DKI在腦星形細(xì)胞瘤分級中的應(yīng)用及與Ki67的相關(guān)性研究

李波良，張 輝，王效春，譚 艷，秦江波，雷 穎，吳曉峰，王 樂，張 磊

DKI在腦星形細(xì)胞瘤分級中的應(yīng)用及與Ki67的相關(guān)性研究

李波良1，張 輝2，王效春2，譚 艷2，秦江波2，雷 穎2，吳曉峰2，王 樂2，張 磊2

目的 評價磁共振(MRI)擴(kuò)散峰度成像(DKI)在腦星形細(xì)胞瘤分級中的應(yīng)用價值，及其與Ki67標(biāo)記指數(shù)的相關(guān)性研究。方法 收集經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)的腦星形細(xì)胞瘤病人60例，分為低級別組(WHOⅠ級、Ⅱ級)26例和高級別組(WHOⅢ級、Ⅳ級)34例。病人術(shù)前行頭顱MRI平掃、增強(qiáng)及DKI掃描，測定腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)平均彌散峰度(MK)值、各向異性分?jǐn)?shù)(FA)值及平均擴(kuò)散系數(shù)(MD)值，術(shù)后標(biāo)本行Ki67免疫組化染色，采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較，組間DKI各參數(shù)值、Ki67表達(dá)水平差異；Spearman相關(guān)分析DKI各參數(shù)值與Ki67相關(guān)性。結(jié)果 腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)，高級別組MK值顯著高于低級別組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.001)；高級別組MD值顯著低于低級別組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.002)；FA值在高低級別組間比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。高級別組瘤體Ki67 29.4%±7.5%表達(dá)明顯高于低級別組7.4%±2.3%，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001)。MK值(r=0.842；P=0.000)與Ki67具有正相關(guān)性；MD值(r=-0.613；P=0.000)與Ki67具有負(fù)相關(guān)性；而FA值(r=0.058；P=0.601)與Ki67無相關(guān)性。結(jié)論 DKI參數(shù)MK值及MD值在高低級別組腦星形細(xì)胞瘤中存在差異，可鑒別高低級別腦星形細(xì)胞瘤，與腦星形細(xì)胞瘤Ki67表達(dá)存在相關(guān)性，間接反映腫瘤增殖活性。

腦星形細(xì)胞瘤；核抗原Ki67；擴(kuò)散峰度成像

腦星形細(xì)胞瘤是成人常見的顱內(nèi)原發(fā)性腫瘤。腫瘤病理級別不同，病人預(yù)后與臨床治療不同，因此對腦星形細(xì)胞瘤術(shù)前精確分級至關(guān)重要。常規(guī)磁共振成像(MRI)主要通過對腫瘤的形態(tài)及信號特征進(jìn)行診斷分級，無法反映其復(fù)雜的微觀病理變化。擴(kuò)散峰度成像(diffusion kurtosis imaging，DKI)可提供靶組織的病理生理學(xué)信息，是常規(guī)MRI的補(bǔ)充[1]。腦星形細(xì)胞瘤的惡性度主要取決于腫瘤的增殖活性。Ki67是一種與細(xì)胞增殖密切相關(guān)的核蛋白，是檢測細(xì)胞增殖活性及評估腫瘤治療和預(yù)后的可靠指標(biāo)[2]。本研究利用DKI參數(shù)鑒別高低級別腦星形細(xì)胞瘤的應(yīng)用價值，初步探討各參數(shù)值與ki67的相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院2014年3月—2016年12月接受MRI常規(guī)檢查及DKI掃描，且術(shù)后病理證實(shí)為腦星形細(xì)胞瘤病人60例，男26例，女34例，年齡34歲～76歲，平均56歲。按WHO2007年腦腫瘤分級標(biāo)準(zhǔn)，低級別腦星形細(xì)胞瘤(Ⅰ級、Ⅱ級)26例和高級別組(Ⅲ級、Ⅳ級)34例。

1.2 檢查方法 MR掃描方法：使用GE3.0T超導(dǎo)型MRI儀，采用八通道頭頸聯(lián)合拓?fù)湎嗫仃嚲€圈進(jìn)行MRI掃描。行常規(guī)MRI掃描(T1WI、T2WI、T2 FLAIR及T1WI增強(qiáng)掃描)及DKI掃描。常規(guī)MRI序列參數(shù)：T1WI及T1WI增強(qiáng)掃描序列參數(shù)(TR：1 676 ms，TE：24 ms，F(xiàn)OV：4.8 cm，層厚6.0 mm)；T2WI序列參數(shù)(TR：6 800 ms，TE：107 ms，F(xiàn)OV=24 cm，層厚：6.0 mm)；T2FLAIR序列參數(shù)(TR：8 002 ms，TE：127.8 ms，F(xiàn)OV=24 cm，層厚：6.0 mm)。馬根維顯(0.1 mmol/kg)用于T1WI增強(qiáng)掃描。DKI掃描序列采用平面回波序列，掃描參數(shù)，TR：6 500 ms，TE：115 ms，F(xiàn)OV=24 cm ，層厚：6.0 mm，30個擴(kuò)散敏感梯度場，b值分別為0 s/mm2、1 000 s/mm2、2 000 s/mm2。

