3.0T 小視野擴(kuò)散加權(quán)成像ADC 值與垂體腺瘤Ki-67表達(dá)指數(shù)相關(guān)性的研究

徐曉晗，李磊，郭清，李松柏

（1.中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院，遼寧 沈陽 110001；2.赤峰市醫(yī)院放射科，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

垂體腺瘤約占原發(fā)性顱內(nèi)腫瘤的15%，是成人鞍區(qū)最常見的腫瘤[1]，占鞍區(qū)腫瘤的80%[2]。有研究者認(rèn)為垂體腺瘤名稱不準(zhǔn)確，最近也被建議稱為垂體神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤[3]。盡管垂體腺瘤通常被認(rèn)為是良性的[4]，但世界衛(wèi)生組織將具有較高有絲分裂活性、Ki-67≥3%和高p53 免疫反應(yīng)性的垂體腺瘤歸為具有侵襲性的非典型腺瘤[5]，其特征是快速生長(zhǎng)并侵犯周圍組織，這類垂體腺瘤具有高增殖性、外周侵襲生長(zhǎng)、低治愈率及高復(fù)發(fā)率的特點(diǎn)[6]，因此研究垂體腺瘤的侵襲潛能標(biāo)志物具有重要意義。常規(guī)MRI 能夠充分顯示垂體腺瘤與鄰近結(jié)構(gòu)的解剖關(guān)系，但并不能提供垂體腺瘤侵襲潛能的信息。擴(kuò)散加權(quán)成像（Diffusion weighted imaging，DWI）利用組織細(xì)胞內(nèi)水分子的布朗運(yùn)動(dòng)，通過對(duì)表觀擴(kuò)散系數(shù)（ADC）進(jìn)行測(cè)量，定量反映組織的生理或病理功能信息。臨床中常規(guī)DWI 使用的是單次激發(fā)平面回波序列，能夠在較短時(shí)間內(nèi)完成較多的掃描內(nèi)容，但是由于視野范圍較大，掃描范圍內(nèi)的骨骼、氣體等容易對(duì)圖像質(zhì)量產(chǎn)生一定影響，隨著技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了能夠減輕偽影、提高組織分辨率的小視野DWI（Reduced field of view DWI，r-FOV DWI）[7]，但目前國內(nèi)鮮有r-FOV DWI 用于研究垂體腺瘤的報(bào)道。本文通過探討3.0T r-FOV DWI 的ADC 值與垂體腺瘤Ki-67 表達(dá)指數(shù)的相關(guān)性，從而為臨床制定手術(shù)計(jì)劃和隨訪提供更多信息。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象

本研究為回顧性研究，經(jīng)過中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，免除受試者知情同意?；仡櫺苑治鑫以?019 年3 月—2020 年9 月經(jīng)手術(shù)切除且病理證實(shí)的垂體腺瘤患者30例，術(shù)前均行鞍區(qū)MRI 常規(guī)平掃、增強(qiáng)掃描及r-FOV DWI，術(shù)后病理均測(cè)量Ki-67 表達(dá)指數(shù)。男12例，女18例，年齡39～75歲，平均54 歲。

1.2 病理資料

Ki-67 免疫組化染色是采用標(biāo)準(zhǔn)方法對(duì)福爾馬林固定的石蠟包埋組織的5 μm 厚全切片進(jìn)行的。由病理科醫(yī)師觀察腫瘤細(xì)胞核克隆Ki-67 標(biāo)記腫瘤核的百分比。選擇陽性腫瘤細(xì)胞數(shù)量最多的區(qū)域進(jìn)行計(jì)數(shù)，至少計(jì)數(shù)200 個(gè)細(xì)胞。

1.3 檢查方法

1.3.1 儀器設(shè)備

使用GE 3.0T Signa Pioneer MRI 掃描儀，24通道頭顱矩陣線圈。掃描時(shí)患者取仰臥位。囑患者盡可能減少頭部運(yùn)動(dòng)，患者頭部?jī)蓚?cè)用軟物填充，以減少掃描過程中移動(dòng)造成的偽影。所有患者行鞍區(qū)MRI 常規(guī)平掃、增強(qiáng)掃描及r-FOV DWI。增強(qiáng)掃描對(duì)比劑采用Gd-DTPA，靜脈團(tuán)注，劑量0.1 mmol/kg體質(zhì)量。

