腦膠質(zhì)瘤的MRI影像表現(xiàn)及其與IL-17、IL-24、VEGF、GFAP的相關(guān)性研究

尚 彬，范潤金，張 淵，云德波，宋旭東，羅 波，王 林

(南充市中心醫(yī)院神經(jīng)外科/川北醫(yī)學(xué)院第二臨床醫(yī)學(xué)院，四川 南充637000)

腦膠質(zhì)瘤是顱內(nèi)中樞神經(jīng)系統(tǒng)星形膠質(zhì)細(xì)胞分化而來的高度惡性腫瘤，發(fā)病率占顱內(nèi)腫瘤的10%～20%，其生長迅猛、致死率極高，患者往往出現(xiàn)頭痛、嘔吐、精神異常等癥狀[1-2]。目前腦膠質(zhì)瘤的治療主要以手術(shù)為主，放療及化療為輔，但預(yù)后不佳，有研究顯示腦膠質(zhì)瘤的5年病死率僅次于胰腺癌、肺癌，居腫瘤病死率的第3位[3]。最新研究顯示，促炎因子白細(xì)胞介素-17(interleukin-17，IL-17)、白細(xì)胞介素-24(interleukin-24,IL-24)與腦膠質(zhì)瘤的發(fā)生、發(fā)展關(guān)系密切；血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)具有活性強、特異性高的特點，能夠加速腦膠質(zhì)瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞生長；膠質(zhì)纖維酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein，GFAP)為顱內(nèi)膠質(zhì)瘤的標(biāo)志蛋白，因此，IL-17、IL-24、VEGF、GFAP表達(dá)的差異對于腦膠質(zhì)瘤的診斷及預(yù)后至關(guān)重要[4-5]。近年來，MRI廣泛應(yīng)用于臨床，已經(jīng)成為診斷腦膠質(zhì)瘤的主要手段，MRI顯示的腦膠質(zhì)瘤內(nèi)信號改變、瘤周水腫、強化程度等情況對膠質(zhì)瘤的生物學(xué)活性具有一定診斷價值，但腦膠質(zhì)瘤的MRI影像表現(xiàn)及其與腦膠質(zhì)瘤中IL-17、IL-24、VEGF、GFAP陽性表達(dá)是否具有相關(guān)性尚不明確。本研究回顧性分析經(jīng)手術(shù)病理證實為腦膠質(zhì)瘤患者的臨床資料，旨在探討腦膠質(zhì)瘤MRI影像表現(xiàn)與IL-17、IL-24、VEGF、GFAP陽性表達(dá)的相關(guān)性，進(jìn)而提高腦膠質(zhì)瘤的診斷水平，加深對腦膠質(zhì)瘤生物行為的認(rèn)識。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

回顧性分析2011年1月至2019年1月我院神經(jīng)外科收治的68例腦膠質(zhì)瘤患者的臨床資料，將其納入研究組，對照組為79例因腦出血行開顱手術(shù)患者。研究組患者中，男36例，女32例；年齡23～76歲，平均(46.3±5.2)歲；病程1個月至6年，平均(2.6±1.1)年。對照組患者中，男39例，女40例；年齡28～79歲，平均(47.9±4.9)歲；病程1.5個月至6年，平均(2.4±0.9)年。2組患者在年齡、性別、病程上比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。研究組納入標(biāo)準(zhǔn)：①術(shù)前未經(jīng)任何放化療或靶向藥物治療；②經(jīng)病理證實為腦膠質(zhì)瘤；③MRI平掃及增強檢查資料、免疫組織化學(xué)分析資料完整。研究組排除標(biāo)準(zhǔn)：①合并顱內(nèi)或其他部位腫瘤；②參與其他研究(通過病例系統(tǒng)及電話回訪獲得)；③有肝、腎功能異常或?qū)Ρ葎┻^敏史。對照組納入標(biāo)準(zhǔn)：①首次腦外傷出血且需行皮瓣減壓術(shù)；②無顱內(nèi)腫瘤或者精神疾病史；③臨床資料、MRI平掃及增強掃描資料、完整相關(guān)免疫組織化學(xué)分析資料完整。對照組排除標(biāo)準(zhǔn)：①術(shù)中未取正常腦組織行HE染色及免疫組化SP法檢測；②伴有嚴(yán)重心、肝、腎功能異常；③伴有傳染病、意識不清或精神障礙。本研究獲得我院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)。

