腎癌的多模態(tài)MRI研究進(jìn)展

余薇，楊陽，鄔穎華

作者單位：成都中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院放射科，成都 610075

腎細(xì)胞癌(renal cell carcinoma，RCC)亦稱腎癌，是泌尿系統(tǒng)常見的惡性腫瘤之一，發(fā)病率逐年上升[1]。目前RCC的發(fā)病機(jī)制尚不清楚，認(rèn)為主要與吸煙、肥胖、高血壓等有關(guān)[2]。早期癥狀多不典型，大部分患者甚至可無癥狀，晚期表現(xiàn)為無痛性肉眼血尿、腹部包塊、腰痛等，約30%的RCC患者在首診即已發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，失去最佳手術(shù)機(jī)會(huì)[3]。RCC缺乏特異性腫瘤標(biāo)志物，因此其早期診斷主要依靠影像學(xué)檢查。多模態(tài)MRI檢查借助新技術(shù)在結(jié)構(gòu)和功能成像層面分析疾病，可從分子水平為RCC的早期診斷及治療提供重要信息，筆者就多模態(tài)MRI在RCC中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 常規(guī)MRI在腎癌中的研究進(jìn)展

MRI具有高軟組織分辨率，其能評估腫瘤的范圍、內(nèi)部壞死程度及周圍組織受侵，為RCC的鑒別診斷及腫瘤分期提供依據(jù)。吳靜云等[4]研究顯示RCC患者中常規(guī)MRI參考下腔靜脈瘤栓長度、瘤栓與下腔靜脈壁分界是否清晰、瘤栓是否充滿下腔靜脈、瘤栓邊緣是否光滑及下腔靜脈壁正常信號是否改變，聯(lián)合診斷下腔靜脈壁受侵的敏感度和特異度為94.12%和79.49%，AUC為0.897。Ak?n等[5]研究顯示腎嗜酸細(xì)胞瘤T2WI信號強(qiáng)度及增強(qiáng)MRI廓清值明顯高于嫌色細(xì)胞癌，并認(rèn)為T2WI聯(lián)合增強(qiáng)MRI有助于鑒別兩者。Rocco等[6]參考病理評分系統(tǒng)進(jìn)行分級(i-Cap分級)，利用常規(guī)MRI評估RCC假包膜(pseudocapsule，PC)的侵襲性，根據(jù)影像學(xué)特征對PC浸潤性進(jìn)行分級(MRI-Cap分級：0級，無假包膜；1級，假包膜清晰可見；2級，假包膜局部中斷；3級，假包膜明顯中斷)，結(jié)果顯示MRI-Cap與i-Cap分級一致性良好，其中對MRI-Cap2-i-Cap 2的敏感度及特異度最高，為0.94、0.95，可見常規(guī)MRI評估PC的侵襲性診斷指標(biāo)較好，此外參考PC的MRI分級特征，還有助于外科醫(yī)生確定腎切除術(shù)最小切緣。

2 功能MRI在腎癌中的研究進(jìn)展

2.1 擴(kuò)散加權(quán)成像

2.1.1 MR擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)

DWI是目前檢測活體組織內(nèi)水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的最簡單、方便的影像成像技術(shù)，通過單指數(shù)模型，來定量計(jì)算出反映組織內(nèi)水分子擴(kuò)散狀態(tài)的表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)值。Hynek等[7]研究發(fā)現(xiàn)透明細(xì)胞型RCC(clear cell RCC，ccRCC)的ADC值較乳頭狀癌和嫌色細(xì)胞癌最 高(均 值 分 別 為1.365×10－3mm2/s、1.006×10－3mm2/s、1.068×10－3mm2/s)，有助于ccRCC和其他組織類型RCC鑒別。目前DWI越來越多的應(yīng)用于腎臟病變的診斷，對于良惡性腫瘤、不同病理類型腎臟腫瘤間以及和其他疾病的鑒別診斷有重要價(jià)值[8-11]，例如ccRCC的T2WI以高信號、輕度高信號為主，DWI以高信號為主，乳頭狀RCC以T2WI輕度低信號為主，DWI以高信號為主，利用DWI聯(lián)合T2WI可對小RCC亞型的進(jìn)行鑒別診斷[12]。DWI從微觀結(jié)構(gòu)監(jiān)測不同病變的水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，為臨床鑒別良惡性腫瘤及RCC不同病理亞型提供了重要依據(jù)，減少良性腫瘤不必要的腎臟切除術(shù)。

