MRS诊断前列腺癌准确率与病理切片Gleason评分的相关性研究

程紫珺，赵 阳，白 玫，韩 悦，李辛子

（天津医科大学第二医院放射科，天津 300211）

MR波谱（MRS）是目前公认的最具潜力的无创性前列腺癌（Prostate cancer，PCa）检查方法之一[1-2]。Gleason评分与PCa的生物学特性密切相关，是临床上判断PCa预后的重要指标[3]。笔者旨在通过PCa根治术前MRS诊断结果与术后病理结果的同区对照，初步探讨MRS诊断PCa的准确率及其与Glea-son评分间的关系。

1 资料与方法

1.1 一般资料

我院2009年7月—2010年2月经穿刺病理活检证实为PCa，准备行PCa根治术的患者5例。年龄55～81岁，中位年龄73岁。所有的患者均于术前行3D-MRS检查，术后行病理切片诊断。全部研究患者均知情同意，并自愿参加。

1.2 3D-MRS检查

采用GE Signa 1.5T高场磁共振扫描仪行常规MRI和3D-MRS检查。3D-MRS检查前先以ATDTORSO为接收线圈行FSE轴位T2WI薄层无间隔扫描：TR/TE 3500/85 ms，回波链（ETL）19，NEX 4 次，矩阵 320×256，FOV 13～16cm，层厚 5mm，层距 0mm。所得图像作为3D-MRS检查的定位像以及后处理中的MRS叠加图。而后以PROSE序列行3D-MRS检查：TR/TE 1000/130 ms；FOV 13～17 cm；NEX 1次；Matrix 16×8×12，层厚 5 mm。 矩形兴趣区平面内的范围和上下界尽量包含全部前列腺组织。轴位上兴趣区边缘加饱和带以消除矩形兴趣区内前列腺周围脂肪组织的影响，同时在矢状定位像兴趣区的前后部加饱和带消除前列腺前方脂肪及后方直肠内气体的影响。采集MRS数据时常规进行自动预扫描，包括自动匀场和抑水，通常情况下要求线宽<15，方可进行MRS数据采集。根据实验设计中对兴趣层选取的需要，5例患者在应用EDO线圈进行定位像扫描时，除纯轴位像外，另需加扫小视野矢状位，必要时加扫冠状位T2WI，以明确前列腺的解剖位置。扫描结束后，由2名高年资的影像技术和诊断医师共同比对，从3D-MRS图像中选出每名患者前列腺最大横径所在层面，作为PCa根治术后标本取材的兴趣层。

1.3 病理切片的制备及诊断

采用经会阴PCa根治术，将前列腺完整切除，所得离体标本立即用甲醛固定10～36 h。彻底固定后，由2名病理医师具体操作，在1名泌尿病理学专家和1名高年资的放射科医师的指导下取材。取材时，参照轴、冠、矢状位小视野T2WI寻找标本的解剖位置。以尿道和双侧精囊为标志点，前列腺尖部为基准，比对从3D-MRS图像中选出的前列腺最大横径所在层面，取层厚约为5 mm的兴趣层1层。取毕，依据前列腺波谱兴趣区（ROI）各体素的划分区域将该层分为15～35份。每份前列腺标本块按ROI内体素的排列顺序标号，经脱水、包蜡、切块后制成蜡块（图1）。用切片机于蜡块上随机取3片前列腺组织，各蜡块所对应的3片前列腺组织经固定、脱蜡、HE染色、加光学树脂胶后，制成1块含3处前列腺组织的局部病理切片（图2）。全部病理切片制备完毕后分别编号、储存。由2名经验丰富的高年资病理医师，对病理切片进行诊断，并确定每一有癌区域的Gleason评分。

1.4 数据的处理与统计学分析

在GE ADW4.2工作站上，运用Functool CSI软件对全部患者的MRS数据进行处理。兴趣区内任何一个主要代谢产物波谱信噪比均>5，且未受水或脂肪信号污染的体素均作为数据采集的对象，自动处理并计算符合条件的所有体素的CC/C值。2名高年资的影像诊断医师以之前所选的3D-MRS纯轴位图像的中心层面作为兴趣层，根据国际公认的CC/C值>0.86即PCa的诊断标准[3]，统计癌区和非癌区的数目，并记录CC/C值（图3）。

