MRS診斷前列腺癌準確率與病理切片Gleason評分的相關性研究

程紫珺，趙 陽，白 玫，韓 悅，李辛子

（天津醫科大學第二醫院放射科，天津 300211）

MR波譜（MRS）是目前公認的最具潛力的無創性前列腺癌（Prostate cancer，PCa）檢查方法之一[1-2]。Gleason評分與PCa的生物學特性密切相關，是臨床上判斷PCa預后的重要指標[3]。筆者旨在通過PCa根治術前MRS診斷結果與術后病理結果的同區對照，初步探討MRS診斷PCa的準確率及其與Glea-son評分間的關系。

1 資料與方法

1.1 一般資料

我院2009年7月—2010年2月經穿刺病理活檢證實為PCa，準備行PCa根治術的患者5例。年齡55～81歲，中位年齡73歲。所有的患者均于術前行3D-MRS檢查，術后行病理切片診斷。全部研究患者均知情同意，并自愿參加。

1.2 3D-MRS檢查

采用GE Signa 1.5T高場磁共振掃描儀行常規MRI和3D-MRS檢查。3D-MRS檢查前先以ATDTORSO為接收線圈行FSE軸位T2WI薄層無間隔掃描：TR/TE 3500/85 ms，回波鏈（ETL）19，NEX 4 次，矩陣 320×256，FOV 13～16cm，層厚 5mm，層距 0mm。所得圖像作為3D-MRS檢查的定位像以及后處理中的MRS疊加圖。而后以PROSE序列行3D-MRS檢查：TR/TE 1000/130 ms；FOV 13～17 cm；NEX 1次；Matrix 16×8×12，層厚 5 mm。 矩形興趣區平面內的范圍和上下界盡量包含全部前列腺組織。軸位上興趣區邊緣加飽和帶以消除矩形興趣區內前列腺周圍脂肪組織的影響，同時在矢狀定位像興趣區的前后部加飽和帶消除前列腺前方脂肪及后方直腸內氣體的影響。采集MRS數據時常規進行自動預掃描，包括自動勻場和抑水，通常情況下要求線寬<15，方可進行MRS數據采集。根據實驗設計中對興趣層選取的需要，5例患者在應用EDO線圈進行定位像掃描時，除純軸位像外，另需加掃小視野矢狀位，必要時加掃冠狀位T2WI，以明確前列腺的解剖位置。掃描結束后，由2名高年資的影像技術和診斷醫師共同比對，從3D-MRS圖像中選出每名患者前列腺最大橫徑所在層面，作為PCa根治術后標本取材的興趣層。

1.3 病理切片的制備及診斷

采用經會陰PCa根治術，將前列腺完整切除，所得離體標本立即用甲醛固定10～36 h。徹底固定后，由2名病理醫師具體操作，在1名泌尿病理學專家和1名高年資的放射科醫師的指導下取材。取材時，參照軸、冠、矢狀位小視野T2WI尋找標本的解剖位置。以尿道和雙側精囊為標志點，前列腺尖部為基準，比對從3D-MRS圖像中選出的前列腺最大橫徑所在層面，取層厚約為5 mm的興趣層1層。取畢，依據前列腺波譜興趣區（ROI）各體素的劃分區域將該層分為15～35份。每份前列腺標本塊按ROI內體素的排列順序標號，經脫水、包蠟、切塊后制成蠟塊（圖1）。用切片機于蠟塊上隨機取3片前列腺組織，各蠟塊所對應的3片前列腺組織經固定、脫蠟、HE染色、加光學樹脂膠后，制成1塊含3處前列腺組織的局部病理切片（圖2）。全部病理切片制備完畢后分別編號、儲存。由2名經驗豐富的高年資病理醫師，對病理切片進行診斷，并確定每一有癌區域的Gleason評分。

1.4 數據的處理與統計學分析

在GE ADW4.2工作站上，運用Functool CSI軟件對全部患者的MRS數據進行處理。興趣區內任何一個主要代謝產物波譜信噪比均>5，且未受水或脂肪信號污染的體素均作為數據采集的對象，自動處理并計算符合條件的所有體素的CC/C值。2名高年資的影像診斷醫師以之前所選的3D-MRS純軸位圖像的中心層面作為興趣層，根據國際公認的CC/C值>0.86即PCa的診斷標準[3]，統計癌區和非癌區的數目，并記錄CC/C值（圖3）。

