影像学在神经内分泌肿瘤合并肝转移患者早期治疗评价中的作用：从解剖学到功能学

高雨菡，王 萱，薛华丹

中国医学科学院 北京协和医学院 北京协和医院放射科，北京 100730

神经内分泌肿瘤(neuroendocrine neoplasm，NEN)是一种起源于肽能神经元和神经内分泌细胞的罕见异质性肿瘤。近年来，NEN的发病率不断增加。Dasari等[1]的回顾性研究显示，自1973年(1.09/10万)至2012年(6.98/10万)NEN的年龄调整发病率增长了6.4倍。NEN临床病程缓慢，但易发生肝转移(NEN-liver metastasis，NENLM)[2]。由于NEN异常分泌的大部分激素通过肝脏代谢，当发生肝转移时，这些激素直接进入体循环，出现相应的症状，导致患者预后较差。因此，积极治疗肝转移尤为重要。NENLM的治疗手段主要包括手术切除、局部治疗[射频/激光消融术、经动脉(化疗)栓塞术和选择性体内放射疗法等]和全身治疗(化疗、分子靶向治疗和生物治疗)。然而，现有实体肿瘤反应评价标准对于多数早期仅引起肿瘤内部成分(如肿瘤细胞密度、血液供应及肿瘤微环境等)改变的治疗方法的评估并不敏感。因此，单纯以肿瘤大小变化作为疗效判断标准具有一定的局限性。新兴的影像学技术能够从功能学层面描述肿瘤治疗后的变化，为评价肿瘤疗效提供了新的思路和方法。本文就NENLM现有影像学疗效评价标准及新兴的功能学影像生物标志物的价值进行阐述，旨在为有效评价NENLM早期治疗效果提供参考，并为相关生物标志物的进一步探索提供思路。

NENLM疗效的现有影像学评价手段

计算机体层摄影(computed tomography，CT)和磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)是NENLM疗效评估的基本影像学检查技术。CT作为NEN分期及疗效监测的主要检查方法，对NENLM检测的灵敏度超过80%，特异度达92%[3]。MRI对小病灶检出准确率较CT更高，T2加权成像-快速自旋回波序列和增强MRI作为NENLM治疗后常用评价手段[4- 6]，可帮助CT进一步定性诊断。基于钆塞酸二钠的增强磁共振肝胆期成像，利用其与正常肝细胞膜表面特异性受体结合进入胆道排泄系统呈相对高信号，而不含有肝细胞的NENLM在肝胆期呈低信号，使得各种强化类型的NENLM得以检出，能够有效克服NENLM的强化异质性[5]。

经典的影像学实体瘤治疗反应评价标准包括1979年世界卫生组织提出的以肿瘤最大面积(WHO标准，最长径×垂直径，双径)[7]和2000年美国国立癌症研究所推出的以肿瘤最大径[实体肿瘤疗效评价标准(response evaluation criteria in solid tumors，RECIST)单径]计算肿瘤负荷[8]。2000年，欧洲肝脏研究协会标准[9]和改良RECIST[10]标准，引入了“存活肿瘤”的概念，即在增强CT或MRI动脉期有对比剂摄入的肿瘤，分别以存活肿瘤最大面积和存活肿瘤的最大径作为肿瘤负荷评价指标，以显示治疗后肿瘤血流灌注的改变。然而，存活肿瘤仅针对肿瘤强化部分的特定层面面积或径线大小进行测量，对于异质性较高的肿瘤代表性较差。此外，基于解剖学影像的成像方式不能充分反映治疗早期肿瘤内部成分的变化以及相关肿瘤微环境的改变，因此，肿瘤早期临床疗效的有效评价标准仍有待探索。

功能影像学生物标志物对NENLM疗效的评价

CT灌注成像CT灌注成像(CT perfusion imaging，CTPI)通过多时相快速动态增强扫描，能够捕捉肿瘤最佳强化期，精准定量反映组织血流灌注，判断肿瘤血管生成和分布特点，灵敏检测肿瘤治疗相关变化。尽管受辐射剂量的限制，但随着低光子通量、迭代重建技术等的不断发展，CTPI的剂量显著降低，有望成为监测和评估抗肿瘤治疗效果的重要工具[11]。