首先進(jìn)行鞍區(qū)常規(guī)平掃：矢狀位T1WI（TR/TE：1 931 ms/24 ms），掃描13層，層厚3 mm；冠狀位T2WI（TR/TE：2 496 ms/128 ms）、冠狀位T1WI（TR/TE：400 ms/10 ms），掃描12層，層厚3 mm。然后進(jìn)行r-FOV DWI：TR：4 000 ms，TE：Min Full，b 值為0和1 000 s/mm2，NEX：4，激勵(lì)方式：Focus，視野：256×256×30%，矩陣：128×128×30%，掃描12層，層厚3 mm，掃描時(shí)間72 s。最后進(jìn)行鞍區(qū)增強(qiáng)掃描。

1.3.2 圖像處理方法

掃描結(jié)束后，運(yùn)用GE 3.0T Signa Pioneer 主機(jī)配置的Ready View 軟件進(jìn)行r-FOV DWI 后處理及數(shù)據(jù)測(cè)量。對(duì)比鞍區(qū)常規(guī)MRI 圖像，手動(dòng)選取感興趣區(qū)，選擇病灶最大層面，避開囊變、出血，測(cè)量腫瘤ADC值，測(cè)量3 次取平均值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

所有數(shù)據(jù)均經(jīng)SPSS 24 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行處理，統(tǒng)計(jì)結(jié)果以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示。ADC 值與Ki-67表達(dá)指數(shù)采用Spearman 秩相關(guān)檢驗(yàn)進(jìn)行線性相關(guān)性分析，并計(jì)算相關(guān)指數(shù)R 值。繪制受試者工作特征（Receiver operating characteristic，ROC）曲線，計(jì)算ROC 曲線下面積（AUC）、敏感度、特異度，評(píng)價(jià)ADC 值預(yù)測(cè)Ki-67 表達(dá)指數(shù)的性能。將Ki-67≥3%（15 例）和Ki-67<3%（15 例）分成高侵襲潛能組及低侵襲潛能組，對(duì)兩組的平均ADC 值進(jìn)行差異性分析，兩組數(shù)據(jù)間比較先進(jìn)行正態(tài)分布分析，符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立樣本t 檢驗(yàn)，不符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立樣本非參數(shù)檢驗(yàn)。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

ADC 值和Ki-67 表達(dá)指數(shù)存在很強(qiáng)的相關(guān)性，呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，R 值為-0.735（圖1）。

繪制ROC 曲線（圖2），ADC 值預(yù)測(cè)Ki-67 表達(dá)指數(shù)的AUC 為0.778，ADC 值預(yù)測(cè)Ki-67 表達(dá)指數(shù)的敏感度為87.5%，特異度為59.1%，ADC 值≥763.25×10-6mm2/s 作為Ki-67<3%的臨界值出現(xiàn)。

高侵襲潛能組垂體腺瘤的平均ADC 值為（698.8±41.2）×10-6mm2/s，低侵襲潛能組垂體腺瘤的平均ADC 值為（897.2±29.3）×10-6mm2/s，高侵襲潛能組垂體腺瘤的平均ADC 值明顯低于低侵襲潛能組，且兩組ADC 值的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表1，圖3）。

表1 兩組的Ki-67 范圍及平均ADC值

3 討論

MRI DWI 是唯一檢測(cè)活體組織中水分子擴(kuò)散的非侵入性方法，信號(hào)來自組織中的自由水，結(jié)合水的運(yùn)動(dòng)受限，不能產(chǎn)生信號(hào)，可根據(jù)病變組織和正常組織之間自由水?dāng)U散限制的不同程度，產(chǎn)生DWI 對(duì)比，以檢測(cè)組織中自由水限制性擴(kuò)散的程度，DWI信號(hào)與ADC 值之間的差異能較好地反映組織結(jié)構(gòu)信息[8]，具有高核質(zhì)比的密集腫瘤細(xì)胞可以減少水分子運(yùn)動(dòng)，可用于惡性腫瘤的診斷[9]。由于顱底結(jié)構(gòu)解剖關(guān)系復(fù)雜，鞍區(qū)鞍背、蝶竇、海綿竇密度差別較大，易受磁敏感偽影影響，常規(guī)DWI 顱底偽影較大，所以我們選用3.0T r-FOV DWI。r-FOV DWI 采用二維空間選擇性激勵(lì)射頻脈沖激發(fā)及180 度重聚脈沖，僅激發(fā)一小部分的感興趣區(qū)，可以有效減輕圖像變形和偽影[7]，通過兩個(gè)方向射頻脈沖的同時(shí)激發(fā)，減少相位編碼的次數(shù)，提高空間分辨率的同時(shí)，又保證了掃描時(shí)間的不延長(zhǎng)，目前許多文獻(xiàn)已經(jīng)證實(shí)了其可行性和應(yīng)用價(jià)值[10-12]。

