弥散成像与肾透明细胞癌分级及Ki67相关性分析

吴 娟 陆 蓉 林 璐

肾透明细胞癌（clear cell renal cell carcinoma，CCRCC）是成人肾脏最常见的恶性肿瘤，其治疗方案的选择及五年生存率与肿瘤恶性程度密切相关[1]。CCRCC病理分级反映了肿瘤的恶性程度，但该分级系统有时存有偏差[1]。Ki67是常用的细胞增殖标记物，可以作为评估肿瘤恶性程度的一个指标[2]。目前关于肾癌弥散加权成像与肿瘤分级、Ki67表达间关系的研究鲜有报道，本研究通过分析39例CCRCC的ADC值与不同病理分级及Ki67表达的关系，旨在探索弥散加权成像(diffusion-weighted imaging，DWI)术前预测CCRCC恶性程度的可能性，从而为患者治疗方案的制订提供参考。

方 法

1．临床资料

收集并分析2010年1月-2016年12月在我院行肾脏磁共振检查并经临床、病理确诊的39例CCRCC患者，男性28例，女性11例；年龄42～79岁，平均年龄59岁。所有患者均在MR检查后2周内手术。术后病理结果显示I级12例，II级13例，III级6例，IV级8例。

2．MR检查与数据测量

使用GE Signa3．0T MR扫描仪，体部8通道相控表面线圈行常规MR及DWI扫描。常规MRI扫描包括平扫轴位T1WI、T2WI、T2WI+脂肪抑制、冠状位T2WI+脂肪抑制及轴位多期动态增强扫描。DWI扫描采用SE-EPI序列，扫描参数：TR/TE5000/62ms，矩阵为256×256，扫描视野（field of view，FOV）400mm×240mm， b值取0、800s/mm2，层厚7mm，层间距0mm。获得数据传至GE Adw4．5后处理工作站，运用Functool软件后处理生成ADC图，由两位具有5年以上工作经验的放射科医师进行ADC值测量，分别测量3次取平均值。感兴趣区（region of interest ，ROI）选取病灶最大层面，避开病灶内出血、坏死、囊变、钙化及血管。

两位5年以上工作经验的病理科医师根据细胞核大小、核形和核仁是否明显进行病理分级，并采用Envasion法对CCRCC标本进行免疫组化染色处理，以细胞核染成棕黄色为Ki67蛋白阳性染色的判断标准。高倍镜（×400）下选择10个有代表性的视野，每个视野计数100个肿瘤细胞，计算阳性细胞百分比。根据阳性细胞百分比进行评分，肿瘤细胞相应部位不染色为1分；Ki67阳性细胞数＜10%为2分，10%～30%为3分，＞30%为4分。

3．统计学方法

应用SPSS 22．0统计软件对各组数据进行分析，计量资料采用（±s）表示。不同病理分级之间的ADC值以及不同Ki67阳性率评分分级之间的ADC值采用单因素方差分析，病灶ADC值与Fuhrman分级及Ki67表达的相关性采用Spearman相关分析。以上所有统计中，检验水准ɑ=0．05，当P＜0．05时，认为差异有统计学意义，P＜0．001时，认为差异有显著统计学意义。

结 果

1．肾癌病灶DWI表现

1．1 瘤体实质成分：在DWI图上表现为高信号，在ADC伪彩图上表现为绿与蓝色，在ADC灰阶图上表现为低信号（图1）。

1．2 瘤体坏死囊变成分：在DWI图上表现为低信号，在ADC伪彩图上表现为黄色与红色，在ADC灰阶图上表现为高信号（图2）。

2．肿瘤ADC值与Fuhrman分级

Fuhrman分级：I级12例，II级13例，III级6例，IV级8例，不同级别之间的ADC值比较差异有统计学意义（F=15．225，P＜0．001）（表1）。肿瘤ADC值与Fuhrman分级之间呈高度负相关（r=-0．701，P＜ 0．001）。

3．肿瘤 ADC值与Ki67阳性率分级

Ki67阳性率评分：1分0例，2分有8例，3分有19例，4分有12例，不同评分等级之间的ADC值比较差异有统计学意义（F=62．5，P＜0．001）。肿瘤ADC值与Ki67评分之间呈显著负相关（r=-0．880，P＜ 0．001）（表 2）。

图1 患者男，66岁，病灶位于右肾中极，肿瘤最大径为4．3cm，术后病理诊断为右肾透明细胞癌II级。A．为DWI图像，病灶呈高低混杂信号；B．为灰阶图，病灶呈等信号；C．为伪彩图，病灶内主要呈红色，瘤体内有囊变区；D．为Ki67染色图像，可见细胞核被染成棕黄色的阳性细胞，Ki67阳性率为15%。

讨 论

图2 患者男，48岁，病灶位于左肾中极，肿瘤最大径6．7cm，术后病理诊断为左肾透明细胞癌III级。A．为DWI图像，病灶呈高信号；B．为灰阶图，病灶呈低信号；C．为伪彩图，病灶内主要呈蓝色；D．为Ki67染色图像，可见细胞核被染成棕黄色的阳性细胞，Ki67阳性率为20%。