Ng等[12]报道了13例经贝伐珠单抗治疗的NENLM患者，与基线相比，3周后患者血容量(blood volume，BV)平均下降22%(P=0.040)，血流量(blood flow，BF)下降40%(P=0.001)。相同的研究在Yao等[13]的报道中，BV平均下降36%(P<0.001)，BF下降44%(P<0.001)。贝伐珠单抗通过直接诱导肿瘤血管系统退化、抑制肿瘤血管增殖，引起BF及BV快速降低，利用CTPI能够量化这种非细胞毒性治疗效果，可以作为治疗有效的可靠参考生物学标志物。在其他类型的肿瘤中也观察到相同的CTPI早期变化[14]。

此外，CTPI被报道可提供术后即时疗效指标，目前被应用于肝细胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)患者介入术后。Tamandl等[15]报道HCC患者经导管动脉化疗栓塞术(transcatheter arterial chemoembolization，TACE)后24 h即可检测到瘤区灌注参数BV、BF及肝动脉灌注量显著降低，分别建立模型预测疗效，灵敏度和特异度均同时超过92%。Marquez等[16]对HCC或肝转移瘤患者射频消融术后24 h进行CTPI检查，完全反应组肿瘤区及瘤周组织肝动脉灌注指数(hepatic artery perfusion index，HPI)显著低于非完全反应组(P均<0.05)，以瘤周组织HPI=76%作为残余瘤相关生物标志物，曲线下面积(area under curve，AUC)达0.956，使局部治疗后直接的疗效监测成为可能。

动态增强磁共振成像与灌注CT相似，动态增强磁共振成像(dynamic contrast enhancement-MRI，DCE-MRI)经静脉注射对比剂后，利用T1加权成像序列对感兴趣区进行连续快速扫描，通过后处理技术，可以获得一系列半定量和定量参数，客观反映病灶病理生理学特征。李瑞彬[17]的研究提示DCE-MRI的定量参数与微血管密度(micro vessel density，MVD)呈正相关(对比剂容积转移常数KtransHCC/肝脏组织：r=0.789，P<0.001；速度常数KepHCC：r=0.721，P<0.001)。Kannan等[18]关于结直肠癌肝转移的研究提示Ktrans与血管结构参数(血管体积、弯曲度和半径)呈线性正相关。NENLM作为血管依赖性肿瘤，微血管变化可以较好地提示治疗相关反应，MVD作为肿瘤血管生成的“金标准”[19]，由于测定的有创性，无法应用于疗效的监测，DCE-MRI作为无创评价肿瘤微血管变化的技术，能够量化显示肿瘤全貌，在评价肿瘤血管生成方面具有较大优势。

结合肝脏供血特征，在肝脏使用双输入数学模型，能够更全面地反映组织及肿瘤血管分布。Miyazaki等[20]基于Materne单室模型的NENLM肽受体放射性核素治疗(peptide radioreceptor therapy，PRRT)疗效与术后2个月DCE-MRI参数相关性的研究报道，应答组肿瘤分布容积显著增加(P=0.008)，而非应答组无变化。Weikert等[21]利用Tofts双室模型，发现NENLM在PRRT术后10周，应答组细胞外体积分数显著增加(P=0.046)，与非应答组比较,差异有统计学意义(P=0.025)。

