MSCT灌注成像参数对胰腺癌鉴别诊断效果及与肿瘤恶性生物学行为、微血管密度的关系

付德利，杜新月,李明山

(北京市第一中西医结合医院 放射科，北京 100018)

胰腺癌是临床常见消化系统恶性肿瘤，其早期症状缺乏特异性，起病隐匿，加之胰腺癌病灶位置较深，易被腹腔组织器官遮盖，导致胰腺癌诊断延误，影响预后[1]。因此，寻找一种合理有效的胰腺癌诊断方法，完善早期检测方案是临床研究的重点环节之一。目前,CT是临床诊断腹腔疾病主要影像学手段，随着多层螺旋CT(multilayer spiral CT，MSCT)灌注成像技术的发展，可为分析组织器官血流动力学提供影像参数，便于从血流动力学方面定性判断正常组织或恶变组织，为胰腺癌良恶性诊断提供依据[2]。临床研究已证实，肿瘤属血管依赖性疾病，其中微血管密度(microvascular density，MVD)是反映肿瘤血管生成效应的主要参数，被作为判定肿瘤血管生成的“金标准”，且与肿瘤侵袭性和预后关系密切[3，4]。基于此，本研究对MSCT灌注成像参数对胰腺癌鉴别诊断效果及与肿瘤恶性生物学行为、微血管密度的关系进行探讨，旨在为临床早期诊断提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2016年7月～2019年8月我院胰腺癌患者68例为胰腺癌组，同期行手术治疗的68例急性胰腺炎患者为胰腺炎组。均经病理诊断确诊胰腺癌/胰腺炎；首次发病；既往无腹部手术史；知情本研究并签署同意书。排除标准：无法耐受手术者；恶液体征者；合并其他疾病致全身感染者；伴凝血功能障碍者。2组年龄、性别、体质量指数、症状等基础资料见表1，具有可比性(P>0.05)。

表1 一般资料

1.2 方法

1.2.1扫描

飞利浦Brilliance32多层螺旋CT机首先平扫，再行CT灌注扫描，最后完成胰腺多期扫描。检查当天禁食，检查前饮温水800 mL充盈胃、小肠。

扫描方式：(1) 平扫，范围膈顶-肝下缘，参数110 kV，200 mA,螺距1.0，层厚5 mm。(2) CT灌注扫描，检查前训练呼吸，告知造影剂可能引起的发热反应，以5 mL/s注入50 mL造影剂，延迟8 s，120 kV，60 mA，5 mm，间隔1 s，周期1.0 s，采集数据时间45 s，扫描22次，8层/次，共生成重建图像176帧。(3) 多期增强扫描，灌注扫描完成后追加70 mL造影剂，速度2.5 mL/s，扫描动脉期25 s，胰腺期45 s，门脉期70 s，层厚5 mm，重建层厚0.625，多角度观察病变。

1.2.2分析

平扫和多期图像分析：全部图像均于工作站(ADW4.2)处理，分析轴状位、冠状位、矢状位、斜位MPR图像或VR重建图像。

CT灌注图像分析：采取Perfusion 2软件包分析数据，腹主动脉作为流入血管，从单层连续动态图内病灶组织、胰腺组织及腹主动脉感兴趣区获取血流血容量(BV)、平均通过时间(MTT)、血流量(BF)、表面通透性(PS)彩色灌注图。

数据资料处理：由2位或以上高级职称影像科医师分别分析图像，判定病灶性质、强化程度，结论不一致时经讨论达成一致结果。

1.2.3微血管密度(MVD)值检查

获取标本时标记方位，结合CT扫描位置尽量在CT灌注靶平面感兴趣位置取材，甲醛(40 g/L)固定，脱水，透明处理，石蜡包埋制蜡块备用；采取链霉菌抗生物蛋白-过氧化酶免疫组化(SP)法试剂盒、鼠抗人CD34检查MVD。MVD计数：任何被CD34抗体染色为棕黄孤立的内皮细胞簇团或内皮细胞，与周围恶性细胞、微血管或其他芥蒂组织分开者属一个微血管，若结构未相连，其分支同样为一个微血管，排除血管内径可容纳8个及以上红细胞及存在肌肉细胞的血管；首先×40低倍镜扫视切片，确认高密度区(3个)，切换×200高倍镜，计数取平均值。

