磁共振定量參數(shù)對腦膠質(zhì)瘤分級的診斷效能及與瘤組織EGFR Ki-67表達的關(guān)聯(lián)性分析

陳 雯， 李澤生， 鐘 凱

(四川省簡陽市人民醫(yī)院， 四川 簡陽 641400)

腦膠質(zhì)瘤是顱內(nèi)最常見的惡性腫瘤，其病理級別是影響手術(shù)治療效果及患者預后的重要因素，因此術(shù)前準確的病理分級判定，對治療方案的制定及預后改善意義重大[1]。磁共振是目前診斷、治療顱內(nèi)腫瘤的最常用影像學技術(shù)，可獲得顱內(nèi)腫瘤的定量參數(shù)，可對腫瘤病理變化情況進行準確評估。此外，生物學標志物在腦膠質(zhì)瘤病理變化中的作用越來越受臨床關(guān)注，瘤組織表皮生長因子受體(Epidermal growth factor receptor，EGFR)是一種具有酪氨酸蛋白激酶活性的膜受體[2]，已有研究[3]證實其在惡性腫瘤中活性明顯增高，可能與腫瘤的惡性程度有一定關(guān)系。細胞核增殖相關(guān)抗原(Nuclear proliferation-associated antigen，Ki-67)是目前反映腫瘤細胞增殖活性的可靠標志，常用來評價腫瘤的惡性程度[4]?；诖耍狙芯繃L試探究磁共振定量參數(shù)對腦膠質(zhì)瘤分級的診斷效能及與EGFR、Ki-67表達的關(guān)聯(lián)性，旨在為臨床診治本病提供參考。報告如下。

1 資料與方法

1.1一般資料:前瞻性選取2018年1月至2020年4月我院收治的87例腦膠質(zhì)瘤患者，采用世界衛(wèi)生組織中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分類標準評定腦膠質(zhì)瘤分級，共分為Ⅰ～Ⅳ級，Ⅰ、Ⅱ級為低級別腦膠質(zhì)瘤,Ⅲ、Ⅳ級為高級別腦膠質(zhì)瘤[5]。根據(jù)腦膠質(zhì)瘤分級分為兩組，低級別組均為Ⅱ級患者，其中少突膠質(zhì)細胞瘤28例，星形細胞瘤13例，共41例。高級別組Ⅲ級患者35例，其中間變型星形細胞瘤19例，間變型少突膠質(zhì)細胞瘤16例，Ⅳ級患者11例，均為膠質(zhì)母細胞瘤，共46例。

1.2選例標準:納入標準：①符合腦膠質(zhì)瘤診斷標準[6]；②首次發(fā)??；③無磁共振檢查禁忌；④無腦部手術(shù)史；⑤患者及家屬知曉本研究，已簽署同意書。排除標準：①嚴重感染性疾病患者；②合并其他惡性腫瘤者；③老年癡呆、帕金森、嚴重顱腦創(chuàng)傷等疾病患者；④免疫系統(tǒng)疾病患者；⑤血液系統(tǒng)疾病患者。

1.3方法:一般資料統(tǒng)計方法：采用我院自制《腦膠質(zhì)瘤患者一般資料調(diào)查量表》統(tǒng)計，內(nèi)容包括年齡、性別、體質(zhì)量指數(shù)(Body mass index，BMI)、飲酒史、吸煙史、腦膠質(zhì)瘤家族史、腫瘤位置、合并疾病(高脂血癥、糖尿病、心臟病、高血壓)。BMI評價標準[7]：低于18.5 kg/m2為過輕，18.5～23.9 kg/m2為正常，24.0～27.9 kg/m2為過重，28.0～32.0kg/m2為肥胖，高于32kg/m2為非常肥胖。飲酒定義：每日飲白酒≥2兩或啤酒≥2瓶，每周飲酒≥1次；吸煙定義：每天抽煙≥1支，連續(xù)吸煙時間>6月。