1.2 MRI掃描

采用德國Siemens公司1.5 T磁共振掃描儀，掃描序列包括T1WI、T2WI、T1WI增強掃描，軸位、橫斷位及冠狀位掃描。掃描參數(shù)T1WI:TE 15 ms、TR 450 ms；T2WI:TE 130 ms、TR 5 500 ms；視野(FOV)32 cm，矩陣512×512，間距1.5 mm，層厚5 mm，激勵次數(shù)(NEX)為2。T1WI增強掃描采取釓噴酸葡胺，以0.2 mL/kg計算，流速4 mL/s，然后注射20 mL生理鹽水，注射對比劑后15 s采集圖像，分別于軸位、橫斷位及冠狀位連續(xù)采集100個動態(tài)增強圖像。增強參數(shù)為重復(fù)時間2 500 ms，回波時間25 ms。

1.3 病理診斷與免疫組織化學(xué)分析

將2組腦組織標(biāo)本固定于10%中性甲醛內(nèi)，石蠟包埋及4 μm連續(xù)切片，行HE染色及免疫組化SP染色檢測IL-17、IL-24、VEGF、GFAP的表達(dá)情況，試劑盒購自武漢博士德有限公司，并嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)操作。HE染色切片置于二甲苯中脫蠟及乙醇中水化，后加入PBS沖洗5 min、3%過氧化氫孵育30 min，PBS沖洗后置于高溫下抗原修復(fù)20 min，室溫冷卻，加入山羊血清封閉后再分別加入IL-17、IL-24、VEGF、GFAP一抗置于4 ℃過夜后復(fù)溫，加入過氧化物酶標(biāo)記的生物學(xué)二抗及DAB顯色后封片，光鏡下觀察。IL-17、IL-24呈棕黃色或棕褐色顆粒，表達(dá)于細(xì)胞質(zhì)；VEGF呈棕黃色顆粒，表達(dá)于細(xì)胞質(zhì)；GFAP呈棕黃色顆粒，表達(dá)于細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞膜。

1.4 觀察指標(biāo)

分析MRI影像中腦膠質(zhì)瘤分級、病變部位、腫瘤最大截面、MRI信號表現(xiàn)、腫瘤內(nèi)出血、強化形式、DWI表現(xiàn)及瘤周水腫程度并記錄數(shù)據(jù)。先由2名主治醫(yī)師(工作9年、15年)共同閱片，如結(jié)論不一致，再由第3名高年資主任醫(yī)師(工作30年)獨立閱片分析，經(jīng)三者討論一致得出最后結(jié)果。腦膠質(zhì)瘤分型參照WHO分型[6]：Ⅰ級和Ⅱ級腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞生長較緩慢，為低級別腦膠質(zhì)瘤，Ⅲ級和Ⅳ級腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞生長較為快速，為高級別腦膠質(zhì)瘤。通過最大截面測量的直徑及其垂直經(jīng)線定義腫瘤形態(tài)及大小。周圍水腫測量為橫斷位的最長直徑a、垂直線的腫瘤直徑b和冠狀位最大高度c，計算腦膠質(zhì)瘤的病變體積及腦膠質(zhì)瘤周圍水腫；病變體積(V)=3/4π×abc，水腫指數(shù)=(腦膠質(zhì)瘤周圍水腫+腦膠質(zhì)瘤病變體積)/腦膠質(zhì)瘤病變體積，水腫指數(shù)為1時為無水腫，1～1.4為輕度水腫，1.5～2.9為中度水腫，≥3為重度水腫[7]。

