氫質(zhì)子磁共振波譜在腦膠質(zhì)瘤分級(jí)中的應(yīng)用價(jià)值

張利琴，劉明，曹兵

腦膠質(zhì)瘤是臨床常見(jiàn)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)惡性腫瘤，占全部顱內(nèi)腫瘤的40%～50%，缺乏臨床特異性，且其侵襲性強(qiáng)、死亡率高、預(yù)后較差［1］。腦膠質(zhì)瘤惡性程度可分為Ⅰ～Ⅳ級(jí)，其中Ⅰ～Ⅱ級(jí)為低級(jí)別腦膠質(zhì)瘤，Ⅲ～Ⅳ級(jí)為高級(jí)別腦膠質(zhì)瘤，由于不同惡性程度腦膠質(zhì)瘤治療方案及預(yù)后差異較大，故術(shù)前進(jìn)行腦膠質(zhì)瘤分級(jí)對(duì)治療方案制定及患者預(yù)后改善極為重要［2］。氫質(zhì)子磁共振波譜（hydrogen proton magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS）能定量分析膽堿（choline，Cho）、肌酸（creatine，Cr）、N-乙酰天冬氨酸（N-acetyl aspartate，NAA）等腦組織代謝情況，被認(rèn)為是腦膠質(zhì)瘤較為理想的輔助診斷方法之一［3-4］。Survivin是凋亡抑制蛋白家族的新成員，有研究發(fā)現(xiàn)，腦膠質(zhì)瘤組織中Survivin蛋白表達(dá)異常，且其表達(dá)水平與腦膠質(zhì)瘤惡化程度有關(guān)［5］。本研究旨在分析1H-MRS在腦膠質(zhì)瘤分級(jí)中的應(yīng)用價(jià)值，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 回顧性選取2019年2月至2021年5月河北北方學(xué)院附屬第一醫(yī)院神經(jīng)外科收治的85例腦膠質(zhì)瘤患者，根據(jù)術(shù)后組織病理結(jié)果并參照中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)［2］將所有患者分為低級(jí)別組（Ⅰ～Ⅱ級(jí)，n=40）和高級(jí)別組（Ⅲ～Ⅳ級(jí)，n=45）。低級(jí)別組中男26例，女14例；年齡14～71歲，平均年齡（46.8±7.5）歲；文化程度：初中及以下23例，高中及以上17例；合并疾?。焊哐獕?2例，糖尿病9例；腫瘤分級(jí)：Ⅰ級(jí)12例，Ⅱ級(jí)28例。高級(jí)別組中男28例，女17例；年齡17～69歲，平均年齡（45.3±7.9）歲；文化程度：初中及以下25例，高中及以上20例；合并疾病：高血壓13例，糖尿病10例；腫瘤分級(jí)：Ⅲ級(jí)33例，Ⅳ級(jí)12例。兩組患者性別（χ2=0.071，P=0.791）、年齡（t=0.895，P=0.374）、文化程度（χ2=0.033，P=0.857）、高血壓發(fā)生率（χ2=0.013，P=0.911）及糖尿病發(fā)生率（χ2=0.001，P=0.976）比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。本研究通過(guò)河北北方學(xué)院附屬第一醫(yī)院倫理委員會(huì)審核通過(guò)（批號(hào)：W2021034）。

1.2 納入與排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）術(shù)前行1H-MRS掃描；（2）新發(fā)腫瘤。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）有顱腦手術(shù)、腦實(shí)質(zhì)損傷史者；（2）既往有腦梗死病史者；（3）伴有腦血管疾病及其他顱內(nèi)病變者；（4）術(shù)前有放化療史者；（5）伴有嚴(yán)重精神疾病者。

1.31H-MRS檢查方法 采用德國(guó)Siemens Verio 3.0 T超導(dǎo)型磁共振掃描儀及配套8通道頭顱相控陣線圈，指導(dǎo)患者取仰臥位，先行常規(guī)磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）掃描，掃描參數(shù)：FSE-T2WI（TR 6 000 ms，TE 95 ms），軸位T1 FLAIR（TR 2 000 ms，TE 10 ms，TI 860 ms），矢狀位T 1FLAIR（TR 2 000 ms，TE 10 ms，TI 860 ms），軸位T2 FLAIR（TR 8 500 ms，TE 94 ms，TI 2439 ms）；常規(guī)MRI增強(qiáng)掃描后行二維多體素MRS掃描，采用點(diǎn)分辨波譜（PRESS）程序，TR 1 700 ms，TE 135 ms，激勵(lì)數(shù)1，矩陣416×416，體素10 mm×10 mm×10 mm，感興趣區(qū)包括腫瘤瘤體區(qū)、周圍組織區(qū)及對(duì)側(cè)正常腦組織區(qū)。計(jì)算不同感興趣區(qū)各組織代謝產(chǎn)物峰值的比值，包括Cho/Cr比值、NAA/Cr比值、Cho/NAA比值，上述數(shù)據(jù)的圖像后處理工作由影像科技師單盲完成。