磁共振檢查方法：采用東芝1.5T型號Vantage型磁共振成像系統(tǒng)，18通道體表相控陣列線圈，均于治療前行磁共振檢查，檢查前囑咐患者去除金屬等可能影響檢查的異物，患者平躺于檢測臺上，取頭先進位，先后行顱腦常規(guī)磁共振檢查、動態(tài)增強磁共振成像、常規(guī)增強掃描。①常規(guī)磁共振檢查參數(shù)設(shè)置：軸位、冠/矢狀位T1WI使用自旋回波序列，TR 450ms，層厚8mm，視野240mm×195mm，TE10ms，矩陣256×208，軸位T2WI使用快速自旋回波序列，TR4200ms，層厚8mm，視野240mm×195mm，TE98ms，矩陣256×208。②動態(tài)增強磁共振成像檢查參數(shù)設(shè)置：采用超快速擾相梯度回波序列，TR199ms，TE1.05ms，矩陣260mm×210mm，矩陣128×96，翻轉(zhuǎn)角20度，掃描的中間層以病灶所在位置的最大層面為參考，層厚6mm，層間距1.2mm，共90期，每期4s。采用高壓注射器將廣州康臣藥業(yè)有限公司的釓噴酸葡胺注射液(劑量0.1mmoL/kg)靜脈注入，速度3mL/s，并立即用同等容積生理鹽水沖管，先掃描5期作為蒙片，第6期以4mL/s流率先后注入Gd-DTPA及生理鹽水。③常規(guī)增強掃描參數(shù)設(shè)置：采用T1WI-SE序列，TR450ms，TE10ms，層厚8mm，矩陣256×208，視野240mm×195mm。將掃描圖像上傳至后處理工作站，由2名資深影像學醫(yī)師在不清楚病理學結(jié)果情況下進行盲法閱片，選擇膠質(zhì)瘤滲漏最高部位作為感興趣區(qū)，計算并記錄磁共振定量參數(shù)，包括容積轉(zhuǎn)運常數(shù)(Transfer rate constant，Ktrans)、血管外細胞外容積分數(shù)(Extra vascular extra cellular space leakage space，Ve)、水腫寬度。

1.4觀察指標:①兩組一般資料。②兩組磁共振定量參數(shù)。③評價磁共振定量參數(shù)診斷腦膠質(zhì)瘤分級的效能。④兩組瘤組織EGFR、Ki-67陽性率、平均積分光密度，MRI檢查后1周內(nèi)完成手術(shù)，取術(shù)中切除標本，采用免疫組化法檢測EGFR、Ki-67陽性率，采用Biosens Digital Imaging System v1.6 分析系統(tǒng)，于放大10 × 40倍數(shù)下測量EGFR、Ki-67平均積分光密度，以上操作均由專業(yè)人員嚴格按照操作規(guī)范完成。⑤分析磁共振定量參數(shù)與瘤組織EGFR、Ki-67平均積分光密度的關(guān)系。

1.5統(tǒng)計分析:數(shù)據(jù)處理采用SPSS22.0軟件，計數(shù)資料以例數(shù)描述，采用χ2檢驗，等級資料行Ridit檢驗，計量資料采取Bartlett方差齊性檢驗與Kolmogorov-Smirnov正態(tài)性檢驗，均確認具備方差齊性且服從正態(tài)分布，以平均數(shù)±標準差描述，兩組間比較采用獨立樣本t檢驗，相關(guān)性分析采用Pearson相關(guān)系數(shù)模型，診斷效能分析采用受試者工作特征(ReceiVer operating characteristic，ROC)曲線，獲取曲線下面積(Area under the curve，AUC)、置信區(qū)間、敏感度、特異度及cut-off值，不同診斷方案間曲線下面積比較采用DeLong檢驗，聯(lián)合診斷實施Logistic二元回歸擬合，返回診斷概率logit(p)，將其作為獨立檢驗變量，均采用雙側(cè)檢驗，檢驗水準α=0.05。

