人胰腺癌裸鼠皮下移植瘤模型MRI表現與病理對照研究

張梅花楊曉春沈鈞康趙永華

人胰腺癌裸鼠皮下移植瘤模型MRI表現與病理對照研究

張梅花1楊曉春2沈鈞康2趙永華1

目的 探討人胰腺癌裸鼠皮下移植瘤磁共振成像（MRI）檢查技術及其影像學表現的病理機制。方法 建立人胰腺癌Patu8988細胞株裸鼠皮下移植瘤模型20只，細胞接種后2、4、6、7、8周隨機抽取4只荷瘤鼠，進行大體觀察、MRI檢查和病理檢查。大體觀察荷瘤鼠和腫瘤的生長后進行MRI掃描，MRI平掃后，腹腔注射釓貝葡胺后4min行增強掃描，觀察腫瘤影像學表現和周圍組織情況；MRI檢查后處死荷瘤鼠，解剖瘤灶，進行病理學研究，并與MR圖像進行對照。結果 腫瘤接種成功率為100%。2周時瘤灶T1WI和T2WI信號較均勻，4～8周時瘤灶T1WI呈均勻等信號或稍高信號，T2WI呈不均勻混雜信號，增強掃描瘤灶不均勻強化，以瘤灶周緣強化明顯，內可見斑片狀無強化區，隨著腫瘤的生長，其內無強化區逐漸擴大。結論 常規MR掃描技術能對胰腺癌皮下移植瘤的發生發展進行動態觀察，移植瘤MRI表現可從病理學角度進行解釋。

裸鼠；胰腺癌；磁共振成像；病理對照

由于磁共振成像（MRI）可以縱向地、非侵襲性地獲得解剖和生理學信息而適用于腫瘤動物模型的監測，其前提和基礎就是要對腫瘤動物模型的生物學特性、MRI表現及其病理基礎深入了解。本文對人胰腺癌Patu8988細胞株裸鼠皮下移植瘤模型進行了相關研究，報道如下。

1 實驗材料

1.1 實驗動物及胰腺癌細胞株 人胰腺癌細胞株Patu8988自上海長海醫院引進，BALB/Cnu/nu裸鼠，20只，雄性，4周齡，體質量不限，購自中國科學院上海實驗動物中心。實驗條件符合無特定病原體（SPF）要求，所用物品均經高壓滅菌消毒。

1.2 藥物及試劑 RPMI1640購自Sigma公司，無菌滅活小牛血清購自美國Hyclone公司，胰蛋白酶凍干粉購自美國MBI公司。釓貝葡胺注射液（商品名：莫迪司）購自意大利博萊科公司，劑量為0.1mmol/kg（0.2mL/kg）。

2 實驗方法

2.1 胰腺癌細胞株Patu8988裸鼠皮下移植瘤模型的建立 消化對數生長期細胞，離心、計數，用無血清RPMI1640制成細胞懸液（1×108/mL），按每只鼠0.1mL劑量接種于裸鼠右側腋下，接種后分籠飼養，自由進水和食物。每日觀察記錄荷瘤鼠及皮下瘤灶的生長狀態。

2.2 荷瘤鼠動態觀察 Patu8988細胞接種后2、4、6、7、8周隨機抽取荷瘤鼠各4只，進行大體觀察、MRI檢查和病理檢查，并將病理結果與MRI表現進行對照分析。

2.3 MRI檢查 應用Philips Achieva 1.5T超導磁共振成像儀聯合Microscopy 4.7cm表面線圈進行荷瘤鼠MRI掃描。將麻醉適當的荷瘤鼠從microscopy-4.7線圈中央垂直穿過，并固定于自制的小鼠固定架上。平掃包括：SE-T1WI-TRA（TR 521ms，TE 24ms，FOV 60，層數20，層厚1.5，NSA 3，Matrix 224×256）、TSET2WI-TRA（TR 4045ms，TE 100ms，FOV 60，層數20，層厚1.5，NSA 3，Matrix 224×256），及根據腫瘤形態加掃的 TSE-T2WI-COR（TR 1820ms， TE 100ms，FOV 60，層數9，層厚1.5，NSA 6，Matrix 224× 256）。增強掃描：腹腔內注射釓貝葡胺4min后行MRI增強掃描，序列為SE-T1WI-TRA/C+（參數同平掃）。

3 實驗結果

3.1 大體觀察 本組實驗20只人胰腺癌裸鼠皮下移植瘤模型的成瘤率為100%。接種后1周，接種部位皮下可見灰白色小結節，以后呈圓形、橢圓形、不規則形生長，部分腫瘤為幾個小瘤灶融合而成，6周后瘤灶接種處局部明顯膨隆，2只瘤灶表面可見破潰、出血、結痂（封二圖1）。