1.2.4基因检测

以实时荧光定量PCR( polymerase chain reaction)技术测目标基因表达量，包括肿瘤侵袭基因(HOXB7、Twist)、增殖基因(FOXC1、Bmi-1)。

具体操作：裂解标本细胞，实施两相分离，取无色水相上层，移至离心管内，加等体积异丙醇沉淀RNA，清洗RNA凝胶块，室温干燥，加水40 μL制成RNA溶液，冷冻备用；紫外线吸收法测RNA纯度；采取反转录试剂盒制成样品cDNA；待测样品试管实施PCR检测，设置良性组织内目标基因表达量作为标准值100，计算标本组织内目标基因相对表达量。

1.3 观察指标

(1) 对比2组胰腺组织MSCT灌注成像参数(BV、BF、PS、MTT);(2) ROC曲线分析MSCT灌注成像参数(BV、BF、PS、MTT)诊断胰腺癌的价值;(3) 对比不同临床分期胰腺癌患者胰腺组织MSCT灌注成像参数(BV、BF、PS、MTT);(4) 对比不同临床分期胰腺癌患者组织中肿瘤侵袭基因(HOXB7、Twist)、增殖基因(FOXC1、Bmi-1)表达量;(5) 对比不同临床分期胰腺癌患者组织中MVD值;(6)分析MSCT灌注成像参数(BV、BF、PS、MTT)与胰腺癌肿瘤侵袭、增殖基因、MVD值的相关性。

1.4 统计学处理

2 结果

2.1 2组胰腺组织MSCT灌注成像参数

胰腺癌组BV、BF及PS水平低于胰腺炎组，MTT高于胰腺炎组(P<0.05)。见表2。

表2 2组胰腺组织MSCT灌注成像参数对比

2.2 MSCT灌注成像参数诊断胰腺癌的ROC曲线

BV、MTT、BF及PS联合诊断胰腺癌的AUC为0.881，均高于BV、MTT、BF及PS单一指标诊断的0.796、0.801、0.730、0.766，联合诊断敏感度为83.82%，特异度为85.29%。见表3、图1、图2。

图1 单一指标诊断ROC曲线

图2 各指标联合诊断ROC曲线

表3 MSCT灌注成像参数诊断胰腺癌的ROC曲线

2.3 胰腺癌组不同临床分期患者胰腺组织MSCT灌注成像参数

胰腺癌组临床分期为 Ⅲ～Ⅳ期的患者，其BV、BF及PS水平低于Ⅰ～Ⅱ期患者，MTT高于Ⅰ～Ⅱ期患者(P<0.05)。见表4。

表4 胰腺癌组不同临床分期患者胰腺组织MSCT灌注成像参数对比

2.4 胰腺癌组不同临床分期患者组织中肿瘤侵袭、增殖基因表达量

胰腺癌组临床分期为Ⅲ～Ⅳ期患者组织标本中FOXC1、Bmi-1、HOXB7、Twist mRNA表达量高于Ⅰ～Ⅱ期患者(P<0.05)。见表5。

表5 胰腺癌组不同临床分期患者组织中肿瘤侵袭、增殖基因表达量比较

2.5 胰腺癌组不同临床分期患者组织中微血管密度(MVD)值

胰腺癌组临床分期为Ⅲ～Ⅳ期患者组织标本中MVD值平均为(58.72±10.83)条，Ⅰ～Ⅱ期患者为(43.67±5.38)条，组间比较，Ⅲ～Ⅳ期患者高于Ⅰ～Ⅱ期患者(t=7.038,P<0.001)。

2.6 MSCT灌注成像参数与患者肿瘤侵袭、增殖基因、MVD值的相关性

胰腺癌患者MSCT灌注成像参数的BV、BF、PS与FOXC1、Bmi-1、HOXB7、Twist mRNA表达量、MVD值呈明显负相关，MSCT灌注成像参数的MTT与FOXC1、Bmi-1、HOXB7、Twist mRNA表达量、MVD值呈明显正相关(P<0.05)。见表6。