本研究全部統計學分析均應用SPSS 11.5軟件完成。對照相應體素的病理診斷結果，運用Spearman相關分析評價CC/C值與Gleason評分間的關系。計算CC/C>0.86標準下，MRS診斷PCa的準確率，敏感性和特異性。根據Gleason評分的不同，對病理確診的PCa區進行分組，并統計不同Gleason評分下MRS對PCa診斷的準確率，就MRS診斷PCa的準確率與Gleason評分的關系進行Spearman相關分析，以P<0.05作為有無統計學意義的指標。

2 結果

2.1 PCa根治術后離體標本切片的病理診斷結果

5例PCa患者均未發生區域淋巴結及遠處轉移，其中 T1cN0M01例，T2bN0M02例，T2cN0M02例。共選取符合病理診斷要求的前列腺標本蠟塊90個，從中獲得病理樣本270個，制成病理切片90張，最終病理結果90個，病理診斷為PCa的區域70個，占全部檢查區域的77.8%；病理診斷無癌的區域20個，占全部檢查區域的22.2%。

2.2 PCa CC/C值與Gleason評分的關系

經Spearman相關分析，PCa的CC/C值與Gleason評分呈正相關，結果具有統計學意義（r=0.746，P=0.000<0.01）（圖 4，表 1）。

2.3 CC/C值>0.86標準下，MRS對PCa診斷的可靠性研究

病理診斷PCa區70個，無癌區20個。MRS診斷PCa區65個，無癌區25個。將MRS診斷結果與相應區域的病理診斷結果對照，其中有59個有癌區域，14個無癌區域診斷正確。CC/C>0.86標準下，MRS診斷PCa的準確率，靈敏性和特異性分別為81.1%，84.3%和 70.0%（表 2）。

圖1 以MRS為參照切取標本最大橫徑層后，按MRS體素標準將興趣層分割成15～35等份，根據體素的排列順序編號后行脫水處理，制備蠟塊。圖2 從每枚標本蠟塊中隨機切取前列腺組織制成病理切片，保證每一切片內均含有3片不同位置的前列腺組織。圖3 前列腺3D-MRS圖像：將3D-MRS結果疊加于T2WI上，圖中各組數字反映了前列腺內不同代謝產物的濃度變化。偽彩圖中呈紅色及黃色區域表示CC/C值升高較多的位置，根據圖中各體素的CC/C值結果，診斷該層內MRS認為的前列腺癌區域。Figure 1.According to prostate 3D-MRS image,the widest cross section of the prostate specimen is selected and sliced.On the basis of MRS voxels,the interested layer of prostate is cut into 15～35 pieces equally.Each piece is numbered in agreement with the order of MRS voxels and embedded in wax after dewatering.Figure 2.Each pathologic section contains three slices of prostate tissue that were cut from a wax block of prostatic specimen randomly.Figure 3.The prostate 3D-MRS image:the 3D-MRS is superimposed on T2WI.The changes of different prostate metabolite concentrations are reflected by several groups of data in this image.The red or yellow areas of the pseudo-color map indicate the locations in which CC/C ratio rises.According to CC/C ratio of every MRS voxel,the PCa-affected regions are diagnosed.

表1 病理確診的前列腺癌區CC/C值與同區Gleason評分的相關性分析

2.4 CC/C值>0.86標準下MRS對PCa診斷準確率與Gleason評分的相關性研究

結果顯示Gleason評分為6分的共4個區域，7分的12個區域，8分的22個區域，9分的24個區域，10分的8個區域。以CC/C值>0.86作為MRS診斷PCa的標準，Gleason評分6分組中，MRS診斷PCa的準確率為50%；7分組中，MRS診斷準確率為53.8%；8分組中，MRS診斷準確率為 72%；9分及10分組中，MRS診斷的準確率均為100%。經Spearman相關性分析，MRS診斷PCa的準確率與Gleason評分呈正相關關系，結果具有統計學意義（r=0.223，P=0.034<0.05）（表 3）。

