能譜 CT成像與 K i-67聯合評價腎透明細胞癌核分級

郭金龍，程 琦，許實成，李傳應，趙 娜，趙英明，曹東興，周 燕

能譜 CT成像與 K i-67聯合評價腎透明細胞癌核分級

郭金龍1，程 琦1，許實成1，李傳應2，趙 娜1，趙英明1，曹東興1，周 燕1

目的探討寶石 CT能譜成像參數與 Ki-67表達的相關性，以聯合評價腎透明細胞癌的核分級。方法回顧性分析44例術前采用寶石 CT能譜掃描模式掃描，術后經病理證實為腎透明細胞癌的能譜成像特征，所有腫瘤組織病理標本切片行 Ki-67免疫組織 化 學染色。病例分 高、低分 化 組，比較兩組的能譜特征參數及 Ki-67表達指數。結果高分化組 Ki-67表達指數低于低分化組（P＜0.01），Ki-67表達指數與皮、髓質期各能譜參數均呈負相關。腎透明細胞癌高分化組皮髓質期 70 keV CT值比值、碘濃度比值及能譜曲線斜率均高于低分化組（P＜0.05，P＜0.01）。兩組腎透明細胞癌皮、髓質期水濃度比值比較，差異無統計學意義。受試者工作特征曲線（ROC）分析顯示髓質期 70 keV單能量 CT值比值對腎透明細胞癌核分級的判定診斷價值最高，曲線下面積最大（0.870），敏感性和特異性分別為 82.8%、80%。結論Ki-67表達 與腎透明細 胞癌能譜 CT征像有相 關性，兩者聯合評價對腎透明細胞癌核分級的判定有重要診斷價值。

癌，腎細胞；體層攝影術，X線計算機；能譜成像；腫瘤分級；免疫組織化學，Ki-67

腎透明細胞癌是腎癌最常見的亞型，約占腎癌的 70%［1］，近年來其發病率有逐年增加的趨勢［2］。術后免疫組織化學染色是評價其惡性程度的主要手段之一，其中免疫組化標志物 Ki-67是判斷細胞增殖的一個重要指標，廣泛應用于細胞的增殖活性、腫瘤的生長方式等多種生物學行為的研究［3］。寶石CT能譜掃描多參數、單能量成像，有基物質定量分析、能譜分析等功能，為疾病的診斷、鑒別提供更多定量指標和分析工具，改變了 CT的傳統診斷模式［4］。該研究通過腎透明細胞癌能譜 CT特征與Ki-67表達的相關分析，從腫瘤的能譜 CT表現及生物學特性方面評價腎透明細胞癌核分級，為術前治療方案的選擇及預后評價提供參考。

1 材料與方法

1.1 病例資料回顧性分析本院 2011年 10月 ～2015年 7月接受 CT能譜成像檢查的腎占位患者，納入經手術病理證實并行 Ki-67免疫組織化學染色的 44例腎透明細胞癌。其中男 30例，女 14例；年齡 21～78（54.98±14.91）歲；左腎 28例，右腎 16例；3例局限于腎輪廓內，41例突出腎輪廓外。臨床表現：腰部鈍痛或腰部不適 12例，無痛性肉眼血 10例，發現腹部包塊4例，常規體檢發現或其他疾病時發現腎占位18例。本研究方案患者均知情同意并簽字。

1.2 儀器與方法采用寶石能譜 CT機 （Discovery CT 750HD）行 CT能譜成像單能模式掃描，掃描參數：管電壓 80 kVp和 140 kVp瞬時 0.5 ms切換，管電流 600 mAs，掃描層厚為 5 mm，螺距 1.375∶1，掃描范圍從膈頂水平至 L3椎體水平。采用高壓注射器經前臂靜脈注射非離子型對比劑碘佛醇（320 mg／ml），總劑量為 60～80 m l，注射速度為 2.5～5.0 m l／s。掃描過程在患者平靜呼吸下屏氣后進行，注藥后 30 s和 75 s掃描獲得皮質期及髓質期的能譜系列圖像，并自動重建為層厚／層間隔為 1.25 mm／1.25 mm的薄層圖像，傳輸到后處理 AW 4.5工作站。