2.1.2 擴(kuò)散加權(quán)成像體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)(intravoxelincoherent motion，IVIM)

IVIM成像技術(shù)是一種將擴(kuò)散和血液灌注作用進(jìn)行分離的擴(kuò)散新技術(shù)，基于雙指數(shù)模型，在b值較低的情況下，微血管的灌注情況對DWI圖像的影響更大，在b值較高的情況下，水分子的真實(shí)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)對DWI圖像的影響更大。IVIM補(bǔ)充了血流在微血管網(wǎng)中灌注情況對DWI的影響，能夠更加準(zhǔn)確地反映病變的微觀病理變化，為疾病的診斷及預(yù)后評估提供重要信息[13]。D代表擴(kuò)散系數(shù)，可反映病變組織內(nèi)真實(shí)水分子的擴(kuò)散效應(yīng)，D*為假性擴(kuò)散系數(shù)，是病灶內(nèi)灌注成分所致的擴(kuò)散效應(yīng)。f為灌注分?jǐn)?shù)，反映病變內(nèi)流經(jīng)毛細(xì)血管血液的容積分?jǐn)?shù)。有學(xué)者研究顯示D和D*值與ccRCC的分級負(fù)相關(guān)，f值和分級正相關(guān)，D*和f鑒別高級別和低級別ccRCC的準(zhǔn)確性較高，AUC值分別為0.873和0.793[14]。但也有學(xué)者研究顯示D*和f無法區(qū)分高級別和低級別ccRCC[15]。Cong等[16]研究發(fā)現(xiàn)IVIM成像f值鑒別ccRCC和非ccRCC的敏感度和特異度分別為98.4%和75.0%。IVIM成像在評估RCC病理亞型及分化程度具有一定的可靠性，對預(yù)測腫瘤生物學(xué)行為有重要價(jià)值。

2.1.3 MR擴(kuò)散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)

DTI是基于傳統(tǒng)擴(kuò)散成像技術(shù)的新MRI成像技術(shù)，通過施加6個(gè)以上方向的擴(kuò)散敏感梯度場，使其既可測量組織的擴(kuò)散量，又可評價(jià)組織內(nèi)水分子的各向異性[17]。在單指數(shù)模型基礎(chǔ)上，利用各向異性擴(kuò)散張量重建組織微觀結(jié)構(gòu)，從而在三維空間內(nèi)能更全面地獲得體素內(nèi)水分子的各向異性程度及擴(kuò)散情況，常用的參數(shù)有平均擴(kuò)散率(mean diffusivity，MD)及各向異性分?jǐn)?shù)(fractional anisotropy，F(xiàn)A)。Feng等[18]研究表明ADC值、FA值與細(xì)胞密度呈負(fù)相關(guān)，病理分級與細(xì)胞密度正相關(guān)，當(dāng)ADC值、FA值分別為1.003×10－3mm2/s和0.218 mm2/s，鑒別高級別和低級別RCC的準(zhǔn)確性較高(AUC=0.864、0.931)。耿莉等[19]報(bào)道了關(guān)于DTI在腎臟實(shí)性腫瘤中的診斷和鑒別診斷，結(jié)果表明血管平滑肌脂肪瘤(angiomyolipoma，AML)的FA值高于ccRCC，ADC值低于ccRCC(P值均＜0.05)。Qiang等[20]研究多b值DTI成像，發(fā)現(xiàn)在b值為800，F(xiàn)A值為0.254×10.3 mm2/s時(shí)，鑒別ccRCC和乏脂肪型AML的敏感度和特異度最高(100%、73.3%)。利用DTI成像無創(chuàng)性鑒別腫瘤良惡性，避免了臨床上非必要的病理活檢和手術(shù)，對患者的治療和預(yù)后具有重要意義。