本研究全部统计学分析均应用SPSS 11.5软件完成。对照相应体素的病理诊断结果，运用Spearman相关分析评价CC/C值与Gleason评分间的关系。计算CC/C>0.86标准下，MRS诊断PCa的准确率，敏感性和特异性。根据Gleason评分的不同，对病理确诊的PCa区进行分组，并统计不同Gleason评分下MRS对PCa诊断的准确率，就MRS诊断PCa的准确率与Gleason评分的关系进行Spearman相关分析，以P<0.05作为有无统计学意义的指标。

2 结果

2.1 PCa根治术后离体标本切片的病理诊断结果

5例PCa患者均未发生区域淋巴结及远处转移，其中 T1cN0M01例，T2bN0M02例，T2cN0M02例。共选取符合病理诊断要求的前列腺标本蜡块90个，从中获得病理样本270个，制成病理切片90张，最终病理结果90个，病理诊断为PCa的区域70个，占全部检查区域的77.8%；病理诊断无癌的区域20个，占全部检查区域的22.2%。

2.2 PCa CC/C值与Gleason评分的关系

经Spearman相关分析，PCa的CC/C值与Gleason评分呈正相关，结果具有统计学意义（r=0.746，P=0.000<0.01）（图 4，表 1）。

2.3 CC/C值>0.86标准下，MRS对PCa诊断的可靠性研究

病理诊断PCa区70个，无癌区20个。MRS诊断PCa区65个，无癌区25个。将MRS诊断结果与相应区域的病理诊断结果对照，其中有59个有癌区域，14个无癌区域诊断正确。CC/C>0.86标准下，MRS诊断PCa的准确率，灵敏性和特异性分别为81.1%，84.3%和 70.0%（表 2）。

图1 以MRS为参照切取标本最大横径层后，按MRS体素标准将兴趣层分割成15～35等份，根据体素的排列顺序编号后行脱水处理，制备蜡块。图2 从每枚标本蜡块中随机切取前列腺组织制成病理切片，保证每一切片内均含有3片不同位置的前列腺组织。图3 前列腺3D-MRS图像：将3D-MRS结果叠加于T2WI上，图中各组数字反映了前列腺内不同代谢产物的浓度变化。伪彩图中呈红色及黄色区域表示CC/C值升高较多的位置，根据图中各体素的CC/C值结果，诊断该层内MRS认为的前列腺癌区域。Figure 1.According to prostate 3D-MRS image,the widest cross section of the prostate specimen is selected and sliced.On the basis of MRS voxels,the interested layer of prostate is cut into 15～35 pieces equally.Each piece is numbered in agreement with the order of MRS voxels and embedded in wax after dewatering.Figure 2.Each pathologic section contains three slices of prostate tissue that were cut from a wax block of prostatic specimen randomly.Figure 3.The prostate 3D-MRS image:the 3D-MRS is superimposed on T2WI.The changes of different prostate metabolite concentrations are reflected by several groups of data in this image.The red or yellow areas of the pseudo-color map indicate the locations in which CC/C ratio rises.According to CC/C ratio of every MRS voxel,the PCa-affected regions are diagnosed.

表1 病理确诊的前列腺癌区CC/C值与同区Gleason评分的相关性分析

2.4 CC/C值>0.86标准下MRS对PCa诊断准确率与Gleason评分的相关性研究

结果显示Gleason评分为6分的共4个区域，7分的12个区域，8分的22个区域，9分的24个区域，10分的8个区域。以CC/C值>0.86作为MRS诊断PCa的标准，Gleason评分6分组中，MRS诊断PCa的准确率为50%；7分组中，MRS诊断准确率为53.8%；8分组中，MRS诊断准确率为 72%；9分及10分组中，MRS诊断的准确率均为100%。经Spearman相关性分析，MRS诊断PCa的准确率与Gleason评分呈正相关关系，结果具有统计学意义（r=0.223，P=0.034<0.05）（表 3）。

