)度降半時間（IHT）、上升支斜率（WIS）、達(dá)峰時間（TTP），求取各個病例4點(diǎn)相應(yīng)參數(shù)的平均值。

最后行超聲引導(dǎo)下經(jīng)直腸前列腺穿刺活檢術(shù)，用18G穿刺針分別在左右葉底、中、尖進(jìn)行12針系統(tǒng)穿刺活檢，針對造影所顯示異常增強(qiáng)區(qū)域加穿1～2針。

1.2.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 前列腺穿刺病理結(jié)果

經(jīng)直腸前列腺組織穿刺病理結(jié)果顯示：118例患者中良性前列腺增生60例，前列腺腺癌52例，前列腺慢性肉芽腫性炎3例，前列腺膿腫2例，前列腺孤立性纖維瘤1例。前列腺慢性肉芽腫性炎、前列腺膿腫、前列腺孤立性纖維瘤共6例，例數(shù)過少，在統(tǒng)計(jì)中剔除，112例良性前列腺增生及前列腺癌患者納入研究。

2.2 前列腺良惡性病變經(jīng)直腸超聲造影增強(qiáng)模式經(jīng)直腸超聲造影參數(shù)比較

本組60例良性前列腺增生患者超聲造影多表現(xiàn)為前列腺組織內(nèi)造影劑緩慢均勻填充，內(nèi)腺造影劑進(jìn)入早于外腺，內(nèi)腺的增強(qiáng)強(qiáng)度高于外腺，造影劑緩慢消退，且內(nèi)腺廓清時間晚于外腺（圖1）。本組52例前列腺癌患者，23例表現(xiàn)為彌漫性增強(qiáng)，即前列腺組織整體呈彌漫均勻增強(qiáng)，內(nèi)外腺分界不清，造影劑快速進(jìn)入，快速消退（圖2）；26例表現(xiàn)為不均勻增強(qiáng)，即前列腺組織整體呈彌漫不均勻增強(qiáng)，內(nèi)外腺分界不清，造影劑快速進(jìn)入，快速消退（圖3）；3例表現(xiàn)為局灶性（結(jié)節(jié)性）增強(qiáng)，即前列腺局部區(qū)域呈高增強(qiáng)，造影劑快速進(jìn)入，快速消退（圖4～5）。在RT、PI、MTT、AUC、IHT、WIS、TTP 7個超聲造影參數(shù)中，RT、PI、MTT、AUC、WIS、TTP 6個超聲造影參數(shù)在良性病變組和惡性病變組間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）。惡性病變組PI、AUC、WIS較良性病變組高（P＜0.01），而RT、MTT、TTP較良性病變組短（P＜0.01）（表1）。

圖1 良性前列腺增生患者超聲造影均勻性增強(qiáng)

圖2 前列腺癌患者超聲造影彌漫性增強(qiáng)

圖3 前列腺癌超聲造影不均勻性增強(qiáng)

圖4 前列腺癌超聲造影局灶性增強(qiáng)

圖5 前列腺癌超聲造影結(jié)節(jié)性增強(qiáng)

2.3 前列腺良惡性病變血清VEGF及TGF-β1值比較

良性病變組、惡性病變組血清VEGF及TGF-β1值比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01），良性病變組血清VEGF及TGF-β1值低，惡性病變組血清VEGF及TGF-β1值高（表2）。

表2 前列腺良性病變與前列腺惡性病變血清VEGF及TGF-β1值比較（±s）

表2 前列腺良性病變與前列腺惡性病變血清VEGF及TGF-β1值比較（±s）

注：采用Wilcoxon秩和檢驗(yàn)，*P＜0.01。

血清值 前列腺增生 前列腺癌 統(tǒng)計(jì)量 P VEGF (pg/mL) 25.26±24.09 35.57±33.52 2.861 0.004*TGF-β1 (ng/mL)33.70±22.30 57.85±36.14 5.382 ＜0.001*

2.4 前列腺良惡性病變超聲造影參數(shù)與血清VEGF及TGF-β1值相關(guān)性分析

參數(shù)PI與血清VEGF值呈顯著正相關(guān)，參數(shù) WIS與血清VEGF值呈顯著正相關(guān)，參數(shù)TTP與血清VEGF值呈負(fù)相關(guān)，參數(shù)RT、MTT、AUC、IHT與血清VEGF值無明確相關(guān)關(guān)系（表3）；參數(shù)RT與血清TGF-β1值呈負(fù)相關(guān)，參數(shù)PI與血清TGF-β1值呈顯著正相關(guān)，參數(shù)AUC與血清TGF-β1值呈顯著正相關(guān)，參數(shù)WIS與血清TGF-β1值呈顯著正相關(guān)，參數(shù)MTT、IHT、TTP與血清TGF-β1值無明確相關(guān)關(guān)系（表4）。

