核磁荧光双模态不同分子探针判断非小细胞肺癌病情与预测预后的价值

周 婕 蔡曙波 徐 阳

肺癌是当前已知癌症中发病率和死亡率最高的疾病，其中90%以上为非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)[1]。NSCLC早期诊断是降低胃癌病死率的重要手段之一，不过当前常规影像学方法对NSCLC的良恶性判定与预测预后存在局限性，病理检查对患者的创伤比较大，使其临床应用受到限制[2-3]。分子影像是新兴的成像模式，具有高分辨率、可动态监测、高灵敏度等优点，特别是为通过荧光探针检测、鉴别局部病变提供了更好的平台支持[4-5]。氢质子磁共振波谱(proton magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS)是1种非侵入性核磁荧光双模态不同分子探针检查技术，也是1种可以进行定性分析和定量分析的方法[6-7]。由于NSCLC与正常肺组织具有不同的代谢特征，故当前1H-MRS在临床上应用于NSCLC可提供更准确、更多的信息，从而有利于定性诊断NSCLC[8]。本文具体探讨了核磁荧光双模态不同分子探针判断NSCLC病情与预测预后的价值。现总结报告如下。

1 资料与方法

1.1 研究对象

研究时间为2015年5月到2017年11月，采用回顾性、总结研究方法，选择在我院进行诊治的NSCLC患者64例作为研究对象，纳入标准：首次发病与诊治患者；病理诊断为NSCLC；医院伦理委员会批准了此次研究；临床、影像学与病理资料完整；患者在自愿条件下签署了知情同意书；年龄40～70岁，均无脑血管意外、颅脑外伤、颅内感染或手术病史。排除标准：手术病史、放化疗史或使用皮质类固醇激素类药物史患者；妊娠与哺乳期妇女；影像学或临床资料不完整者。

其中男性36例，女性28例；年龄43～68岁，平均年龄(56.33±4.18)岁；病程最短者2.5 h，最长者10年，平均(3.19±1.84)年；病情分级：Ⅰ级32例，Ⅱ级20例，Ⅲ级12例；平均体重指数(21.14±3.19)kg/m2；吸烟24例，肺癌家族史者19例；平均受教育年限(12.44±2.19)年。

1.2 1H-MRS检查方法

1.2.1 检查设备 飞利浦 Multiva 1.5T磁共振机(标准头颅正交线圈或8通道头颈部专用相阵控线圈)，德国徕卡公司的荧光显微手术及显像系统，美国GE公司的InstaTrak Plus 3500神经导航系统。5-ALA药物由我院保存。

1.2.2 检查过程 使用自旋回波(SE)序列获得T1加权像(T1WI)；采用快速自旋回波(FSE)序列获得T2加权像(T2WI)。扫描参数：带宽62.5KHz，层厚6.5 mm，层间距1.3 mm，T1WI(TR/TE，600/16 ms)，T2WI(TR/TE，5100/118 ms)，T1WI-Flair(TR/TE，2960/7.9 ms。MR增强扫描图像在T1加权像基础上获得(对比剂为钆喷酸葡胺，注射剂量0.1 mg/kg，注射速度2 ml/s，扫描参数TR/TE 2962/7.9 ms，层厚6.5 mm，层间距1.3 mm，带宽62.5 KHz)。

1H-MRS扫描：以肿瘤病灶最大层面的轴位T2WI作为波谱定位像，扫描感兴趣区(region of interest，ROI)分别位于肿瘤实质区、对侧正常区，采用点分辨波谱分析法采集信号。扫描参数：带宽62.5 KHz，层厚6.5 mm，FOV 24×24 cm，层间隔1.3 mm，TR/TE：1500/144 ms，激励数1.0。完成扫描后将数据传送到ADW4.2工作站进行后处理，得到波谱图，观察并分析不同兴趣区各化学组分的峰值和比值，包括N-乙酰天门冬氨酸(n-acetylaspartate，Nhh)峰、胆碱(choline，Cho)峰，以NAA/Cho、Cho/Cr等比值来比较并记录。

1.3 病理学诊断

手术治疗后切除的组织标本立即固定于福尔马林溶液中，在病理科进行脱水、透明、浸蜡、包埋、切片、HE染色、封片处理。NSCLC的病理学分级标准：①出现坏死；②局部微血管增生显著；③核分裂象增多。有①者诊断为Ⅰ级；有①、②两项者诊断为Ⅱ级，有①、②和③三项者诊断为Ⅲ级。

1.4 预后调查

所有患者随访至2018年4月，调查患者的死亡与生存情况。

1.5 统计学方法

2 结果

2.1 常规MRI特征

在64例患者中，常规MRI表现为不均匀强化，周围T2上高信号，肿瘤边界不清，瘤周水肿显著。

2.2 1H-MRS指标对比

NSCLC的肿瘤实质区典型波谱表现为Cho峰显著升高，NAA峰显著降低，Cr峰降低不显著，NAA/Cr比值降低，Cho/NAA、Cho/Cr比值升高，与对侧正常区对比差异有统计学意义(P<0.05)，见表1。