高倍鏡視野下(×400)隨機取5個視野(每個視野計數(shù)100個腫瘤細(xì)胞)，計算IL-17、IL-24、VEGF、GFAP陽性細(xì)胞表達(dá)，陽性表達(dá)為陽性細(xì)胞率×染色強度>4，其中陽性細(xì)胞率<10%為0分，10%～<26%為1分，26%～<51%為2分，51%～75%為3分，>75%為4分；染色強度：無染色強度為0分，淡黃色為1分，棕黃色為2分，棕色或棕褐色為3分[5]。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計分析，組間IL-17、IL-24、VEGF、GFAP表達(dá)的差異性采取χ2檢驗，應(yīng)用Speraman等級相關(guān)分析IL-17、IL-24、VEGF、GFAP表達(dá)與腦膠質(zhì)瘤分級、MRI表現(xiàn)的關(guān)系，P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 腦膠質(zhì)瘤MRI影像學(xué)檢查結(jié)果

68例腦膠質(zhì)瘤患者中，65例(95.59%)腦膠質(zhì)瘤位于大腦半球，其中23例位于額葉，14例單獨發(fā)生于額葉，9例不同程度侵及鄰近腦實質(zhì)；32例發(fā)生于顳葉，24例單獨發(fā)生于顳葉，8例發(fā)生于側(cè)腦室或于側(cè)腦室內(nèi)獨立成瘤灶改變；6例發(fā)生于頂葉；4例發(fā)生于枕葉。3例(4.41%)腦膠質(zhì)瘤位于小腦半球。66例(97.06%)患者M(jìn)RI影像表現(xiàn)為T1WI低、T2WI混雜信號伴周圍中—重度水腫改變，2例(2.94%)患者表現(xiàn)為T1WI稍高、T2WI混雜信號。31例(45.58%)患者腫瘤內(nèi)出血，37例(54.42%)未見出血。2例患者(2.94%)表現(xiàn)為輕度水腫，2例(2.94%)表現(xiàn)為中度水腫，64例(94.12%)表現(xiàn)為重度水腫。44例(64.71%)患者腦膠質(zhì)瘤內(nèi)見流空血管影；其余無此表現(xiàn)。66例(97.06%)患者DWI呈彌散受限改變，2例(2.94%)無彌散受限；增強掃描后均勻強化59例(86.76%)，不均勻9例(13.24%)；59例(86.76%)呈花環(huán)狀或花瓣狀明顯強化，環(huán)壁部分呈柵欄狀，9例(13.24%)呈輕度結(jié)節(jié)狀強化(圖1)。

a：T1WI軸位平掃；b：T2WI軸位平掃；c：T2WI抑水橫斷位平掃；d：DWI軸位掃描；e：T1WI增強軸位掃描；f：T1WI增強冠狀位掃描

2.2 IL-17、IL-24、VEGF、GFAP陽性表達(dá)情況比較

研究組IL-17、VEGF陽性表達(dá)率高于對照組，IL-24、GFAP陽性表達(dá)率低于對照組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，見表1。

表1 患者IL-17、IL-24、VEGF、GFAP陽性表達(dá)情況比較[例(%)]

2.3 IL-17、IL-24、VEGF、GFAP表達(dá)與MRI影像學(xué)表現(xiàn)的相關(guān)性分析

Speraman等級相關(guān)分析顯示，IL-24、GFAP陽性表達(dá)率隨腦膠質(zhì)瘤分級升高呈下降趨勢，呈顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.711、-0.577，P<0.05)；IL-17、VEGF陽性表達(dá)率隨腦膠質(zhì)瘤分級升高呈上升趨勢，以Ⅳ型膠質(zhì)瘤表達(dá)最高，呈顯著正相關(guān)(r=0.670、0.614，P<0.05)；MRI的病灶部位、腫瘤最大截面、MRI信號表現(xiàn)、腫瘤內(nèi)出血、強化形式、DWI表現(xiàn)及瘤周水腫程度均與IL-17、IL-24、VEGF、GFAP無相關(guān)性(P>0.05)，見表2。