肿瘤微血管构筑表型存在异质性，表现为肿瘤边缘部分微血管密度高、增殖活跃，基于肿瘤二维最大层面的评价往往位于肿瘤Z轴的中心层面，肿瘤血管生成及治疗相关变化少，降低了诊断效能[22]。Sahu等[23]在比较三维全域与经典实体瘤疗效评价标准对接受TACE治疗的双叶、多灶性NENLM患者的早期疗效时发现，全域可增强肿瘤负荷标准下更多的患者被纳入治疗有效组，组间生存差异有统计学意义(HR=0.2，P<0.010)；而基于WHO、RECIST、改良RECIST和欧洲肝脏研究协会标准下治疗应答和非应答组间生存期差异无统计学意义，提示现有实体瘤反应标准的灵敏性较低，遗漏了大量治疗有效患者，使组间生存差异无统计学意义。Gowdra Halappa等[24]回顾性分析了TACE术后3～4周NENLM患者的DCE-MRI，TACE术后三维勾画最大体积肿瘤肝动脉灌注量减少25%以上或门静脉灌注量减少50%以上提示预后良好，界值与生存显著相关(P均<0.02)。三维分割感兴趣区及全域可增强肿瘤负荷评估从不同程度解决了NENLM血管构筑异质性造成的测量偏性，为全面、有效评估转移瘤疗效带来可能。

此外，DCE-MRI定量在抗肿瘤血管生成治疗的灵敏度使其具有较高的治疗早期“时间分辨率”，为早期疗效监测提供了技术支持。抗血管生成治疗之初能产生一个使血管网分布均匀、血管密度降低、血管渗漏和迂曲减少、血流灌注增加的血管正常化时间窗；而在持续或积极的治疗下，血管通透性下降，血流量减低，DCE-MRI定量分析能够使这一些系列早期治疗相关病理生理变化“定量可视”[25]。Liang 等[26]在监测人结肠癌裸鼠模型的抗血管生成作用时发现，在单独使用贝伐珠单抗组中，容积转移常数(Ktrans)前6天逐渐上升，提示抗血管生成药物促进血管成熟，血管功能暂时正常化；之后逐渐下降，提示药物通过抑制新生血管生长导致整体微循环灌注及通透性下降。此外，180 s初始曲线下面积在前6天逐渐升高，短暂的平稳后开始下降，说明对比剂在肿瘤血管内不断积累，随后被抑制，进一步证实血管功能的修复与抑制。

磁共振扩散加权成像磁共振扩散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)能够定性和定量检测人体组织中水分子扩散运动受限制的方向和程度，先于形态学改变检测出与组织水分子运动变化有关的病生理改变。Weikert等[21]发现NENLM患者PRRT术后48 h不同疗效组间表观扩散系数(apparent diffusion coefficient，ADC)均呈增加趋势，组间增量差异有统计学意义(P=0.027)。Li等[27]报道215例胰岛素瘤肝转移患者行TACE后1个月，治疗有效病灶ADC较无效组明显升高(26.1%比10.9%，P<0.001)。然而，Wulfert等[28]报道PRRT术后3个月，NENLM治疗有效组(10.6%，P=0.011)ADC增量低于无效组(18.1%，P=0.025)，7例治疗有效病灶在PRRT后ADC下降26.8%。抗肿瘤治疗后，治疗相关的凋亡和坏死引起ADC增加，进一步的纤维重构能够导致ADC降低，观察时间窗口的统一可能会使不同研究间的差异更具可比性。

体素内不相干运动扩散成像(intro-voxel incoherent movement-DWI，IVIM-DWI)在ADC的基础上，能够将真性水分子扩散和毛细血管网中随机血流微循环灌注分离，提供更多微循环的信息[29]。Kim等[30]报道19例结直肠癌肝转移患者一轮化疗后病灶真性扩散系数D(P=0.012)较基线存在显著差异，差异仅见于治疗有效组。以△D=+77×10-3mm2/s预测病灶治疗反应，阳性预测值达100%。Chiaradia等[31]研究显示IVIM定量参数与化疗后肿瘤坏死的程度相关(D：r=0.36，P=0.035)，可以作为肝转移灶化疗后治疗反应的标志。Kukuk等[32]研究显示选择性体内放射疗法(selective internal radiation therapy，SIRT)后3个月治疗有效组病灶ADC(0，50)变化量(1329×10-6mm2/s)是无效组(188×10-6mm2/s)的7倍(P=0.023)，低b值ADC可以作为评估SIRT术后疗效有效生物学标志物。然而，低b值ADC测量受噪声变化影响大，可重复性较差[33]。Andreou等[34]测量的14例结直肠癌肝转移患者的IVIM-DWI数据表明IVIM参数也同样受影响。