2 結(jié) 果

2.1兩組一般資料比較:低級別組、高級別組年齡、性別、BMI、飲酒史、吸煙史、腦膠質(zhì)瘤家族史、腫瘤位置、合并疾病比較，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 兩組一般資料對比

2.2兩組磁共振定量參數(shù)比較:高級別組Ktrans、Ve、水腫寬度均較低級別組高(P<0.05)。見表2。

表2 兩組磁共振定量參數(shù)比較

2.3磁共振定量參數(shù)診斷腦膠質(zhì)瘤分級的效能:采用ROC曲線獲取磁共振定量參數(shù)診斷腦膠質(zhì)瘤分級的AUC、cut-off值、敏感度、特異度，結(jié)果顯示各參數(shù)中Ve診斷的AUC最大，為0.851；實施Logistic二元回歸擬合進行聯(lián)合診斷，返回診斷概率logit(p)，結(jié)果顯示各參數(shù)聯(lián)合的AUC為0.891，大于各參數(shù)單一診斷，見圖1、表3。

圖1 磁共振定量參數(shù)診斷腦膠質(zhì)瘤分級的ROC

表3 磁共振定量參數(shù)診斷腦膠質(zhì)瘤分級的效能分析

2.4兩組瘤組織EGFR、Ki-67表達比較:免疫組化顯示，EGFR陽性染色主要定位于細胞膜和細胞質(zhì)，Ki-67陽性染色主要定位于細胞核。高級別組EGFR陽性率為63.04%(29/46)，高于低級別組的39.02%(16/41)(χ2=5.009，P=0.025)。高級別組Ki-67陽性率為67.39%(31/46)，高于低級別組的21.95%(9/41)(χ2=18.021，P<0.001)。定量分析顯示，高級別組瘤組織EGFR、Ki-67平均積分光密度高于低級別組(P<0.05)。見表4。

表4 兩組瘤組織EGFR Ki-67平均積分光密度比較

2.5磁共振定量參數(shù)與瘤組織EGFR、Ki-67表達的關(guān)系:Ktrans、Ve、水腫寬度均與瘤組織EGFR平均積分光密度呈正相關(guān)(r=0.732、0.667、0.757，P均<0.001)；Ktrans、Ve、水腫寬度均與瘤組織Ki-67平均積分光密度呈正相關(guān)(r=0.677、0.642、0.657，P均<0.001)。見圖2～7。