1.3 圖像后處理利用 GSIViewer軟件進行圖像觀察和處理，應用感興趣區（region of interest，ROI）技術，分別在皮質期及髓質期腫塊實性部分選取3個不同層面相同大小的 ROI，ROI的形狀和位置盡可能在雙期中保持一致，并避開囊變、壞死、鈣化和血管等影響因素。① 測量的客觀指標包括：病灶70 keV單能量下 CT值、碘濃度、水濃度及同側正常腎皮質的 CT值、碘濃度、水濃度，均測量 3次取平均值。② 能譜曲線：得出 ROI在 40～140 keV范圍內的能量衰減曲線，發現隨著單能量千電子伏值的升高，單能量 CT值會非均勻性的降低，在低能量 40～90 keV，CT值下降的速度快，曲線的形狀陡峭，不同組織間的能譜曲線形態差別大，易于區分，故選取40 keV及 90 keV計算各組的平均能譜衰減曲線斜率。能譜曲 線斜率 =（HU40keV-HU90keV）／50。③研究中為消除個體腎灌注差異等因素的影響，比較病灶 70 keV單能量 CT值、碘基值及水基值／同側正常腎皮質值的比值，為了減小誤差，所選正常腎皮質ROI均盡量保持與病灶處于同一層面。

1.4 病理分析所有標本經 10%甲醛溶液固定，石蠟包埋，切片厚為 4μm，HE染色，并根據 Fuhrman分級將腎透明細胞癌分為Ⅰ ～Ⅳ級。所有病例分為高分化組（包括核分級Ⅰ、Ⅱ級）、低分化組（包括核分級Ⅲ、Ⅳ級）。采用 SP法免疫組化染色，Ki-67以細胞核染成棕色或棕黃色為陽性結果，選取出5個高倍視野，計數每 100個腫瘤細胞中陽性細胞數所占百分比，并取平均值。

1.5 統計學處理采用 SPSS 16.0軟件進行分析，應用兩獨立樣本t檢驗比較皮髓質期腎透明細胞癌的 70 keV單能量 CT值比值、碘濃度比值、水濃度比值、能譜曲線斜率及 Ki-67表達指數的差異性；ROC曲線確定各參數的診斷價值和臨界值、靈敏度、特異度。Ki-67表達指數 與 能 譜參 數 之 間 相 關 性 采 用Spearman非參數相關分析。

2 結果

2.1 病理結果高分化組 29例，其中Ⅰ級 8例，Ⅱ級21例；低分化組 15例，其中Ⅲ級 12例，Ⅳ級 3例。術后病理結果見圖1、2。

2.2 兩組能譜參數及K i-67表達指數的比較兩組腎透明細胞癌皮、髓質期 70 keV下單能量 CT值比值比較，高分化組強化程度均高于低分化組（t= 2.27、3.29，P＜0.05）；皮、髓質期碘濃度比值比較，高分化組碘含量均高于低分化組（t=2.61、2.82，P＜0.05）；皮、髓質期兩組能譜曲線斜率比較，高分化組能譜曲線斜率均高于低分化組（t=3.25、2.72，P＜0.05）。皮、髓質期水濃度比值比較，差異無統計學意義（t=0.54、-0.06）。兩組間 Ki-67表達指數差異有統計學意義（t=-5.99，P＜0.001）。見表1、2，圖1～3。

表1 腎 透明 細胞癌 皮質 期能譜參數 和 K i-67表 達指數 比較 （ˉx±s）

表2 腎 透明 細胞癌 髓質 期能譜參數 和 K i-67表 達指數 比較 （ˉx±s）

2.3 ROC曲線分析能譜參數對判斷腎透明細胞癌核分級的靈敏度和特異度ROC曲線分析顯示皮質期 70 keV單能量 CT值比、碘濃度比及能譜曲線斜率曲線下面積（area under the curve，AUC）分別為0.734、0.744、0.725，髓質期分別為 0.870、0.732、0.764，均具有中等診斷價值，且髓質期 70 keV單能量CT值比的參考價值高于其他兩期能譜參數。髓質期 70 keV單能量 CT值比臨界值為 0.595，靈敏度和特異度分別為82.8%和80%。見圖4。

2.4 Spearman非參數相關分析K i-67表達指數與能譜參數的關系Ki-67表達指數與皮、髓質期各能譜參數均呈負相關，以髓質期的相關性為著。髓質期 Ki-67表達指數與 70 keV下 CT值比呈顯著負相關（r=-0.582，P＜0.01），與碘濃度比呈顯著負相關（r=-0.608，P＜0.01），與能譜斜率呈顯著負相關（r=-0.502，P＜0.01）。見表 3。

表3 Ki-67表達指數與皮、髓質能譜參數的 Spearm an非參數相關分析

3 討論

圖1 女，56歲，右腎透明細胞腎癌Ⅰ級1：皮質期；2：髓質期；A：能譜曲線圖；B：70 keV單能圖像；C：碘基圖；D：病理圖 （Ki-67約 3%）；紅 線：病 灶 ROI（L1）；粉線：正常腎皮質 ROI（L2）

圖2 男，64歲，右腎透明細胞腎癌Ⅲ級1：皮質期；2：髓質期；A：能譜曲線圖；B：70 keV單能圖像；C：碘基圖；D：病理圖 （Ki-67約 25%）；紅 線：病 灶 ROI（L1）；粉線：正常腎皮質 ROI（L2）