3 討論

腦膠質(zhì)瘤為成年人顱內(nèi)最常見腫瘤之一，2016年WHO在中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分類標(biāo)準(zhǔn)中指出膠質(zhì)瘤侵襲性強、促進(jìn)瘤周血管生成能力強且預(yù)后極差，且首次將分子表達(dá)及基因檢測納入膠質(zhì)瘤的分級標(biāo)準(zhǔn)中[8]，體現(xiàn)了影像表現(xiàn)及分子表達(dá)對于診斷膠質(zhì)瘤的重要性[9-10]。顱內(nèi)膠質(zhì)瘤主要呈浸潤性生長，無明顯邊界，手術(shù)切除后復(fù)發(fā)率極高，病理檢查顯示，Ⅰ、Ⅱ級膠質(zhì)瘤細(xì)胞呈浸潤生長，可破壞周圍血腦屏障及增加血管通透性，故瘤周水腫明顯；Ⅲ、Ⅳ級膠質(zhì)瘤瘤周浸潤明顯，即使切除后仍殘存明顯水腫。有研究顯示，Ⅳ級膠質(zhì)瘤可呈浸潤性、膨脹性生長，惡性程度極高[11]。最新研究顯示，膠質(zhì)瘤的特征性分子表達(dá)對膠質(zhì)瘤靶向治療、預(yù)后評估等有重要的意義[12-13]。近年來，MRI成為顱內(nèi)腫瘤的主要篩查手段，具有無創(chuàng)、快捷的特點，既往對于膠質(zhì)瘤影像研究主要停留于影像表現(xiàn)，而對于不同病理級別的膠質(zhì)瘤影像表現(xiàn)及其與IL-17、IL-24、VEGF、GFAP表達(dá)的相關(guān)性研究尚不明確。