表2 CC/C>0.86標準下，前列腺MRS與病理切片檢查結果的比較

表3 CC/C>0.86標準下，MRS診斷PCa的準確率與Gleason評分的相關性分析

3 討論

3.1 前列腺MRS與Gleason評分的聯系

PCa生物學行為多變，個體間差異較大，早期診斷、及時治療是改善患者遠期生存率的關鍵。MRS屬功能性磁共振成像，能夠無創地反映活體內前列腺的代謝變化，其與傳統MRI結合提高了PCa的檢出率[4-6]。Gleason分級系統是目前應用較廣的PCa分級方式，可幫助臨床較為全面地評價PCa的分期及預后[3]。近年來相關研究表明， 前列腺MRS與Gleason評分間存在一定聯系。Zakian等[2]在前列腺MRS代謝結果與PCa根治術后逐層病理切片Gleason評分的相關性分析中發現CC/C值有隨Gleason評分升高而增加的趨勢，在隨后的研究中，Giusti等[7]進一步證實了Zakian等的結論。Van Asten等[8]的研究結果顯示包括CC/C值在內的多項MRS結果與Gleason評分間存在相關性，并認為Cho/Cr（Choline/Creatine）、tCho/Cr（total Choline/Creatine） 及 Cit/Cr（Citrate/Creatine）值與Gleason評分間呈線性相關。Villeirs等[9]在基于356例 PCa的 MRI及MRS的回顧性研究中發現，MRS檢出高Gleason評分PCa的敏感性高于低Gleason評分PCa，并認為MRI聯合MRS診斷低分化PCa具有巨大潛力。國內部分學者也就MRS結果與Gleason評分間的關系進行了較為深入的研究，王霄英等[10]在基于穿刺活檢病理結果的對比研究中發現Gleason評分≥7組的PCa的CC/C值顯著高于Gleason評分<7組的PCa，并認為MRS結果與Gleason分級密切相關。另外一項研究結果則表明MRS的CC/C值在低分化PCa預估方面具有一定的價值，當CC/C值>0.948時，Gleason評分多>7分[11]。本研究在MRS結果與同區局部病理結果精確對照的基礎上，再次驗證了前列腺MRS與Gleason評分之間存在的相關關系。

3.2 MRS診斷PCa的準確率與Gleason評分的相關性研究

本研究統計了CC/C值>0.86標準下，MRS對不同Gleason評分組PCa診斷的準確率，結果顯示MRS診斷PCa的準確率隨Gleason評分上升而增高，經Spearman相關分析，兩者呈正相關，結果具有統計學意義（r=0.223，P=0.034），提示 MRS 診斷 PCa的準確率具有隨腫瘤惡性度增加而提高的趨勢。筆者考慮出現這一現象可能與以下原因有關：低Gleason評分時，細胞的分化程度較高，癌組織仍保持部分正常的代謝，細胞的增生亦不嚴重，故Cit的下降，Cho的上升及CC/C值的下降均不明顯，MRS觀察較為困難；反之，高Gleason評分時，低分化的癌組織占據主要成分，正常的前列腺腺體組織破壞嚴重，Cit的合成，分泌和儲存能力減弱，加之癌組織的能量代謝旺盛，消耗增加，Cit的濃度明顯下降。與此同時，癌細胞的增殖迅速，細胞膜的合成和降解活躍，Cho濃度明顯升高，CC/C值明顯增大，表現為MRS譜線變化較顯著。據文獻報道[12]，MRS對PCa的診斷能力隨腫瘤分期的不同而變化，D期較好，局部浸潤生長的B期及C期較差，理論上，高Gleason評分PCa的侵襲性大，高分期的可能性也越大，上述結論從另一角度印證并支持了本研究所得的結果，即MRS診斷PCa的準確率隨Gleason評分上升而提高，提示Gleason評分較高的PCa患者更適合MRS檢查，在MRS圖上所顯示出的腫瘤范圍可能更為準確。

本研究在病理切片對照的基礎上，實現了MRS結果與同區病理結果的精確對照，研究結果所提示的MRS診斷PCa的準確率隨腫瘤惡性度的增高而上升的結論，對于腫瘤范圍的確定及治療方案的選擇具有重要的臨床參考價值。相信隨著后續研究的進行，特別是MRS結果與病理大切片對照研究的開展，MRS診斷PCa的準確率與Gleason評分間的關系將得到進一步驗證。

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