3 討論

血管生成和腫瘤生長密切相關(guān)[8]。經(jīng)直腸超聲造影對于腫瘤血管生成成像尤其有意義，因?yàn)樗軌蛲怀銮傲邢傥⒀苤械牡退傺?，能較為客觀地反映前列腺組織血流灌注情況，這種能力是由超聲造影劑實(shí)現(xiàn)的，由于其由氣體微泡填充，且大小與紅細(xì)胞相似，故可以流經(jīng)最小的微血管，只在血管中停留幾分鐘，不外滲到組織間隙，更適合于血流動力學(xué)的定量[9]，這種定量方法是通過時間-強(qiáng)度（TIC）曲線實(shí)現(xiàn)的，從TIC曲線中提取超聲造影參數(shù)，可以定量分析前列腺腫瘤的血管生成和組織學(xué)特性，對于提高前列腺穿刺活檢陽性率及病變檢出率有積極的意義。前列腺癌的發(fā)生發(fā)展過程中有多種因子參與。目前已知的促血管因子中VEGF是作用最強(qiáng)的因子之一，其通過與血管內(nèi)皮生長因子受體結(jié)合發(fā)揮作用，可刺激前列腺血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖、促進(jìn)前列腺癌組織轉(zhuǎn)移，VEGF通過自分泌和旁分泌兩種途徑刺激腫瘤細(xì)胞的生長和間質(zhì)新生血管的形成[10]。TGF-β1也能夠促進(jìn)前列腺癌血管生成，通過刺激癌周細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞增殖和分化，使血管結(jié)構(gòu)成為穩(wěn)定成熟的血管床，進(jìn)而促進(jìn)腫瘤血管增生、腫瘤細(xì)胞侵襲轉(zhuǎn)移[11]。

表1 前列腺良性病變與前列腺惡性病變超聲造影參數(shù)比較（±s）

表1 前列腺良性病變與前列腺惡性病變超聲造影參數(shù)比較（±s）

注：采用Wilcoxon秩和檢驗(yàn)，*P＜0.01。

參數(shù) 前列腺增生 前列腺癌 統(tǒng)計(jì)量 P RT (s) 11.45±11.44 6.11±3.61 5.385 ＜0.001*PI (dB) 4.54±3.32 10.12±3.93 7.333 ＜0.001*MTT (s) 33.29±20.24 26.47±15.12 3.447 ＜0.001*AUC (dBs) 294.57±307.03 568.11±377.71 4.422 ＜0.001*IHT (s) 45.65±34.85 40.49±26.1 1.765 0.077 WIS (dB/s) 0.35±0.52 1.48±0.87 7.39 ＜0.001*TTP (s) 30.21±16.05 23.95±0.49 5.102 ＜0.001*