表1 NSCLC不同部位的代谢物比值对比

本研究将Ⅰ级、Ⅱ级列为低级别NSCLC组，Ⅲ级列为高级别NSCLC组，低级别组瘤体区的Cho/NAA、Cho/Cr、NAA/Cr比值与高级别组对比差异也有统计学意义(P<0.05)，见表2。

表2 恶性NSCLC的肿瘤实质区不同分级的代谢物比值对比

2.3 预后情况

随访至2018年4月，64例患者中死亡12例，死亡率为18.8%。

2.4 影响分析

在64例患者中，以患者的一般资料与1H-MRS指标作为独立变量，以随访预后死亡作为因变量，多因素Logistic回归分析结果显示病情分级、Cho/Cr、Cho/NAA为导致患者死亡发生的主要危险因素(P<0.05)。见表3。

表3 影响非小细胞肺癌预后的独立危险因素

3 讨论

NSCLC是我国最常见的恶性肿瘤之一，发病率为50/10万左右。早期NSCLC临床大多没有特异性的症状，为此在诊断时多为晚期，且发病人群呈年轻化趋势，使得患者的预后一直比较差[9]。手术为早期NSCLC的主要治疗方法，治疗原则是在保存正常脑组织神经功能的前提下，安全切除肿瘤病灶，以提高患者的生存率[10-11]。然而由于NSCLC的侵袭性生长而肿瘤边界不清，肿瘤全切存在一定困难，有研究显示只有在不到30%的患者影像学上呈强化的肿瘤组织能得到全切。因为在术前精确地定位NSCLC的病灶范围与进行病理分级，对提高手术切除率具有重要的意义[12]。

当前诊断NSCLC的影像学方法比较多，不同方法的成像空间分辨率和深度、成像灵敏度均存在差异[13]。分子成像技术在在分子生物学研究的基础上，通过化学手段与造影材料的协同作用，可以实现感兴趣分子的在体肿瘤示踪，具有检测灵敏度高、特异性强、可连续动态观察、无创等优点[14]。而已在临床广泛应用的核磁共振成像具有优良的空间分辨率，可从宏观观测探针的分布聚集情况，将核磁与分子成像技术结合的核磁荧光双模态，可以同时从宏观和微观上进行疾病的判定。MRS可显示局部的代谢产物，从而有利于进行疾病的定性诊断与分级诊断[15]。特别是1H-MRS也可用来检测体内多种微量代谢物，如Cr、NAA、Cho等，能够无创性检测肿瘤组织及正常脑组织上述代谢物的变化，通过计算各种代谢物的比值，从而判断NSCLC的恶性程度进行分析[16]。本研究NSCLC的肿瘤实质区典型波谱表现为Cho峰显著升高，NAA峰显著降低，Cr峰降低不显著，NAA/Cr比值降低，Cho/NAA、Cho/Cr比值升高，与对侧正常区对比差异有统计学意义(P<0.05)。NAA是目前公认的神经元内标志物，NSCLC波谱特点为NAA峰显著下降。从机制上分析，NSCLC的病灶组织遭受到破坏，使得肿瘤细胞膜的转换增强与Cho密度增加，且会影响正常的能量代谢通路，导致Cr的强度减少与NAA峰的显著降低[17]。

核磁荧光双模态成像技术可在同一仪器上实现多种成像方式的检查，其中开发与核磁荧光双模态成像系统相匹配的活体成像探针已成为医学影像技术的发展前沿。1H-MRS作为一种非侵入性的新技术，从而为临床提供更全面、准确的术前肿瘤病理分级等方面的信息[18]。本研究显示低级别组瘤体区的Cho/NAA、Cho/Cr、NAA/Cr比值与高级别组对比差异也有统计学意义(P<0.05)。从机制上分析，由于组织坏死的产生，使得Cho在高度恶性的NSCLC呈现下降趋势[19]。同时在高级别NSCLC的坏死区，Cho/Cr、NAA/Cr比值的变化可反映肿瘤组织的正常有氧呼吸发生障碍，同时发生缺血缺氧，进而导致线粒体损伤，细胞出现凋亡与坏死等[20]。

在核磁荧光双模态成像中，探针制备与选择是分子影像中的重要环节和先决条件，制备性质优良的NSCLC特异性分子影像探针是开展后续诊断研究的基础和关键[21]。1H-MRS可较全面反映瘤体区及对侧相应正常部位的代谢情况，从而有利于指导术中切除[22]。本研究显示多因素Logistic回归分析结果显示病情分级、Cho/Cr、Cho/NAA为导致患者死亡发生的主要危险因素(P<0.05)，表明核磁荧光双模态不同分子预测预后也有很好的价值，也可逐渐成为临床研究中不可或缺的先进诊断手段。研究也存在一定的不足，比如纳入本研究中的病例数相对较少，患者的配合程度也可能导致实验数据不准确，将在下一步研究进行深入分析。

总之，核磁荧光双模态不同分子探针可有效判断NSCLC患者的病情与预测预后，有很好的临床应用价值。