DWI對NSCLC肺癌的不同組織學類型的鑒別診斷和化療敏感性差異評估價值的應用研究

高曉玉 盧鳳為 周武潔

摘要：目的：探討MR擴散加權成像（diffusion-weighted imaging ，DWI）技術對NSCLC肺癌患者化療療效早期評估及預測的應用價值。方法：收集28例中晚期NSCLC肺癌患者（鱗癌組15例，腺癌組13例），于化療前、化療第一周期后行胸部MRI DWI檢查，測量化療前后病灶的平均表觀擴散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）;分析化療前平均ADC值和化療后平均ADC值變化率組間差異。結果：化療前鱗癌組平均ADC值小于腺癌組，差異有統(tǒng)計學意義（P=0.020），化療后3-4周鱗癌組平均ADC值的變化率低于腺癌組，但差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。結論：DW MRI可能有助于鑒別診斷NSCLC肺癌的組織學類型，而在早期評估不同組織學類型NSCLC肺癌患者化療療效價值差異不大。

關鍵詞：磁共振成像;ADC值;NSCLC;化療

中圖分類號：R445.2文獻標識碼：BDOI：10？郾3969/j.issn.1001-0270.2021.06.01

Abstract： Objective：To study the value of DWI as an early response indicator and predictor in NSCLC patients treated with chemotherapy. Methods：28 NSCLC patients pathologically diagnosed as lung cancer were included（15 lesions in squamous carcinoma group and 13 in adenocarcinoma group）. MRI DWI were performed before and after the first cycle chemotherapy. The mean ADCs prior to chemotherapy and the percentage of the mean ADCs change were compared between two groups respectively. Results：There was statistically difference of ADCs pior to chemotherapy between squamous carcinoma group and adenocarcinoma group. There was no statistically difference of the percentage of the ADCs change at the time of the first two were compared between the two group. Conclusion：DW MRI may be helpful to diagnose the histological type of NSCLC. The value of diffusion-weighted imaging in early evaluation of chemotherapy efficacy in patients with different histological types of NSCLC is not obvious.

Key Words： Magnetic resonance imaging， ADCs， NSCLC， Chemotherapy

肺癌的發(fā)病率日益增高，且發(fā)現(xiàn)時多為中晚期，往往不能行外科手術完全切除，化療成為治療的主要手段之一，特別是近年來一些靶向藥物的應用。早期評估和預測其療效對于臨床化療方案的調(diào)整具有重要意義[1-4]。已有多項研究表明，彌散加權磁共振成像在肺癌、特別是NSCLC患者的腫瘤以及淋巴結和遠處轉移的檢測中具有較高的靈敏度[5-7]。此外，也有研究證實DW MRI可以用于評估和預測非小細胞肺癌患者放化療后的腫瘤反應[8-10]。本研究擬通過分析非小細胞肺癌（NSCLC）化療前后平均ADC值的變化，探討NSCLC肺癌組織學類型的診斷價值以及對比擴散加權成像在早期評估不同組織學類型NSCLC肺癌患者化療療效價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集首次接受化療的中晚期NSCLC肺癌患者28例，年齡37-75歲，中位年齡62歲，男20 例，女13 例。均于化療前經(jīng)病理證實，其中鱗癌15例、腺癌13 例。

1.2 方法

1.2.1 檢測儀器

采用德國西門子公司生產(chǎn)的Siemens Verio 3.0T超導型磁共振成像儀、體部相控陣表面線圈。

1.2.2 檢測方法

檢查前訓練患者均勻呼吸及屏氣，以減少呼吸運動偽影。常規(guī)檢查序列在屏氣狀態(tài)下進行取仰臥位，患者上臂上舉，保持平靜狀態(tài)和呼吸節(jié)奏。待患者準備好后，對患者整個胸部行常規(guī)序列掃描和彌散加權掃描。

1.2.3 參數(shù)選擇

采用HASTE序列的冠狀位及軸位T2WI，掃描參數(shù)：TR/TE 700ms/96ms，層厚/間隔6.0mm/1.8mm，矩陣 320×224，激勵次數(shù)（NEX）1.0。掃描范圍包括病變?nèi)考靶乇诮Y構。DWI檢查采用呼吸觸發(fā)技術及SE-EPI序列，TR/TE 3 000ms/72ms，層厚/間隔 6.0mm/1.8mm。b值取0s/mm2和800s/mm2。于化療前、化療第一周期后（下文簡稱化療后）分別行胸部MRI DWI檢查。將檢查圖像傳輸至syngo MR B17工作站，并加載至Founctool軟件包獲得T2WI橫斷面圖像、DWI圖和ADC圖。