2.1.4 MR擴(kuò)散峰度成像(diffusion kurtosis imaging，DKI)

DKI是基于非高斯分布的DKI模型MRI成像技術(shù)，不僅能獲得常規(guī)的擴(kuò)散指標(biāo)，還可以獲得峰度指標(biāo)，可以量化水分子擴(kuò)散位移曲線和擴(kuò)散的高斯分布偏差，在描述組織微觀結(jié)構(gòu)優(yōu)于傳統(tǒng)的擴(kuò)散成像，常用的參數(shù)有平均擴(kuò)散峰度(mean kurtosis，MK)、軸向擴(kuò)散峰度(axial kurtosis，AK)、徑向擴(kuò)散峰度(radial kurtosis，RK)等。目前多項(xiàng)研究表明DKI成像在區(qū)分高級別和低級別RCC有較高的診斷價(jià)值。Wang等[21]研究顯示高級別RCC的DKI成像峰度系數(shù)平均值高于低級別RCC(P＜0.05)，該參數(shù)鑒別高低級別RCC的效能較高，敏感度、特異度為分別為87.9%、80.0%，AUC值為0.889。Cao等[22]研究認(rèn)為MK是DKI中評估RCC病理分級最有價(jià)值的峰度度量(ICC=0.923)。朱慶強(qiáng)等[23]研究發(fā)現(xiàn)峰度相關(guān)參數(shù)(MK、RK、AK)與病理分級正相關(guān)，MK和RK鑒別高低級別RCC的AUC值為0.923、0.926，MRI功能成像在腫瘤的診斷、生物學(xué)及治療方面有較大潛力，各種擴(kuò)散模型亦有一定的局限性，不足以反映生物體內(nèi)復(fù)雜的擴(kuò)散過程。

2.2 血氧水平依賴磁共振成像(blood-oxygen-level-depentment MRI，BOLD-MRI)

BOLD成像是一種反映組織內(nèi)血紅蛋白氧含量的MRI功能成像，可以評估組織內(nèi)氧生物利用度。利用脫氧血紅蛋白作對比劑，監(jiān)測組織中脫氧血紅蛋白含量改變與氧分壓的改變。Wu等[24]研究BOLD成像在預(yù)測腎癌部分腎切除術(shù)后腎功能的價(jià)值，聯(lián)合RCC同側(cè)腎皮質(zhì)和腎髓質(zhì)的T2值對預(yù)測術(shù)后腎功能的準(zhǔn)確性大于Renal評分系統(tǒng)(AUC值分別為0.762、0.634)，張瑩瑩等[25]研究結(jié)果與其相一致。蔡利忠等[26]研究發(fā)現(xiàn)ccRCC中R2*值與HIF-2α呈正相關(guān)(P＜0.05)，高級別ccRCC的HIF-2α表達(dá)率明顯高于低級別腫瘤，BOLD成像R2*值在一定程度上有助于評估ccRCC的病理分級。

2.3 T1 mapping成像

T1 mapping成像是通過測量圖像體素中的T1值實(shí)現(xiàn)對生物組織的定量分析，T1值是組織細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)的綜合反映，能夠?qū)M織的病理變化直接進(jìn)行量化，通過測量T1native和T1post值的變化，反映組織內(nèi)對比劑的變化，并且操作簡單，掃描時(shí)間短。既往研究顯示T1 mapping可以無創(chuàng)評估心肌纖維化、肝臟纖維化等[27-28]。目前該成像技術(shù)已逐漸應(yīng)用于腫瘤的組織分化程度及鑒別診斷的研究中。Wang等[29]研究發(fā)現(xiàn)T1native聯(lián)合T1native-post值鑒別高級別和低級別ccRCC的AUC值為0.912，T1native聯(lián)合T1post鑒別ccRCC與乏脂肪型AML的準(zhǔn)確性較高(AUC值=0.956)。Lisa等[30]研究顯示基于細(xì)胞外體積分?jǐn)?shù)的T1 mapping成像，可有效區(qū)分WHO/ISUP分級系統(tǒng)高級別和低級別ccRCC(AUC值為0.96)。T1 mapping成像通過定量測量組織中的T1值，在RCC的診斷及鑒別診斷中有著重要作用。