1.4 Survivin蛋白表達(dá)情況檢測(cè)方法 采用免疫組織化學(xué)法檢測(cè)Survivin蛋白表達(dá)情況，Survivin鼠抗人單克隆抗體、羊抗小鼠二抗、免疫組織化學(xué)法試劑盒均購(gòu)自北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司，以PBS為陰性對(duì)照，具體實(shí)驗(yàn)步驟參照試劑盒說(shuō)明書。Survivin蛋白染色主要定位于細(xì)胞質(zhì)，少數(shù)定位于細(xì)胞核，呈棕黃色或棕褐色。隨機(jī)取5個(gè)高倍視野，觀察視野內(nèi)的陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)和陰性細(xì)胞數(shù)。免疫活性指數(shù)（immunoreactivity score，IRS）采用半定量積分判定，其中陽(yáng)性細(xì)胞占比＜1%記為0分、1%～25%記為1分、26%～50%記為2分、＞51%記為3分；染色強(qiáng)度：不著色記為0分，淺黃色記為1分，棕黃色記為2分，棕褐色記為3分。陽(yáng)性細(xì)胞評(píng)分與染色強(qiáng)度評(píng)分相乘為IRS積分，其中0分為陰性（-）、1～3分為弱陽(yáng)性（+）、4～6分為中度陽(yáng)性（++）、7～9分為強(qiáng)陽(yáng)性（+++），中度陽(yáng)性和強(qiáng)陽(yáng)性判定為陽(yáng)性。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以（±s）表示，兩組間比較采用成組t檢驗(yàn)，組內(nèi)比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以相對(duì)數(shù)表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)；腦膠質(zhì)瘤患者瘤體區(qū)代謝產(chǎn)物比值與Survivin蛋白IRS積分的相關(guān)性分析采用Pearson相關(guān)分析。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 腦膠質(zhì)瘤患者瘤體區(qū)和對(duì)側(cè)正常腦組織區(qū)代謝產(chǎn)物比值比較 腦膠質(zhì)瘤患者瘤體區(qū)Cho/Cr比值、Cho/NAA比值高于對(duì)側(cè)正常腦組織區(qū)，NAA/Cr比值低于對(duì)側(cè)正常腦組織區(qū)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見(jiàn)表1。

表1 腦膠質(zhì)瘤患者瘤體區(qū)和對(duì)側(cè)正常腦組織區(qū)代謝產(chǎn)物比值比較（±s，n=85）Table 1 Comparison of metabolites ratio between tumor body area and contralateral normal brain tissue area in patients with glioma

表1 腦膠質(zhì)瘤患者瘤體區(qū)和對(duì)側(cè)正常腦組織區(qū)代謝產(chǎn)物比值比較（±s，n=85）Table 1 Comparison of metabolites ratio between tumor body area and contralateral normal brain tissue area in patients with glioma

注：Cho=膽堿，Cr=肌酸，NAA=乙-酰天冬氨酸

部位 Cho/Cr比值 NAA/Cr比值 Cho/NAA比值對(duì)側(cè)正常腦組織區(qū) 0.71±0.21 1.65±0.37 0.69±0.18瘤體區(qū) 2.72±0.84 0.84±0.23 3.15±1.13 t配對(duì)值 36.904 39.806 31.620 P值 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001

2.2 兩組患者瘤體區(qū)代謝產(chǎn)物比值比較 高級(jí)別組患者瘤體區(qū)Cho/Cr比值、Cho/NAA比值高于低級(jí)別組，NAA/Cr比值低于低級(jí)別組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見(jiàn)表2。

表2 兩組患者瘤體區(qū)代謝產(chǎn)物比值比較（±s）Table 2 Comparison of metabolites ratio in tumor body area between the two groups

表2 兩組患者瘤體區(qū)代謝產(chǎn)物比值比較（±s）Table 2 Comparison of metabolites ratio in tumor body area between the two groups