1.3 數(shù)據(jù)處理 在GE Advantage Workstation4.4工作站后處理，得到DKI[均彌散峰度(MK)值、各向異性分?jǐn)?shù)(FA)值及平均擴(kuò)散系數(shù)(MD)值]參數(shù)圖，分別對腫瘤實(shí)質(zhì)畫確定感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，興趣區(qū)選擇盡可能避開出血、壞死、囊變區(qū)，并測定ROI的DKI(MK、FA、MD)參數(shù)值，每個ROI重復(fù)測量3次，取平均值。

1.4 病理資料收集方法 所有標(biāo)本均經(jīng)HE和Ki67免疫組化染色，采用WHO 2007腦腫瘤分級標(biāo)準(zhǔn)對術(shù)后腦星形細(xì)胞瘤病理分級，在200倍視野顯微鏡下，隨機(jī)選擇100個細(xì)胞，計算Ki67陽性表達(dá)率，重復(fù)5次，計算平均表達(dá)率。

2 結(jié) 果

2.1 兩組DKI定量參數(shù)及Ki67標(biāo)記指數(shù)比較 高級別組腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)MK值顯著高于低級別組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.001)；高級別組MD值顯著低于低級別組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.002)。而FA值在高低級別組間比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；Ki67標(biāo)記指數(shù)在高低級別組間比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001)。詳見表1。

表1 兩組DKI定量參數(shù)及Ki67標(biāo)記指數(shù)比較(±s)

2.2 Spearman相關(guān)性分析 MK值(r=0.842；P=0.000)與Ki67具有正相關(guān)性；MD值(r=-0.613；P=0.000)與Ki67具有負(fù)相關(guān)性；而FA值(r=0.058；P=0.601)與Ki67無相關(guān)性。詳見表2。

表2 Spearman相關(guān)性分析

3 討 論

腦星形細(xì)胞瘤是成人常見的顱內(nèi)原發(fā)性腫瘤，隨著病理級別的增高，腫瘤內(nèi)部含有復(fù)雜的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，更多的新生血管及壞死結(jié)構(gòu)[3]，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改變導(dǎo)致水分子明顯受限，并偏離高斯分布，擴(kuò)散峰度成像(diffusion kurtosis imaging，DKI)是DTI技術(shù)的延伸，為描繪組織內(nèi)非高斯分布水分子擴(kuò)散的一種新的磁共振成像方法，較傳統(tǒng)的DTI技術(shù)相比，DKI更適合把握組織微觀結(jié)構(gòu)的變化[4]。DKI不僅能獲得常規(guī)DTI參數(shù)FA、MD外，還可以獲DKI峰度參數(shù)MK。FA值是擴(kuò)散各向異性成分占整個擴(kuò)散張量總值比例，反映擴(kuò)散方向；MD反映水分子整體的彌散水平，MD越大，組織內(nèi)所含自由水分子越多；MK值主要反映生物組織水分子擴(kuò)散運(yùn)動的復(fù)雜程度和受限程度，MK值越高說明組織結(jié)構(gòu)越復(fù)雜。

關(guān)于MD、FA值在鑒別高低級別腦星形細(xì)胞瘤的研究一直飽受爭議，van Cauter等[5]應(yīng)用DKI技術(shù)對22例高級別膠質(zhì)瘤和14例低級別膠質(zhì)瘤研究發(fā)現(xiàn)，高級別膠質(zhì)瘤MD值顯著降低；Kinoshita等[6]對15例Ⅱ級～Ⅳ級星形細(xì)胞瘤研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)A值與腫瘤細(xì)胞密度呈正相關(guān)，因此高級別腦星形細(xì)胞瘤FA值更高。van Cauter等[7]對17例高級別膠質(zhì)瘤和11例低級別膠質(zhì)瘤研究中發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)A值和MD值在高低級別組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