本研究MRI與術(shù)后病理結(jié)果顯示，膠質(zhì)瘤主要位于大腦半球的顳葉，可于腦室內(nèi)獨立成瘤；腫瘤多呈T1WI低、T2WI混雜信號伴周圍中—重度水腫，DWI呈彌散受限改變,且惡性程度越高，彌散受限越明顯，與術(shù)后病理結(jié)果較為一致；增強掃描后呈花環(huán)狀或花瓣狀明顯強化，環(huán)壁部分呈柵欄狀，少數(shù)呈結(jié)節(jié)狀強化，提示膠質(zhì)瘤呈浸潤性、膨脹性生長。而統(tǒng)計分析膠質(zhì)瘤組織中IL-17、IL-24、VEGF、GFAP陽性表達(dá)情況發(fā)現(xiàn)，IL-24、GFAP在Ⅰ級、Ⅱ級膠質(zhì)瘤中表達(dá)最明顯，VEGF、IL-17在Ⅲ級、Ⅳ級膠質(zhì)瘤中表達(dá)最明顯。分析原因可能是由于腦膠質(zhì)瘤患者星形膠質(zhì)細(xì)胞大量增殖，從而影響促炎因子、周圍血管生成因子等的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)腦膠質(zhì)瘤發(fā)展。其中IL-24具有雙重作用，當(dāng)腫瘤組織處于生長初期，其主要為炎癥因子，當(dāng)腫瘤迅速生長并侵犯周圍細(xì)胞組織，IL-24又能抑制腫瘤血管形成來阻礙膠質(zhì)瘤細(xì)胞浸潤及轉(zhuǎn)移[14]。Ⅰ級、Ⅱ級膠質(zhì)瘤處于腫瘤生長初期，向周圍緩慢生長，膠質(zhì)細(xì)胞緩慢增殖，因此IL-24表達(dá)明顯，這與其MRI表現(xiàn)亦較為一致，表現(xiàn)為膠質(zhì)瘤與周圍正常腦組織分界不清，DWI呈彌散受限改變，但增強后強化不明顯，說明此階段膠質(zhì)瘤向周圍緩慢浸潤生長。GFAP為膠質(zhì)瘤的標(biāo)志蛋白，其異常表達(dá)與細(xì)胞增殖過程中低氧狀態(tài)密切相關(guān)[15]，而在Ⅰ級、Ⅱ級膠質(zhì)瘤膠質(zhì)細(xì)胞增生階段，周圍細(xì)胞處于低氧狀態(tài)，因此Ⅰ級、Ⅱ級膠質(zhì)瘤中GFAP表達(dá)明顯，與其MRI表現(xiàn)較為一致，表現(xiàn)為腫瘤不均勻強化，主要與腫瘤細(xì)胞缺氧壞死有關(guān)。VEGF、IL-17在Ⅲ級、Ⅳ級膠質(zhì)瘤中表達(dá)最明顯，其中IL-17是由CD4+T細(xì)胞產(chǎn)生的促炎因子，具有較強的生物學(xué)活性，能夠招募中性粒細(xì)胞，促進(jìn)細(xì)胞增殖、炎癥因子釋放[16]；VEGF屬于血小板生長因子家族成員，在腫瘤血管生成、發(fā)展過程中起著重要作用，一方面VEGF刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖產(chǎn)生蛋白水解酶、間質(zhì)膠原酶、組織因子，從而促進(jìn)血管生長，另一方面VEGF能夠增加血管通透性，使血漿蛋白、纖維蛋白原外滲而引起腫瘤的間質(zhì)水腫，為腫瘤浸潤和轉(zhuǎn)移提供重要條件[17]，以上情況與Ⅲ級、Ⅳ級膠質(zhì)瘤的病理分級較一致；Ⅲ級、Ⅳ級膠質(zhì)瘤生長快速，與Ⅰ級、Ⅱ級膠質(zhì)瘤比較，其腫瘤細(xì)胞增殖更為活躍，因此Ⅲ級、Ⅳ級膠質(zhì)瘤中GFAP、IL-24表達(dá)相對較活躍，與其MRI表現(xiàn)較為一致。Ⅲ級膠質(zhì)瘤通常瘤體較大，瘤周中—重度水腫，增強后多呈花環(huán)狀或花瓣狀，環(huán)壁部分呈柵欄狀，少數(shù)呈結(jié)節(jié)狀強化并伴有瘤周多發(fā)細(xì)小血管生長，此與VEGF、IL-17病理機制較為一致。IL-17、IL-24、VEGF、GFAP是反映腦膠質(zhì)瘤惡性程度的重要生物學(xué)指標(biāo)，且兩者具有一定的相關(guān)性。

本研究尚存在一定的局限性：①本研究為回顧性分析，納入病例存在一定偏倚；②本研究從膠質(zhì)瘤MRI表現(xiàn)及其與IL-17、IL-24、VEGF、GFAP陽性表達(dá)相關(guān)性出發(fā)，但回顧性分析未能將MRI影像表現(xiàn)與IL-17、IL-24、VEGF、GFAP具體表達(dá)臨界數(shù)值進(jìn)一步關(guān)聯(lián)，此研究方向?qū)⒊蔀槟z質(zhì)瘤影像表現(xiàn)與分子機制研究的重要契合點；③未能有效地將膠質(zhì)瘤的IL-17、IL-24、VEGF、GFAP表達(dá)與預(yù)后結(jié)合，這也將成為下一步的研究重點；④通過人為主觀觀察腦膠質(zhì)瘤患者的MRI影像表現(xiàn)，無法避免抽樣誤差；⑤納入病例數(shù)較少、特征分子較單一、多種參數(shù)聯(lián)合運用還不夠深入，尚需大樣本資料支持。

綜上所述，腦膠質(zhì)瘤的MRI表現(xiàn)為瘤體大、累及腦葉多、形態(tài)不規(guī)則，信號不均勻，水腫和占位征象明顯，結(jié)合此特點可診斷腦膠質(zhì)瘤；腫瘤組織中IL-17、IL-24、VEGF、GFAP能夠反映腦膠質(zhì)瘤分級程度，為鑒別腦膠質(zhì)瘤和其他顱內(nèi)腫瘤提供可靠、簡便的客觀依據(jù)，為膠質(zhì)瘤的個性化診治提供重要依據(jù)。