表1 不同病理级别肾透明细胞癌的平均ADC值比较（×10-3mm2/s）

表2 不同Ki67阳性率分级之间肾透明细胞癌的平均ADC值比较（×10-3mm2/s）

磁共振弥散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）属于功能磁共振成像，能无创地反映活体水分子的扩散情况，主要与单位体积细胞数量、细胞膜的完整与否和细胞外间隙大小等因素相关[3]。还受其他因素的影响，如呼吸运动、肠道蠕动、心脏以及血管搏动等[3]。肾脏组织含水量高，血供丰富，位置深，受呼吸运动影响较小，适合进行DWI成像[4]。弥散加权序列扫描产生弥散图（DWI）和ADC图。弥散图中，细胞排列密实的病变部位信号强度往往高于正常组织，弥散自由度较大的病变部位表现为低信号。ADC图分为灰阶图和伪彩图，是根据表观扩散系数（apparent diffusion coefficient，ADC）值大小对应信号强度高低形成。ADC值是DWI的定量分析参数。ADC图中，弥散受限的病变区域，ADC值低，表现为低信号；弥散自由区域的ADC值较高，表现为高信号。在伪彩ADC图，蓝色区域表示弥散受限程度较其他颜色区域明显，水分子弥散自由度大的区域表现为黄色与红色。但DWI图中的高信号有时是因组织具有非常长的T2衰减时间所致，即T2透射效应[5]。ADC图能够区别DWI显示的高信号是真受限还是T2透射效应。在本课题中，CCRCC实性成分弥散图中呈明显高信号，ADC图中呈低信号，属于真受限，说明肿瘤实性部分细胞排列密实，细胞间隙较小，水分子弥散明显受限。而坏死囊变区域弥散图呈低信号，ADC图呈稍高信号，说明坏死囊变区域水弥散自度较高，ADC值也较高。

CCRCC的病理分级多采用突出核异型性的Fuhrman分级系统[3]。它与肾癌恶性程度密切相关，是判断肾癌预后信息的经典方法。研究结果显示 Fuhrman分级中，I、II级5年生存率分别为95．9%，86．8%，III、IV 级 仅 为 60．1%， 46%[6]。CCRCC的Fuhrman分级资料一般都是手术后才能获得，因此术前无法预知肿瘤的恶性程度， 本研究通过分析肿瘤ADC值与分级之间的关系来判断肿瘤ADC值是否与恶性程度相关。结果显示，不同分级肿瘤的ADC值差异有统计学意义，级别越高，ADC值越低，且ADC值与病理分级呈高度负相关。ADC值与Fuhrman分级的相关性在一些报道中有类似的结果［3，7-8]，可能由于：①肿瘤内水分子的运动与细胞密度、细胞膜的完整程度、核浆比和间质的黏滞度均有关系；②恶性肿瘤的细胞异型性较明显，核/质比高，水分子扩散受到限制，ADC值降低；③正常的组织细胞存在一种密度依赖的生长抑制的生物学特征，而部分肿瘤细胞则失去了这种生物学特征，使得肿瘤细胞之间的结合比正常组织细胞紧密，细胞间间隙变小，导致水分子运动受限，DWI信号显著增高，ADC值下降；④研究表明ADC值还与微循环有关，能表达细胞内外的毛细血管微循环情况[9]，可能由于肿瘤恶性程度越高，异型血管越丰富，细胞增殖越快越密集，ADC值就会减低。

Ki67是跟肾癌预后相关的分子标记物，是细胞核内的一种与细胞分裂及增殖相关的敏感指标[10]，是常用的细胞增殖标记物，阳性表达率高则说明细胞增殖活跃。有研究显示Ki67可用于评估肾癌侵袭转移能力，作为肾癌进展和复发的独立预后因子，与不同的病理分级、临床分期以及有无淋巴结转移密切相关，可作为判定肾癌生物学行为的客观指标[2]。关于肿瘤ADC值与Ki67表达相关性的研究已在多种器官中开展，如眼眶、胃肠道和乳腺等[11-13]。结果显示细胞增殖越旺盛ADC值越低。本研究结果显示Ki67表达阳性评分越高，ADC值越低，ADC值与Ki67分级显著负相关。这表明ADC值与肾CCRCC的细胞增殖密切相关。在本组病例中存在病理分级较低而Ki67评分较高和病理分级较高而Ki67评分较低的患者。因此，病理分级确定肿瘤的恶性程度存在一定的偏差，如能综合考虑病理分级与Ki67阳性率分级，对于患者恶性程度的判断及五年生存率的估计会更加准确。本课题分析ADC值与病理分级及Ki67表达的相关性，旨在术前较精确的判断CCRCC的恶性程度，指导临床治疗方案的制订。

DWI的图像质量主要与b值的选择有关[14]。由于不同型号磁共振所用扫描技术、扫描序列及成像参数不同，目前无统一b值。通常范围为（0，100～1000）mm2/s。有报道对肾CCRCC和肾移植的病例进行多b值DWI检查，然后进行信噪比分析，发现b值越大，信噪比越高，b值取1000时信噪比最高，可视为阈值，当b值超过1000时图像信噪比降低，对诊断的价值减低[14]。同时DWI扫描需使用较长的TE时间，因而在DWI图像中各组织除了因弥散不同所形成的图像对比，还有因T2时间不同所形成的T2穿透效应。T2穿透效应会混淆弥散受限所致的DWI信号改变，产生假阳性误诊。T2穿透效应与b值相关，b值越大，T2穿透效应越小，当b值＞800s/mm2时，T2穿透效应对于图像的影响可基本忽视[5]。

综上所述，应该在保证图像质量的条件下尽量选择高b值。本课题所使用仪器为GE Signa3．0T HD磁共振，结合临床经验，选择b值0、800s/mm2，既保证能够真实反映肾癌组织中的水分子弥散情况，又兼顾了图像信噪比，保证了图像的质量。

本研究显示，肾CCRCC弥散加权成像从形态学和细胞学方面对病变进行了综合评价，具有较高的临床应用价值。ADC值的测量为术前诊断和预测肾CCRCC的恶性程度及判断预后提供了价值。