3.2 腫瘤MRI表現 瘤灶形態：2周時皮下瘤灶呈圓形、橢圓形或不規則形生長，境界清晰，4周時部分瘤灶境界欠清晰，沿肌間隙、部分包繞鄰近肌肉生長（封二圖2），6周時呈不規則形或多個結節融合生長，7～8周時呈膨脹性、不規則形或多個結節融合生長（封二圖3），對周圍組織侵蝕更為明顯，局部皮下脂肪變薄、中斷或部分消失。信號表現：2周時瘤灶T1WI和T2WI信號均勻，強化尚均勻，但以病灶周緣強化明顯；4～8周時瘤灶T1WI呈均勻等信號或稍高信號（封二圖4A），T2WI呈不均勻高信號、內見斑片狀更高信號和等信號區（封二圖4B）。增強掃描瘤灶呈明顯不均勻強化，以瘤灶周緣強化明顯，內可見斑片狀無強化區（封二圖4C），隨著腫瘤的生長，其內無強化區逐漸擴大。5只瘤灶內見條狀T1WI高信號灶，1只鼠的瘤灶侵犯腹壁，向腹腔內生長，相應右側腎臟后外側可見積液。

3.3 病理表現 剝離的移植瘤表面凹凸不平，質地較硬，外觀呈粉紅色（封二圖5A），早期瘤灶較易剝離，后期瘤灶剝離較困難，其中1例于右側腎臟外側可見積液。腫瘤細胞形態不一，胞漿淡染，核漿比例增加，核大小、形態、染色不一，可見病理性核分裂像，腫瘤中央見壞死組織和（或）腫瘤細胞致密但毛細血管較少區（箭），周邊細胞豐富（封二圖5B）。腫瘤細胞呈結節樣生長，部分瘤灶為多個結節組成，可見結締組織形成的結節分界，結締組織內可見血管。腫瘤周緣可見肌肉組織和脂肪空泡，并見大量血管（封二圖5C）。早期瘤灶腫瘤細胞層數較多，癌細胞之間可見小血管，中央可見少量壞死區，至后期瘤灶腫瘤細胞層數少，中央可見大片狀壞死。部分瘤灶內可見脂肪空泡和肌組織。

4 討論

裸鼠異位移植瘤模型具有可重復性，技術相對簡單，成本較低，數據可以量化，成功率高，生物學特性保持較好等優點，因此，廣泛應用于許多生物醫學研究[1-2]。本研究建立了20只人胰腺癌裸鼠皮下移植瘤模型，結果表明人胰腺癌Patu8988細胞接種后潛伏期短（5～7天），生長良好，成瘤率達到100%。

近年來，CT和MRI[3-6]已被用于胰腺癌裸鼠皮下移植瘤模型的成像研究。在現有條件下，采用常規Microscopy4.7cm顯微鏡線圈和1.5T高場強磁共振成像儀相結合的方法可獲得高質量的小鼠圖像[7]，且腹腔注射MR造影劑釓貝葡胺能使正常小鼠組織、器官得到明顯強化[8]。在此基礎上，我們采用同樣的方法對人胰腺癌Patu8988荷瘤鼠進行周期掃描，取得了令人滿意的圖像效果，可清晰地顯示鼠以及移植瘤的解剖結構，并與病理檢查結果取得了較高的一致性。

本組所有皮下移植瘤T1WI平掃均表現為均勻等信號或均勻稍高信號，與周圍肌肉組織信號差異不大，說明T1WI平掃在觀察腫瘤內部情況及顯示腫瘤境界上沒有明顯優勢。個別瘤灶內可見條片狀T1WI高信號灶，病理結果顯示為脂肪組織，同時T1WI平掃顯示局部皮下脂肪變薄、中斷或部分消失，這可能是由于腫瘤在生長過程中侵襲包繞局部皮下脂肪或發生脂肪變性所致。

T2WI腫瘤境界較清晰，2周時瘤灶表現為高信號，信號尚均勻，4周后瘤灶均表現為以高信號為主的不均勻混雜信號，6周、8周時可見部分瘤灶呈多個結節融合生長，這與病理檢查結果相一致，說明腫瘤不均勻性生長的特點，這是由惡性腫瘤的病理性質所決定的。T2WI腫瘤內部的更高信號區病理證實為壞死組織，這是由于胰腺癌為低分化腫瘤，生長較快，內部血供不足，易引起缺血壞死所致。T2WI瘤灶內等信號區病理證實為腫瘤侵襲局部肌組織，或因與周圍肌組織相鄰存在部分容積效應所致。