圖2 Ktrans與EGFR表達的關(guān)系

圖3 Ve與EGFR表達的關(guān)系

圖4 水腫寬度與EGFR表達的關(guān)系

圖5 Ktrans與Ki-67表達的關(guān)系

圖6 Ve與Ki-67表達的關(guān)系

圖7 水腫寬度與Ki-67表達的關(guān)系

3 討 論

磁共振作為一種無創(chuàng)影像學檢查技術(shù)，具有軟組織分辨率高、能進行多方位、多參數(shù)成像的特點，尤其是磁共振動態(tài)對比增強掃描的成像機制并不完全依賴血腦屏障的破壞，同時與血管高通透性密切相關(guān)，其定量參數(shù)不僅能反映膠質(zhì)瘤組織微循環(huán)結(jié)構(gòu)，且能準確評估血管通透性。本研究通過對比發(fā)現(xiàn)高級別腦膠質(zhì)瘤患者的磁共振定量參數(shù)Ktrans、Ve、水腫寬度均明顯高于低級別腦膠質(zhì)瘤患者。其中Ktrans是對比劑從第一室轉(zhuǎn)移至細胞外血管外細胞間隙的速率，其水平與流經(jīng)組織血液量、血管內(nèi)皮表面積和通透性密切相關(guān)，正常腦組織中Ktrans值接近于0，但腦膠質(zhì)瘤內(nèi)Ktrans值受組織血液量等變化的影響明顯升高[8]。Ve代表單位容積組織內(nèi)細胞外血管外間隙的體積，為對比劑從血管內(nèi)滲漏到血管外間隙的容積與整個細胞外血管外間隙的比值，能夠反映細胞外血管外間隙大小、血管壁的通透性，同時能反映細胞外血管外間隙中的細胞密度或腫瘤壞死的程度。Ktrans與Ve共同反映對比劑由血管漏出至細胞外血管外間隙的綜合情況。水腫寬度是反映瘤周水腫區(qū)域范圍的重要參數(shù)，腦組織水腫是因血管破壞或血流障礙導致腦組織水分增加所致，其與腫瘤的惡性程度密切相關(guān)。相關(guān)研究[9]表明，腦膠質(zhì)瘤的惡性程度越高，腫瘤周圍腦組織水腫程度越高，而腦組織水腫程度增加可進一步加重顱內(nèi)壓及神經(jīng)功能缺損程度，促進疾病進展。由此可見，磁共振定量參數(shù)Ktrans、Ve、水腫寬度與腦膠質(zhì)瘤病情進展情況密切相關(guān)，可能應用于腦膠質(zhì)瘤分級診斷方面。本研究進一步通過ROC曲線分析，發(fā)現(xiàn)Ktrans、Ve、水腫寬度診斷腦膠質(zhì)瘤分級的AUC均在0.78以上，能滿足臨床診斷基本需求。王寧等[10]通過對40例腦膠質(zhì)瘤患者的一項回顧性研究，證實磁共振動態(tài)對比增強掃描定量參數(shù)與腦膠質(zhì)瘤Ki-67指數(shù)呈正相關(guān)，可作為評估腦膠質(zhì)瘤細胞增殖程度的指標。支持本研究結(jié)果結(jié)論。本研究中磁共振定量各參數(shù)聯(lián)合診斷腦膠質(zhì)瘤分級的AUC高達0.891，大于各參數(shù)單一診斷，提示各參數(shù)聯(lián)合為臨床診斷腦膠質(zhì)瘤分級提高更準確數(shù)據(jù)參考。

本研究還發(fā)現(xiàn)，高級別腦膠質(zhì)瘤患者瘤組織EGFR陽性率、Ki-67陽性率及EGFR、Ki-67平均積分光密度均高于低級別腦膠質(zhì)瘤患者，提示瘤組織EGFR、Ki-67表達情況可能與腦膠質(zhì)瘤分級有關(guān)。EGFR是原癌基因c-erbB-1的表達產(chǎn)物，具有酪氨酸激酶活性，其與生長因子組成的EGF/EGFR信號通路被激活后可將細胞外信號傳遞至細胞內(nèi)和細胞核，在膠質(zhì)細胞增殖和侵襲性生長過程中發(fā)揮重要促進作用。Ki-67是一種細胞增殖狀態(tài)的重要標記物，被公認為是能準確反映細胞群增殖活性的客觀指標，其蛋白表達水平越高，腫瘤細胞增殖越快，惡性程度越高[11]。由此可見瘤組織EGFR、Ki-67表達增加可促進腦膠質(zhì)瘤的細胞增殖，從而促進病情加重。本研究通過相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)Ktrans、Ve、水腫寬度均與瘤組織EGFR、Ki-67平均積分光密度呈正相關(guān)，提示磁共振定量參數(shù)變化與瘤組織EGFR、Ki-67表達情況密切相關(guān)，可作為評估腦膠質(zhì)瘤細胞增殖情況的重要參數(shù)。

綜上可知，磁共振定量參數(shù)可診斷腦膠質(zhì)瘤分級，具有良好診斷效能，且與瘤組織EGFR、Ki-67表達密切相關(guān)，可為臨床評估腦膠質(zhì)瘤細胞增殖情況提供重要依據(jù)。本研究屬于橫斷面研究，尚存在樣本量小、未設(shè)置正常對照等不足，研究結(jié)果有待通過多中心研究驗證。