表6 MSCT灌注成像参数与患者肿瘤侵袭、增殖基因、MVD值的相关性(n=68)

3 讨论

胰腺血流丰富，其病变会直接影响胰腺实质血流灌注[5]。MSCT灌注成像技术能反映器官实质水平血供状态，胰腺癌为低血供病灶，此特征决定实质功能学变化早于形态学变化[6]。因此，理论上检测其异常情况对早期诊断胰腺癌具有重要作用。

西方学者最早应用胰腺MSCT灌注成像诊断胰腺疾病，发现胰腺正常患者胰腺灌注量为1.25～1.66 mL/(min·mL)[7]。国内学者测得胰腺灌注值为(90.6±29.25)mL/(100 mL·min)[8]。本研究显示，胰腺癌患者BV值为(7.96±2.85)mL/kg，与上述研究存在较大偏差，可能与应用数学模型及灌注软件不同有关。本研究还显示，与急性胰腺炎患者相比，胰腺癌患者BV、BF及PS水平显著降低(P<0.05)，与胰腺癌低血供这一生理特点相符，且与学者雷江侠[9]研究结果一致。本研究测得胰腺癌组MTT高于胰腺炎组(P<0.05)，可能与胰腺癌病灶血管壁不完整有关。基于上述研究，MSCT灌注成像参数BV、BF、PS、MTT可为胰腺癌早期鉴别诊断提供新方向。但有学者指出，胰腺体积小，相对而言胰腺癌病灶体积更小，MSCT检测对层厚选择要求高，层厚太大易受容积效应影响，层厚太薄会增加图像噪声[10]。临床胰腺扫描常采取5～10 mm层厚，赵常红等[11]所采取灌注扫描层厚为10 mm，本研究所用灌注扫描层厚为5 mm，结果显示，本研究测得结果标准差绝对值为同类研究最低，说明本研究准确性更高，进一步ROC曲线分析显示，BV、MTT、BF及PS联合诊断胰腺癌的AUC值最大0.881，敏感度为83.82%，特异度为85.29%，具有较高诊断价值。

恶性肿瘤生长依赖于新生血管形成，MVD值高低可间接反映病灶恶性程度[12]。但有报道显示，大肠癌患者MVD值与淋巴结转移、肿瘤分期、预后无相关性[13]。黄婷等[14]的研究表明，胰腺炎、胰腺癌患者间MVD值有差异，即胰腺癌组织微血管分布更密集，本研究结果与之一致。此外，MSCT灌注成像参数值与恶性病灶病理改变有关，揭示参数值改变属新生血管显微解剖学变化的副本[15，16]，MSCT灌注成像参数可用于评估病灶血管新生状态。有研究显示，恶性病灶新生血管形成不仅会刺激病灶生长、转移，还可造成灌注量、血容量、毛细血管通透性改变[17]。本研究胰腺癌患者FOXC1、Bmi-1、HOXB7、Twist mRNA表达量、MVD值与MSCT灌注成像参数BV、BF、PS呈负相关，与MTT呈正相关(P<0.05)。正常胰腺组织细胞存在增殖/凋亡平衡状态，在癌变发生早期即存在细胞凋亡抑制、增殖活性增强现象，二者协同作用加重病情进展[18]，随胰腺癌病情加重，病灶组织内FOXC1、Bmi-1、HOXB7、Twist基因表达呈升高趋势(P<0.05)。FOXC1、Bmi-1、HOXB7、Twist在不同研究中均被证实与胰腺癌细胞增殖活性密切相关，其中FOXC1基因过表达能直接抑制胰腺癌细胞凋亡，并促进恶性细胞G0/G1期进展；HOXB7基因过表达可直接增加恶性细胞侵袭活性[19]。上述结果表明，肿瘤侵袭、增殖基因过表达及MVD值升高共同促进胰腺癌分期进展，此与恶性肿瘤基因学演进特征吻合，临床可通过MSCT灌注成像参数值变化评估胰腺癌患者病情特征及预后转归。

综上可知，MSCT灌注成像参数对胰腺癌鉴别诊断有一定临床价值，BV、BF、PS、MTT参数值与肿瘤侵袭基因、增殖基因、MVD值关系密切，可为临床病情及预后评估提供理论依据。