表2 CC/C>0.86标准下，前列腺MRS与病理切片检查结果的比较

表3 CC/C>0.86标准下，MRS诊断PCa的准确率与Gleason评分的相关性分析

3 讨论

3.1 前列腺MRS与Gleason评分的联系

PCa生物学行为多变，个体间差异较大，早期诊断、及时治疗是改善患者远期生存率的关键。MRS属功能性磁共振成像，能够无创地反映活体内前列腺的代谢变化，其与传统MRI结合提高了PCa的检出率[4-6]。Gleason分级系统是目前应用较广的PCa分级方式，可帮助临床较为全面地评价PCa的分期及预后[3]。近年来相关研究表明， 前列腺MRS与Gleason评分间存在一定联系。Zakian等[2]在前列腺MRS代谢结果与PCa根治术后逐层病理切片Gleason评分的相关性分析中发现CC/C值有随Gleason评分升高而增加的趋势，在随后的研究中，Giusti等[7]进一步证实了Zakian等的结论。Van Asten等[8]的研究结果显示包括CC/C值在内的多项MRS结果与Gleason评分间存在相关性，并认为Cho/Cr（Choline/Creatine）、tCho/Cr（total Choline/Creatine） 及 Cit/Cr（Citrate/Creatine）值与Gleason评分间呈线性相关。Villeirs等[9]在基于356例 PCa的 MRI及MRS的回顾性研究中发现，MRS检出高Gleason评分PCa的敏感性高于低Gleason评分PCa，并认为MRI联合MRS诊断低分化PCa具有巨大潜力。国内部分学者也就MRS结果与Gleason评分间的关系进行了较为深入的研究，王霄英等[10]在基于穿刺活检病理结果的对比研究中发现Gleason评分≥7组的PCa的CC/C值显著高于Gleason评分<7组的PCa，并认为MRS结果与Gleason分级密切相关。另外一项研究结果则表明MRS的CC/C值在低分化PCa预估方面具有一定的价值，当CC/C值>0.948时，Gleason评分多>7分[11]。本研究在MRS结果与同区局部病理结果精确对照的基础上，再次验证了前列腺MRS与Gleason评分之间存在的相关关系。

3.2 MRS诊断PCa的准确率与Gleason评分的相关性研究

本研究统计了CC/C值>0.86标准下，MRS对不同Gleason评分组PCa诊断的准确率，结果显示MRS诊断PCa的准确率随Gleason评分上升而增高，经Spearman相关分析，两者呈正相关，结果具有统计学意义（r=0.223，P=0.034），提示 MRS 诊断 PCa的准确率具有随肿瘤恶性度增加而提高的趋势。笔者考虑出现这一现象可能与以下原因有关：低Gleason评分时，细胞的分化程度较高，癌组织仍保持部分正常的代谢，细胞的增生亦不严重，故Cit的下降，Cho的上升及CC/C值的下降均不明显，MRS观察较为困难；反之，高Gleason评分时，低分化的癌组织占据主要成分，正常的前列腺腺体组织破坏严重，Cit的合成，分泌和储存能力减弱，加之癌组织的能量代谢旺盛，消耗增加，Cit的浓度明显下降。与此同时，癌细胞的增殖迅速，细胞膜的合成和降解活跃，Cho浓度明显升高，CC/C值明显增大，表现为MRS谱线变化较显著。据文献报道[12]，MRS对PCa的诊断能力随肿瘤分期的不同而变化，D期较好，局部浸润生长的B期及C期较差，理论上，高Gleason评分PCa的侵袭性大，高分期的可能性也越大，上述结论从另一角度印证并支持了本研究所得的结果，即MRS诊断PCa的准确率随Gleason评分上升而提高，提示Gleason评分较高的PCa患者更适合MRS检查，在MRS图上所显示出的肿瘤范围可能更为准确。

本研究在病理切片对照的基础上，实现了MRS结果与同区病理结果的精确对照，研究结果所提示的MRS诊断PCa的准确率随肿瘤恶性度的增高而上升的结论，对于肿瘤范围的确定及治疗方案的选择具有重要的临床参考价值。相信随着后续研究的进行，特别是MRS结果与病理大切片对照研究的开展，MRS诊断PCa的准确率与Gleason评分间的关系将得到进一步验证。

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