表3 前列腺良惡性病變超聲造影參數(shù)與血清VEGF值相關(guān)性分析

表4 前列腺良惡性病變超聲造影參數(shù)與血清TGF-β1值相關(guān)性分析

本組60例良性前列腺增生患者超聲造影多表現(xiàn)為前列腺組織緩慢均勻增強(qiáng)，這是由于增生的前列腺血管分布均勻，血管直且分支規(guī)則，不存在動靜脈分流及動靜脈瘺，故造影劑灌注均勻且流進(jìn)流出緩慢；內(nèi)腺增強(qiáng)時間早于外腺且增強(qiáng)強(qiáng)度高于外腺，這與前列腺增生主要以內(nèi)腺增生為主有關(guān)，內(nèi)腺在增生過程中需要大量新生血管，但這些血管通常都是正常血管，具有完整的血管結(jié)構(gòu)，因此內(nèi)腺血流灌注較外腺增加且灌注均勻、消退緩慢；52例前列腺癌患者，有23例超聲造影增強(qiáng)模式表現(xiàn)為整體彌漫性增強(qiáng)，26例表現(xiàn)為不均勻增強(qiáng)，3例表現(xiàn)為局灶性（結(jié)節(jié)性）增強(qiáng)，造影劑均快速增強(qiáng)、快速消退，這是由于前列腺腫瘤血管分布不同，造影劑微泡聚集的形式也不同而造成的，腫瘤微血管在結(jié)構(gòu)上和功能上都與正常血管不同，腫瘤微血管通常呈不規(guī)則的分支，缺乏正常的樹枝狀分布結(jié)構(gòu)，迂曲擴(kuò)張、粗細(xì)不均，具有不可預(yù)測的血管直徑，高的彎曲度，多見粗大的毛細(xì)血管和竇狀間隙，并包含動靜脈分流[12]，故造影劑灌注可能不均勻、也可能均勻，且流進(jìn)流出速度較快。對這112例前列腺良惡性病變超聲造影TIC曲線擬合得出的7個造影參數(shù)中有6個參數(shù)（RT、PI、MTT、AUC、WIS、TTP）良惡性比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）。惡性病變組RT、MTT、TTP明顯短于良性病變組，與腫瘤微血管的快速生長，血管網(wǎng)雜亂無章，血流不規(guī)則灌注有關(guān)；PI表現(xiàn)為惡性_病變組大于良性病變組，說明惡性病變組的微血管密度及組織的血流量大于良性病變組，與吳成愛等[13]的研究結(jié)果一致；AUC表現(xiàn)為惡性病變組大于良性病變組，單位時間內(nèi)造影劑流入量明顯多于良性病變組，可能與前列腺腫瘤內(nèi)微循環(huán)明顯增加、局部形成動靜脈分流及動靜脈瘺、血管內(nèi)血流量增多有關(guān)，與陸殿元等[14]的研究結(jié)果一致；WIS表現(xiàn)為惡性病變組大于良性病變組，可能是由于惡性病變組造影曲線的PI高于良性病變組，且TTP、RT短于良性病變組所致，曲線呈速升型，造影劑流進(jìn)速度快,與腫瘤組織大量新生血管、存在動靜脈短路且血管內(nèi)血流速度增快有關(guān)。

本研究中前列腺惡性病變患者血清VEGF值高于前列腺良性病變組，是由于在前列腺癌中，VEGF主要位于前列腺癌細(xì)胞以及血管內(nèi)皮細(xì)胞，而在前列腺增生中，VEGF主要位于腺上皮細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞，因血管內(nèi)皮細(xì)胞本身不產(chǎn)生VEGF，故前列腺癌中大量的VEGF主要來源于前列腺癌細(xì)胞，在前列腺癌細(xì)胞增殖分化和浸潤轉(zhuǎn)移的過程中，癌細(xì)胞分泌大量的VEGF進(jìn)入血液，造成前列腺惡性病變患者血清中VEGF濃度較前列腺良性病變組升高[15]。TGF-β1在前列腺癌患者血清中增高，與Baselga等[16]的研究結(jié)果一致，TGF-β1可促進(jìn)前列腺癌細(xì)胞的增殖分化、增強(qiáng)前列腺癌的侵襲能力，其參與前列腺癌發(fā)病的主要機(jī)制是通過參與細(xì)胞周期和凋亡的調(diào)控，促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)的增殖和腫瘤血管的生成[17]。

另外，將經(jīng)直腸前列腺超聲造影參數(shù)與良、惡性病變組血清VEGF值、TGF-β1值進(jìn)行Spearman相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)：PI與血清VEGF值呈顯著正相關(guān)，即血清VEGF值越高，PI越高；WIS與血清VEGF值呈顯著正相關(guān)，即血清VEGF值越高，WIS越高；TTP與血清VEGF值呈負(fù)相關(guān)，即血清VEGF值越高，TTP越短；RT與血清TGF-β1值呈負(fù)相關(guān)，即血清TGF-β1值越高，RT越短；PI與血清TGF-β1值呈顯著正相關(guān)，即血清TGF-β1值越高，PI越高；AUC與血清TGF-β1值呈顯著正相關(guān)，即血清TGF-β1值越高，AUC越大；WIS與血清TGF-β1值呈顯著正相關(guān)，即血清TGF-β1值越高，WIS越高。

血清VEGF及TGF-β1與前列腺癌血管生成關(guān)系密切，且造影參數(shù) PI、WIS、TTP、RT、AUC 與血清 VEGF、TGF-β1具有相關(guān)性，故超聲造影參數(shù)能夠反映前列腺癌的血管生成，可用于指導(dǎo)前列腺靶向穿刺活檢，以提高前列腺癌的檢出率。本研究的不足之處為超聲造影只選取一個平面，由于前列腺癌的多灶性容易造成其他平面病灶漏診，下一步將進(jìn)一步研究前列腺三維超聲造影以彌補(bǔ)這一不足。

4 結(jié)論

超聲造影參數(shù)能夠反映前列腺癌的血管生成，可用于指導(dǎo)前列腺靶向穿刺活檢；血清VEGF值、TGF-β1值能夠反映前列腺癌的生物學(xué)行為，對前列腺癌治療及療效評估有一定的價值。