由于磁共振造影劑是通過毛細血管滲入組織間隙，縮短局部組織氫質子縱向馳豫時間（T1）而產生強化作用的，故腫瘤微血管的密度、滲透性、微血管和組織間隙的靜水壓影響造影劑在腫瘤內部的灌注[9]。本研究增強結果表明所有腫瘤均呈明顯強化，2周時強化尚均勻，但以病灶周緣強化明顯，4周后瘤灶呈不均勻強化，腫瘤內可見無強化區，隨著腫瘤的生長，無強化區范圍逐漸增大。腫瘤周緣強化明顯部位病理證實為供血豐富的腫瘤生長活躍區，腫瘤內部無強化區病理證實為壞死組織（T2WI更高信號區）和（或）腫瘤細胞致密但毛細血管較少區（T2WI顯示為高信號）。

總之，本研究結果表明，采用1.5T MRI、顯微鏡線圈和增強檢查相結合可清晰地監測人胰腺癌皮下移植瘤的生長過程、反映腫瘤的病理變化，增強掃描能提供更多的生物學信息，這均有助于從病理學角度深入理解和解釋動物模型的MRI表現，可為進一步研究藥物對胰腺癌的治療作用提供非創傷的動態監測方法。

［1］Okino H，Maeyama R，Manabe T，et al.Trans-Tissue，Sustained release of gemcitabine from photocured gelatin gel inhibits the growth of heterotopic human pancreatic tumor in nude mice［J］.Clin Cancer Res，2003，9（15）：5786-5793.

［2］Cardillo TM，Karacay H，Goldenberg DM，et al.Improved targeting of pancreatic cancer:experimental studies of a new bispecific antibody，pretargeting enhancement system for immunoscintigraphy［J］.Clin Cancer Res，2004，10（10）：3552-3561.

［3］王明亮，繆飛，林曉珠，等.CT能譜成像評價胰腺癌抗血管生成治療效果的價值［J］.放射學實踐，2012，27（3）：246-249.

［4］宋琦，劉玉，胡曙東，等.磁共振彌散加權成像在125I粒子組織間植入治療胰腺癌療效評估中的應用［J］.介入放射學雜志，2012，21（6）：492-497.

［5］潘璜，邵成偉，田建明.多時間節點荷人胰腺癌SW1990細胞裸鼠模型的建立及其MRI表現［J］.中華胰腺病雜志，2012，12（2）：123-125.

［6］王虹，彭衛斌，許云飛，等.人胰腺癌裸鼠模型3.0TMRI早期表現［J］.臨床放射學雜志，2008，27（7）：957-960.

［7］張梅花，楊曉春，沈鈞康，等.顯微鏡線圈小鼠MR成像價值［J］.江蘇醫藥，2010，36（1）：60-62.

［8］張梅花，楊曉春，申詠梅，等.腹腔注射造影劑小鼠MRI增強掃描的可行性［J］.江蘇醫藥，2008，34（5）：513-515.

［9］Jain RK.Determinants of tumor blood flow:a review［J］.Cancer Res，1988，48（10）：2641-2658.

（收稿：2015-07-17 修回：2015-08-14）

MRI Features and Pathology of Human Pancreatic Cancer Subcutaneously Implanted Tumor Model in Nude Mice

ZHANG Meihua1,YANG Xiaochun2,SHEN Junkang2,ZHAO Yonghua1. 1Department of Radiology, Zhejiang Xiaoshan Hospital,Hangzhou (311202),China;2Department of Radiology,Second Hospital Affiliated to Suzhou University,Suzhou(215004),China

Objective To investigate the MRI features of human pancreatic cancer subcutaneously implanted tumor in nude mice and the pathomechanism of the MRI features.Methods Twenty nude mice were subcutaneously injected with human pancreatic cancer cells Patu8988 to establish the animal model.Every 4 mice were randomly sampled at 2,4,6,7,and 8 weeks after inoculation of the cells to conduct gross observation,MR scanning,and pathological examination.After gross observation,the bearing tumors were scanned by MR and enhanced MR（4 min after Gd-BOPTA injection）,and then the mice were sacrificed for pathological examination.MRI findings were compared with pathological findings.Results The successful rate of inoculation was 100%.The signal of twoweek-old tumors showed iso-intensity on T1WI and T2WI,the signal of four-to eight-week-old tumors showed iso-intensity or slight hyper-intensity on T1WI,and mix-intensity on T2WI.The tumors were intensified at 4min postinjection of the contrast agent.The edge of the tumors was intensified more than the center and the no-reinforcement area was observed in the center.Along with the growth of tumor,the no-reinforcement area enlarged gradually.Conclusion Routine MRI can be used to dynamically observe the transplanted tumor of pancreatic cancer,and the MRI features of implanted tumors have corresponding pathological findings.

nude mice;pancreatic cancer;magnetic resonance imaging;pathological findings

江蘇省蘇州市社會發展基金（No.SZD0614）；蘇州大學青年教師基金（No.Q3123557）

1浙江蕭山醫院放射科（杭州311202）；2蘇州大學附屬第二醫院影像科（蘇州 215004）

楊曉春，E-mail：yang.xiaochun@qq.com