組別 例數(shù) Cho/Cr比值 NAA/Cr比值 Cho/NAA比值低級(jí)別組 40 2.42±0.43 0.96±0.14 2.71±0.49高級(jí)別組 45 3.15±0.51 0.83±0.13 3.64±0.59 t值 7.086 4.438 7.848 P值 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001

2.3 兩組患者Survivin蛋白表達(dá)情況比較 低級(jí)別組患者Survivin蛋白IRS積分為（2.41±0.46）分，陽(yáng)性率為45.0%（18/40）；高級(jí)別組患者Survivin蛋白IRS積分為（4.95±1.64）分，陽(yáng)性率為80.0%（36/45）。高級(jí)別組患者Survivin蛋白IRS積分、陽(yáng)性率高于低級(jí)別組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=9.464，P＜0.001；χ2=11.196，P=0.001），見(jiàn)圖1。

圖1 免疫組織化學(xué)染色結(jié)果（×200）Figure 1 Immunohistochemical staining results

2.4 腦膠質(zhì)瘤患者瘤體區(qū)代謝產(chǎn)物比值與Survivin蛋白IRS積分的相關(guān)性 Pearson相關(guān)分析結(jié)果顯示，腦膠質(zhì)瘤患者瘤體區(qū)Cho/Cr比值（r=0.516，P＜0.001）、Cho/NAA比值（r=0.612，P＜0.001）與Survivin蛋白IR積分呈正相關(guān)，NAA/Cr比值與Survivin蛋白IRS積分呈負(fù)相關(guān)（r=-0.476，P＜0.001），見(jiàn)圖2。

圖2 腦膠質(zhì)瘤患者瘤體區(qū)代謝產(chǎn)物比值與Survivin蛋白IRS積分的相關(guān)性Figure 2 Correlation between metabolite ratio in tumor body area and IRS score of Survivin protein in patients with glioma

3 討論

腦膠質(zhì)瘤是起源于神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的原發(fā)性腫瘤。有調(diào)查研究顯示，腦膠質(zhì)瘤發(fā)病率呈上升趨勢(shì)，約占腦惡性腫瘤的80%，且呈年輕化趨勢(shì)［6］。腦膠質(zhì)瘤發(fā)病機(jī)制尚不完全明確，但其預(yù)后與腫瘤惡化程度密切相關(guān)。既往研究報(bào)道，低級(jí)別腦膠質(zhì)瘤患者5年生存率高達(dá)80%以上，而大多數(shù)高級(jí)別腦膠質(zhì)瘤患者5年生存率較低，尤其是Ⅳ級(jí)腦膠質(zhì)瘤患者，其5年生存率僅為2%［7］。因此，術(shù)前準(zhǔn)確區(qū)分腦膠質(zhì)瘤患者惡化程度對(duì)優(yōu)化治療方案及延長(zhǎng)患者生存時(shí)間具有重要意義。

1H-MRS是一種檢測(cè)活體組織化學(xué)代謝情況的無(wú)創(chuàng)方法，其能在MRI常規(guī)形態(tài)學(xué)基礎(chǔ)上，通過(guò)代謝產(chǎn)物快速發(fā)現(xiàn)組織功能異常情況，在臨床中應(yīng)用較廣泛［8］。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中，1H-MRS定量檢測(cè)的代謝產(chǎn)物有Cho、NAA、Cr等，其中Cho波譜位于3.22 ppm，是反映細(xì)胞膜代謝程度的標(biāo)志物，可參與細(xì)胞膜的合成和代謝，與細(xì)胞增殖能力相關(guān)，在惡性腫瘤中Cho峰值明顯升高；NAA主要位于成熟的神經(jīng)元內(nèi)，波譜位于2.02 ppm，為神經(jīng)元標(biāo)志物，其含量變化直接反映神經(jīng)元發(fā)育情況與功能變化。研究報(bào)道，腦組織病變患者神經(jīng)元數(shù)量減少，NAA含量降低，尤其在不含神經(jīng)元的腫瘤中，NAA含量極低，可作為鑒別腦內(nèi)腫瘤與腦外腫瘤的臨床指標(biāo)；而Cr為能量基態(tài)，在腦組織中水平相對(duì)恒定，故常作為波譜分析的內(nèi)參，如Cho/Cr比值、NAA/Cr比值［9-10］。本研究結(jié)果顯示，腦膠質(zhì)瘤患者瘤體區(qū)Cho/Cr比值、Cho/NAA比值高于對(duì)側(cè)正常腦組織區(qū)，NAA/Cr比值低于對(duì)側(cè)正常腦組織區(qū)，與TONG等［11］研究結(jié)果相似，提示1H-MRS定量檢測(cè)的代謝產(chǎn)物有助于區(qū)分腦膠質(zhì)瘤瘤體組織與正常腦組織。高級(jí)別組瘤體區(qū)Cho/Cr比值、Cho/NAA比值高于低級(jí)別組，NAA/Cr比值低于低級(jí)別組，與王佳等［12］研究結(jié)果相似，提示1H-MRS定量檢測(cè)的代謝產(chǎn)物與腦膠質(zhì)瘤分級(jí)有關(guān)，分析其原因可能為：腫瘤惡化程度升高，腫瘤細(xì)胞增殖能力增加，細(xì)胞膜轉(zhuǎn)換率升高，引起Cho升高；而神經(jīng)元損傷嚴(yán)重，導(dǎo)致NAA含量降低。