2.4 動(dòng)脈自旋標(biāo)記成像(arterial spin labeling，ASL)

ASL是MRI灌注新技術(shù)，具有完全非侵入性和無需外源性對比劑等優(yōu)點(diǎn)，按成像方式分為連續(xù)式標(biāo)記、脈沖式標(biāo)記和偽連續(xù)式標(biāo)記，目前偽連續(xù)式標(biāo)記方式，因灌注均勻，高信噪比(signal noise ratio，SNR)，低 比 吸 收 率(specific absorption rate，SAR)和重復(fù)性好等特點(diǎn)在臨床應(yīng)用最廣泛。ASL偽連續(xù)式標(biāo)記成像，利用射頻脈沖標(biāo)記層面血流中的氫質(zhì)子，經(jīng)過一定的延遲時(shí)間進(jìn)入感興趣區(qū)進(jìn)行血流交換，通過標(biāo)記像和未標(biāo)記像計(jì)算得出定量血流量。已有研究表明在動(dòng)物模型(RCC移植瘤裸鼠)中，ASL可評估腫瘤在抗血管生成治療后的反應(yīng)，可以無創(chuàng)檢測抗血管生成治療后腫瘤內(nèi)血流的變化[31-32]。此外ASL在RCC患者索拉非尼治療早期可以預(yù)測后期治療效果，為臨床提供重要的療效評估信息，并對治療無反應(yīng)者及時(shí)更改治療方案有重要意義[33-34]。在RCC射頻消融術(shù)后腫瘤切除完整性評估，ASL結(jié)合常規(guī)MRI有更高的準(zhǔn)確性，獲得額外的血流灌注信息，可顯示腫瘤的破壞程度和復(fù)發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)對RCC射頻消融術(shù)后評估更加精準(zhǔn)[35]。此外ASL通過顯示血流灌注在鑒別腎臟良惡性腫瘤方面也有較大的優(yōu)勢[36-37]。RCC患者在接受放射性射頻消融治療時(shí)，患側(cè)腎臟常不可避免功能受損，ASL可避免釓造影劑造成的腎毒性，因此在臨床應(yīng)用中有較大的潛力。

2.5 磁共振波譜成像(magnetic resonance spectroscopy，MRS)

MRS可以無創(chuàng)性對活體組織代謝、生化改變及化合物進(jìn)行定量分析，在一定程度上提高了疾病診斷的特異性和敏感性[38]。Rachel等[39]研究正常腎臟和RCC間代謝與MRS成像差異，組織代謝研究結(jié)果顯示RCC組織中游離膽固醇和不飽和度脂肪酸均降低，MRS顯示RCC在5.4 ppm和1.3 ppm的峰高比較正常組織低19倍，這一比率可能是RCC的重要標(biāo)志。新型抗血管生成藥物治療的方法可能會(huì)使腫瘤處于靜止?fàn)顟B(tài)無體積縮小，過去主要通過測量腫瘤的大小評估療效，而MRS成像可以監(jiān)測藥物引起的癌組織代謝、生化改變[25]。但MRS也有一定的局限性，目前MRS成像在臨床中并不作為一種常規(guī)影像檢查方法，圖像質(zhì)量受很多因素的干擾，如掃描時(shí)間、掃描視野、呼吸產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)偽影等。

3 小結(jié)

RCC作為泌尿系統(tǒng)常見的惡性腫瘤，部分患者就診時(shí)已發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，錯(cuò)失最佳手術(shù)時(shí)機(jī)，預(yù)后較差，因此明確診斷和治療尤為重要，充分合理利用多模態(tài)MRI可對RCC的解剖定位、血流灌注、組織代謝等提供詳細(xì)信息，無創(chuàng)性評估RCC的組織病理分期和分級，為指導(dǎo)臨床個(gè)體化治療提供重要依據(jù)。

作者利益沖突聲明：全體作者均聲明無利益沖突。