1.2.4 診斷依據(jù)

由2名副高級影像科診斷醫(yī)生對圖像質量進行評價。在DWI圖上選取ROI（至少包含5個像素），避開血管、壞死、囊變區(qū)域。復制到對應的ADC圖，獲得ADC值。每個病灶測量3次，取平均值。ADC值變化率 =（化療后ADC值-化療前ADC值）/化療前ADC值。

1.2.5 分組標準

按照靶病灶的病理組織學類型分組。病灶分為鱗癌組和腺癌組。

1.3 統(tǒng)計學分析

使用SPSS17.0統(tǒng)計分析軟件進行統(tǒng)計學分析。計量資料以x±s表示，用獨立樣本t檢驗比較鱗癌及腺癌化療前平均ADC值和化療后平均ADC值的變化率差異是否有統(tǒng)計學意義。計量資料均以平均值±標準差（x±s）表示，當P≤0.05時認為差異具有統(tǒng)計學意義?；熀笃骄鵄DC值的變化率=（化療后平均ADC值-化療前平均ADC值）/化療前平均ADC值。

2 結果

2.1 患者臨床資料和隨訪結果

選取2011年12月-2020年8月間在本院行MRI常規(guī)檢查與DWI檢查的首次接受化療的中晚期NSCLC患者28例。年齡37-75歲，中位年齡62歲，男20 例，女13 例。經(jīng)纖維支氣管鏡活檢明確12例，經(jīng)皮肺穿刺活檢證實15例，胸水找到癌細胞證實1例。均于化療前經(jīng)病理證實，其中鱗癌15例、腺癌13 例。28名接受化療的肺癌患者中，影像學可評估病灶共 28 個。

2.2 化療前ADC值NSCLC肺癌組織學類型的診斷價值

鱗癌組化療前平均ADC值小于腺癌組，差異有統(tǒng)計學意義（P=0.020）（見表1）。

2.3 平均ADC值的變化率評估不同組織學類型NSCLC肺癌患者化療療效差異的價值

鱗癌組化療后3-4周平均ADC值的變化率低于腺癌組，但差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）（見表1）。

3 討論

肺癌是全世界癌癥相關死亡的最常見原因。肺癌分為非小細胞肺癌（NSCLC）和小細胞肺癌（SCLC）。NSCLC包括鱗癌、腺癌和大細胞癌，鱗癌和腺癌在臨床中多見，兩者的區(qū)別在臨床實踐中非常重要，因為它們的治療策略、臨床病程及預后各不相同。這些腫瘤主要采用化療或放化療[1-3]。因此，在準確診斷的基礎上選擇合適的治療方法，對提高肺癌患者的整體預后至關重要。醫(yī)學成像技術的進步，提供了良好的組織對比度，已在臨床實踐和研究中產(chǎn)生較高價值的診斷性能。現(xiàn)今研究表明，肺癌平均ADC值能較形態(tài)學更敏感地反映腫瘤化療后的早期改變，可以作為評估化療療效的指標。研究已證實，化療早期肺癌灶平均ADC值的變化率可以對化療療效進行預測[8-10]。

DWI主要探測活體內(nèi)水分子的隨機熱運動受限程度，從微觀分子水平反映組織、器官的病理生理情況。其組織學基礎為生物組織內(nèi)水分子擴散受限程度與組織細胞密度以及細胞膜的完整性密切相關。腫瘤細胞增殖旺盛，細胞密度大，細胞外間隙小，同時細胞生物膜的限制和大分子物質如蛋白質對水分子的吸附作用也增強，限制了惡性腫瘤內(nèi)水分子的擴散，導致ADC值降低。若腫瘤細胞壞死，細胞膜被破壞，細胞外間隙擴大，水分子擴散增加，導致ADC值的上升。

近年來，由于化療方案不斷完善和化療藥物不斷更新，聯(lián)合化療成為中晚期腫瘤患者的一線治療方法。DWI可敏感地反映組織結構變化，早期反映化療后腫瘤組織改變。隨著MRI技術的發(fā)展，越來越多的證據(jù)表明，ADC可以作為獨立的影像學生物標志物來表征腫瘤的組織學類型和生物學特征。以往文獻報道，有學者開始應用DWI鑒別肺部良、惡性病變[11-12]，也有多篇文獻探討NSCLC肺癌的組織學類型的診斷價值[13-16]，但對于對比擴散加權成像在早期評估不同組織學類型NSCLC肺癌患者化療療效價值的研究尚不多見。