磁共振扩散峰度成像(diffusion kurtosis imaging，DKI)在DWI的基础上，进一步测量水分子非高斯分布的程度(即峰度)[35]，能够更精确反映水分子在生物组织中的运动和分布。此外，DKI对图像信号衰减的拟合优于DWI单指数模型，可以更准确地显示病变的异质性[36]。Goshima等[37]比较DKI和DWI评估62例HCC治疗反应的效能，发现与未存活肿瘤相比，存活肿瘤的平均峰度(mean kurtosis，MK)和ADC分别显著升高和降低(P<0.001)，DKI定量参数MK评估癌灶生存能力的灵敏度、特异度及AUC较DWI更高(P<0.001)。Zhang等[38]使用直肠癌肝转移患者化疗后2～3周DKI预测疗效，发现基线高MK和低平均扩散率(D)值与治疗应答相关(PMK=0.002,PD=0.003)，提示DKI参数的潜在预测价值，然而治疗后MK及平均扩散率的变化量组间差异无统计学意义。

正电子发射断层成像/计算机体层成像正电子发射断层成像/计算机体层成像(positron emission tomography/CT，PET/CT)通过病灶对示踪剂的摄取，反映其功能和代谢状态，并间接反映血管分布和生成。Filippi等[39]应用68Ga- 1，4，7，10-四氮杂环十二烷- 1，4，7，10-四乙酸- 1-萘丙氨酸3-奥曲肽(68Ga-DOTANOC)PET/CT预测NENLM的PRRT疗效，治疗后6周所有患者肿瘤区域标准摄取值(standard uptake value，SUV)下降，根据肿瘤-脾实质SUV比值的变化百分比(ΔT/S=50%)将患者分为应答组和无应答组，应答组的总生存和无进展生存均高于无应答组(P<0.001)。Wulfert等[28]报道NENLM患者PRRT后3个月的68Ga- 1，4，7，10-四氮杂环十二烷- 1，4，7，10-四乙酸-酪氨酸3-奥曲肽(68Ga-DOTATOC)PET/CT结果显示，应答组肝转移灶SUVmax下降24.1%(P=0.014)，而无应答组无变化。然而，Gabriel等[40]提出基于68Ga-DOTATOC PET/CT成像的治疗前后肿瘤SUV变化百分比与疗效无相关性，在评估和预测NEN及其转移灶PRRT早期疗效方面性能较差，在部分诊断性CT显示病变明显进展、肝脏广泛受累的NEN患者中全身PET检查仅提示病情稳定。Huizing等[41]的研究也提示68Ga- 1，4，7，10-四氮杂环十二烷- 1，4，7，10-四乙酸-D-苯丙氨酸1-酪氨酸3-苏氨酸8-奥曲肽(68Ga-DOTATATE)的摄取与经PRRT治疗后的患者预后无关。当肿瘤进一步进展去分化，失去了对68Ga-受体结合能力时，PET的结果可能不再具有可靠性。

结 论

虽然大量应运而生的能够展现肿瘤组织异质性、治疗相关细微变化的生物标志物无不显现出功能学影像评价肿瘤治疗早期反应的巨大潜能，但对于功能学影像生物标志物与肿瘤病理生理学的关联还需进一步研究和探索，以进一步提高定量生物标志物的可解释性。其次，在抗肿瘤治疗早期疗效的评估中，“早期”的定义因治疗策略的不同而异，但每种治疗手段，都尚未定义获得功能学治疗结局的“最小响应时间”。功能影像学通过测量组织的代谢水平、血液灌注水平或肿瘤微环境等，希望能够尽可能缩短“最小响应时间”，为患者的早期疗效评估和后续的方案调整争取更多的时间。最后，由于不同的研究对治疗效果有不同的定义，大多数研究无法直接进行比较。未来标准化的治疗方案、时间窗内的图像获取、统一的早期治疗评价终点和更明晰的图像解读指南将为NENLM的早期治疗反应评估提供更大的可能性。