Survivin是目前發(fā)現(xiàn)的分子量最小的凋亡抑制家族成員，其在正常組織（除胚胎組織）中幾乎不表達(dá)，但在膠質(zhì)瘤、胃癌、直腸癌及鱗狀細(xì)胞癌等腫瘤組織中呈高表達(dá)，在腫瘤組織中Survivin能夠通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞周期或促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖而抑制腫瘤細(xì)胞凋亡，其過(guò)表達(dá)還能引起有絲分裂異常，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)多個(gè)中心體，進(jìn)而造成染色體不穩(wěn)定，誘導(dǎo)癌基因高表達(dá)或抑制腫瘤抑制基因表達(dá)［13-14］。本研究結(jié)果顯示，高級(jí)別組Survivin蛋白IRS積分、陽(yáng)性率高于低級(jí)別組，與許燕凱等［15］研究結(jié)果相似，提示Survivin蛋白表達(dá)與腦膠質(zhì)瘤分級(jí)有關(guān)。

Cho/Cr比值可反映細(xì)胞密度與分裂旺盛程度，其升高表明細(xì)胞密度增加，腫瘤細(xì)胞分裂、增殖旺盛；NAA/Cr比值降低常為神經(jīng)元受到侵襲、破壞的表現(xiàn)，Cho/Cr比值越高、NAA/Cr比值越低表明腦膠質(zhì)瘤惡化程度越高［16］。本研究結(jié)果顯示，腦膠質(zhì)瘤患者瘤體區(qū)Cho/Cr比值、Cho/NAA比值與Survivin蛋白IRS積分呈正相關(guān)，NAA/Cr比值與Survivin蛋白IRS積分呈負(fù)相關(guān)，提示腦膠質(zhì)瘤患者瘤體區(qū)代謝產(chǎn)物變化可在一定程度上反映Survivin蛋白表達(dá)情況，分析其原因可能為Cho含量升高，腫瘤細(xì)胞分裂、增殖加快，促進(jìn)Survivin蛋白表達(dá)；而NAA含量降低，神經(jīng)元遭到嚴(yán)重破壞，加重腦組織損傷，進(jìn)促進(jìn)腫瘤惡化，導(dǎo)致Survivin蛋白表達(dá)升高。

綜上所述，采用1H-MRS定量檢測(cè)的代謝產(chǎn)物比值與腦膠質(zhì)瘤分級(jí)及Survivin蛋白表達(dá)有關(guān)，其可作為腦膠質(zhì)瘤術(shù)前分級(jí)的重要影像學(xué)參考指標(biāo)。筆者認(rèn)為將1H-MRS與抑癌基因結(jié)合可為腦膠質(zhì)瘤患者的診治提供更多的信息。但本研究樣本量較小，1H-MRS感興趣區(qū)的選擇存在較大差異，對(duì)腫瘤邊界劃分有一定影響，且僅初步探討了1H-MRS定量檢測(cè)的代謝產(chǎn)物比值與Survivin蛋白IRS積分的關(guān)系，故本研究結(jié)果還有待進(jìn)一步研究證實(shí)。

作者貢獻(xiàn)：張利琴進(jìn)行文章的構(gòu)思與設(shè)計(jì)，負(fù)責(zé)撰寫、修訂論文；張利琴、劉明進(jìn)行研究的實(shí)施與可行性分析；曹兵進(jìn)行數(shù)據(jù)收集、整理、分析；劉明進(jìn)行結(jié)果分析與解釋，負(fù)責(zé)文章的質(zhì)量控制及審校，對(duì)文章整體負(fù)責(zé)、監(jiān)督管理。

本文無(wú)利益沖突。