本組病例結果顯示，鱗癌與腺癌的化療前ADC值比較，鱗癌的ADC值明顯低于腺癌。這可能是因為，一方面，不同組織學類型腫瘤細胞的細胞膜結構、細胞構成及生理特點不同，因而組織學特性如生長方式、壞死囊變以及水、蛋白、纖維、黏液的含量等也不同，導致ADC值存在差異。多項研究表明，細胞密度是影響腫瘤內(nèi)分子擴散的主要原因之一，腺癌，尤其是高分化腺癌，在組織學上特征性地表現(xiàn)為腫瘤細胞沿肺泡壁生長代替柱狀上皮細胞，而鱗癌則為團塊狀生長方式，表現(xiàn)為腫瘤細胞壓縮式增殖和非替代性侵犯[17-18]。兩者生物組織學（內(nèi)部成分）、生長方式的差異決定了鱗癌的腫瘤細胞密度高于腺癌，而細胞密度越高，細胞內(nèi)外水分子的擴散運動越受限制，ADC值越低。鱗癌的腫瘤細胞數(shù)似乎相對較高，腫瘤細胞數(shù)是影響存活腫瘤組織中ADC值的重要因素，在密集分布的存活腫瘤組織中ADC值較低[19]。事實上，Sugahara等（1999）[20]已經(jīng)報道膠質瘤的ADC值與腫瘤細胞數(shù)顯著相關，高級別膠質瘤的ADC值顯著低于低級別膠質瘤。Guo等（2002）[21]揭示了腫瘤細胞對良性和惡性乳腺腫瘤中獲得的ADC值有顯著影響。另一方面，腺癌組織的腺腔及細胞的胞漿內(nèi)含有黏液成分，其中含有較多自由水，使其ADC值升高。因此，腺癌的平均ADC值多高于鱗癌?？紤]到這些發(fā)現(xiàn)，本文的研究結果與這些研究結果是一致的，ADC值可能反映了肺腫瘤的特征。

然而，關于肺癌的ADC值，有些報道有不同的結果。有研究報告指出，使用ADC值對肺癌病理亞型分類的分化能力較低[22]。一般來說，避免肺癌DWI上易感偽影是困難的。Wang等（2001）[23]報道，由于磁場的不均勻性，肺癌內(nèi)的含氣區(qū)域可能會影響ADC值的測量;由于易感偽影，他們無法測量鄰近含氣器官病變的ADC值。

本研究顯示，鱗癌組與腺癌組化療后ADC值的變化率差異不顯著，提示鱗癌與腺癌對化療的早期敏感性差異不大。有學者研究新輔助化療前后臨床病理特征與化療療效的關系，結果表明化療療效與組織學類型及分級相關[24]。本研究與文獻不符，考慮原因可能為：首先，與心肺界面產(chǎn)生的偽影類似，腫瘤-肺界面的磁化率差異造成局部磁場的不均勻性，從而干擾肺腫瘤的MR信號。其次，呼吸和心臟運動可能會導致額外的圖像偽影和信號丟失，由此獲得的ADC值不能完全反映腫瘤的真實情況。相對較小的患者樣本量也可能會引起結果偏差。另外，腫瘤的病理類型、化療方案、療效評價標準等不同也會導致結果偏差。近年來有越來越多的臨床醫(yī)生研究發(fā)現(xiàn)，采用吉西他濱聯(lián)合順鉑這種臨床一線的藥物治療方法，對改變老年性或者晚期肺鱗癌與肺腺癌患者的血清腫瘤標志物水平方面效果接近，間接說明這種化療方法對于肺鱗癌與肺腺癌這兩種不同的病理類型肺癌的治療效果相似[25-26]。雖然具體機理還不詳細，但也在臨床實踐中支持了本次DWI對NSCLC肺癌的不同組織學類型化療敏感性差異評估價值的應用研究結果。

本研究有四個局限性。首先，樣本量較少，目前的研究中只有28名肺癌患者，以后將收集更多患者樣本進行進一步研究。其次，目前的研究不包括大細胞癌，導致組織學類型不完全的NSCLC。第三，由于DW MRI難以避免易感偽影，因此無法獲得準確的ADC值。第四，由于它們的異質性，其價值可能并不完全反映腫瘤的狀況。

總之，DW MRI可能有助于鑒別診斷NSCLC肺癌的組織學類型，而在早期評估不同組織學類型NSCLC肺癌患者化療療效價值中差異不大。本研究有助于從DW MRI方面探討肺癌的診斷和治療策略。

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