DWI 提供了組織內(nèi)水分子流動(dòng)或擴(kuò)散的信息，可以反映組織的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生物學(xué)行為，ADC 值則反映了局部水分子的擴(kuò)散能力。Ki-67 是一種參與細(xì)胞增殖過程的非組蛋白，在細(xì)胞周期的所有活動(dòng)階段（G1、S、G2 和有絲分裂）參與合成核蛋白[13]。有絲分裂中核仁尺寸會(huì)增加，之前有研究發(fā)現(xiàn)核大小/體積與ADC 值之間有統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著相關(guān)性[14-16]，Ki-67 的細(xì)胞含量在細(xì)胞周期S 期的細(xì)胞進(jìn)程中顯著增加，有絲分裂期也可能引起細(xì)胞質(zhì)蛋白的增加，從而導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)黏蛋白的增加，使得細(xì)胞質(zhì)黏度增加[17]，進(jìn)一步降低ADC 值。許多研究探討了ADC 值與Ki-67 的相關(guān)性，包括膠質(zhì)瘤、乳腺癌、肝癌、直腸癌等[18-21]。

本研究發(fā)現(xiàn)，ADC 值和Ki-67 表達(dá)指數(shù)之間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，R 值為-0.735，Ki-67 水平越高，ADC值越低。這一發(fā)現(xiàn)表明r-FOV DWI 可作為常規(guī)MRI 序列來預(yù)測(cè)垂體腺瘤復(fù)發(fā)的可能性。高侵襲潛能組垂體腺瘤的ADC 值明顯低于低侵襲潛能組，且在統(tǒng)計(jì)學(xué)上有顯著差異，其原因可能是因?yàn)楦咔忠u潛能組腫瘤細(xì)胞的增殖程度高、密度高，水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的細(xì)胞外空間相對(duì)更小，水分子的擴(kuò)散程度受到限制程度更高，ADC 值則更低。ADC 值預(yù)測(cè)Ki-67 表達(dá)指數(shù)的AUC 為0.778，ADC 值預(yù)測(cè)Ki-67 表達(dá)指數(shù)的敏感度為87.5%、特異度為59.1%，說明ADC 值在預(yù)測(cè)Ki-67 表達(dá)指數(shù)的高低中具有潛力。

雖然大多數(shù)垂體腺瘤在組織學(xué)上表現(xiàn)為良性，但只有當(dāng)垂體腺瘤侵犯到周圍結(jié)構(gòu)時(shí)才能發(fā)現(xiàn)其侵襲潛能，在垂體腺瘤向周圍結(jié)構(gòu)侵襲之前，預(yù)測(cè)其侵襲潛能對(duì)臨床制定手術(shù)入路及長(zhǎng)期隨訪具有重要意義[22]，尤其是在治療后存在殘留病灶的情況下。細(xì)胞增殖標(biāo)志物Ki-67 是一種在增殖細(xì)胞中表達(dá)的核抗原。盡管Ki-67 暫無明確的閾值，但Ki-67 作為病理學(xué)診斷中確立的增殖標(biāo)記，其表達(dá)程度反映腫瘤的侵襲潛能[23]，高Ki-67 表達(dá)指數(shù)往往提示患者預(yù)后較差[24]，這樣的患者需要更加密切的隨訪或者放射治療[25-26]。Ki-67 表達(dá)指數(shù)對(duì)預(yù)測(cè)垂體腺瘤術(shù)后是否容易復(fù)發(fā)有臨床意義。

本研究的局限性：本研究樣本量偏?。桓信d趣區(qū)包含了腫瘤的實(shí)性部分，并未包含整個(gè)腫瘤，可能與病理結(jié)果存在偏倚；沒有納入其他MRI 技術(shù)。

綜上所述，r-FOV DWI 的ADC 值可以反映垂體腺瘤的Ki-67 表達(dá)指數(shù)，在術(shù)前預(yù)測(cè)垂體腺瘤的侵襲潛能與術(shù)后復(fù)發(fā)的可能，為垂體腺瘤術(shù)式的選擇及術(shù)后隨訪管理提供有價(jià)值的信息。