本研究應(yīng)用MD值鑒別高低級別腦星形細(xì)胞瘤的研究結(jié)果與van Cauter等[5]一致，可能是由于高級別腦星形細(xì)胞瘤細(xì)胞增殖迅速，細(xì)胞外間隙相對較小，水?dāng)U散因此降低，從而導(dǎo)致高級別腦星形細(xì)胞瘤MD值低于低級別組。FA值在鑒別高低級別腦星形細(xì)胞瘤研究發(fā)現(xiàn)無意義，可能是由于高級別腦星形細(xì)胞瘤腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)組織水分子彌散方向性與低級別腦星形細(xì)胞瘤腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)差異不明顯。

MK值在高、低級別腦星形細(xì)胞瘤的研究結(jié)果與國內(nèi)外比較一致，表現(xiàn)為高級別腦星形細(xì)胞瘤MK值

高于低級別者。譚艷等[8]利用DKI技術(shù)對60例腦星形細(xì)胞瘤研究發(fā)現(xiàn)，高級別組腦星形細(xì)胞瘤MK值顯著高于低級別組。 Raab等[9]利用DKI技術(shù)對34例腦星形細(xì)胞瘤研究發(fā)現(xiàn)，高低級腦星形細(xì)胞瘤MK值顯著高于低級別，且WHO2級與WHO3級星形細(xì)胞瘤之間及WHO4級星形細(xì)胞瘤與膠質(zhì)母細(xì)胞瘤之間，其MK值差異也有統(tǒng)計學(xué)意義。本研究雖然沒利用MK值對不同級別腦星形細(xì)胞瘤鑒別進(jìn)行研究，但同樣得到MK值在高低級別腦星形細(xì)胞瘤間差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

Ki67由Gerdes于1983年首先發(fā)現(xiàn)并報道，是一種存在于增殖細(xì)胞核與細(xì)胞增殖密切相關(guān)的核蛋白，已廣泛應(yīng)用于腫瘤研究和探討。Johannessen等[10]通過分析Ki67在腦星形細(xì)胞瘤分級中應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)Ki67隨著腦星形細(xì)胞瘤級別增高表達(dá)強(qiáng)度增加，Ki67是反映腫瘤增殖及預(yù)后的重要指標(biāo)。本研究發(fā)現(xiàn)高級別腦星形細(xì)胞瘤Ki67標(biāo)記指數(shù)顯著高于低級別組。作為評價細(xì)胞增殖的標(biāo)記物，Ki67是常規(guī)檢測指標(biāo)應(yīng)用于腦星形細(xì)胞瘤中，然而Ki67檢測須獲得腫瘤標(biāo)本，因此術(shù)前對Ki67預(yù)測臨床意義較大。Rizea等[11]通過對多例不同級別腦膠質(zhì)瘤病人進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)FA值與腫瘤Ki67值數(shù)呈正相關(guān)；而MD值與腫瘤Ki67值呈負(fù)相關(guān)。Beppu等[12]對19例膠質(zhì)母細(xì)胞瘤研究發(fā)現(xiàn)FA值與細(xì)胞密度、Ki67標(biāo)記指數(shù)(r=0.80，P<0.05)呈負(fù)相關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)，MD值與Ki67呈負(fù)相關(guān)，F(xiàn)A與Ki67不存在相關(guān)性，與他們研究結(jié)果部分一致，可能由于本研究納入病理少，及ROI選取區(qū)域不當(dāng)，或ROI內(nèi)包含有壞死成分或表達(dá)其他膠質(zhì)瘤組織特性成分。關(guān)于MK值與Ki67研究國內(nèi)外報道較少，Jiang等[13]利用DKI技術(shù)對74例膠質(zhì)瘤病人研究發(fā)現(xiàn)，MK值與Ki67呈明顯相關(guān)性，本研究亦發(fā)現(xiàn)MK值與Ki67具有顯著正相關(guān)性，可能由于腫瘤細(xì)胞Ki67表達(dá)量越高，腫瘤細(xì)胞增殖速度越快，因而細(xì)胞外間隙相對較小，水分子彌散受到限制，從而導(dǎo)致MK值升高。

本研究結(jié)果表明，DKI參數(shù)在鑒別高低級別腦星形細(xì)胞瘤中具有一定的價值；DKI參數(shù)MD和MK可無創(chuàng)性預(yù)測高低級別腦星形細(xì)胞瘤細(xì)胞增殖水平的差異。

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(本文編輯薛妮)

1.山西醫(yī)科大學(xué)(太原 030006)；2.山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院

張輝，E-mail：zhanghui_mr@163.com

R739.4 R445.2

B

10.3969/j.issn.1672-1349.2017.08.035

1672-1349(2017)08-1008-03

2016-04-19)

引用信息：李波良，張輝，王效春，等.DKI在腦星形細(xì)胞瘤分級中的應(yīng)用及與Ki67的相關(guān)性研究[J].中西醫(yī)結(jié)合心腦血管病雜志，2017，15(8)：1008-1010.