圖3 高、低分化組能譜曲線斜率比較A：皮質期；B：髓質期

CT能譜成像是以瞬時雙 kVp為核心的雙能掃描技術，形成了單能圖像、物質分離圖像及能譜曲線等多參數的診斷模式，能夠提供被測組織豐富的信息，從而可以對不同組織來源的物質進行鑒別［5］。因此，利用獲得 CT能譜特征圖像及能譜曲線進行對比研究，能夠對腫瘤的惡性程度進行判斷，并進一步對腫瘤進行定性及分級分析［6］。

圖4 能譜參數 ROC曲線圖A：皮質期；B：髓質期

Ki-67抗原是由 Gerdes et al［3］于 1983年從何杰金氏瘤細胞系 L428的粗核成分免疫鼠制備的抗體中發現的，其作為一種細胞增殖的核抗原，主要用來判斷腫瘤細胞增殖的活性；Ki-67抗原除了 G0期以外，在細胞活動周期中均有表達［7-8］，其表達指數與腫瘤的分化程度、生長方式以及預后有著密切的關系［9］。Ki-67抗原已經廣泛應用于多種腫瘤的生物學行為及惡性程度的研究中，如胃腸道腫瘤、乳腺癌、腦膠質瘤等［10-11］。Ki-67在腎癌也有良好的表達，癌組織中表達的增高提示其在腎癌發生、進展及轉移等方面具有重要作用，研究［12］顯示 Ki-67表達指數高的患者其術后生存率明顯低于 Ki-67低者。本研究表明核分級不同的兩組腎透明細胞癌 Ki-67的表達指數有明顯差異性，高、低分化組 Ki-67表達指數分別為（5.55±4.31）、（19.20±10.80），低分化表達程度要明顯高于高分化組。這說明 Ki-67與腎透明細胞癌的惡性程度有明顯相關性，腫瘤的惡性程度越高，Ki-67的表達指數越高，腫瘤細胞增殖越活躍。

本研究顯示腎透明細胞癌皮、髓質期 70 keV單能量下 CT值比、碘濃度比與 Ki-67表達指數呈負相關。這表明 Ki-67表達指數越高，腫瘤的惡性程度越高，其碘濃度、CT值越低。通過比較核分級不同的兩組腎透明細胞癌 70 keV單能量下 CT值比、碘濃度比，發現 Ki-67表達指數較低的高分化組皮髓質期單能量 CT值比、碘濃度比均高于表達指數較高的低分化組。高密度碘是造影劑內所含主要物質，增強后通過血液進入人體各個組織器官中，碘含量的高低可以間接反映病灶的血供情況及強化程度，碘濃度越高，說明組織的血供越豐富，強化程度就越高。低分化組的腎透明細胞癌，惡性程度高，碘含量較低，表明其血供較差。部分原因可能是低分化腫瘤 Ki-67表達指數高，腫瘤細胞增殖速度快，細胞浸潤腫瘤供血動脈的血管壁，癌細胞堆積，使滋養腫瘤的中、小動脈管腔不同程度地狹窄或閉塞，削弱了腫瘤組織的灌注速度及灌注量，故其碘含量相對較低。

不同物質具有不同的X線的衰減系數，能譜曲線正是反映了物質衰減系數隨能量變化的曲線，其能顯示物質的能量衰減特征［13］。不同物質由于構成成分不同，其能譜曲線具有差異性，可以應用能譜曲線代表不同的物質。腎透明細胞癌不同核分級間的 Ki-67表達程度不一，腫瘤細胞增殖活躍度不同，因此腫瘤組織的成分構成、細胞代謝產物差異較大。這一點在影像學表現上主要是腫瘤的大小、形態、邊界、密度以及對周圍組織的侵襲性等方面的不同；而在 CT能譜成像上，X線在透過組織成分不同的腫瘤時，其衰減特征差異性大，不同核分級間產生的能譜曲線具有明顯的差異性。能譜曲線斜率絕對值的高低可以反映能譜曲線之間的差異，區分不同分化程度的腎透明細胞癌。本研究顯示皮、髓質期能譜曲線斜率與 Ki-67表達指數呈負相關，即在不同核分級的腎透明細胞癌中，高分化組 Ki-67表達指數低，其能譜曲線斜率在皮、髓質期越高；低分化組 Ki-67表達指數越高，其能譜曲線斜率反而越低。因此，能譜曲線與 Ki-67表達的聯合分析，對腎透明細胞癌核分級的判定具有重要意義。

本研究中所涉及能譜參數繪制的 ROC曲線中，髓質期 70 keV單能量 CT值比 AUC達 0.870，為最大值。表明其評價腎透明細胞癌核分級的參考價值優于其它兩期能譜參數。髓質期 70 keV單能量 CT值比臨界值為 0.595，靈 敏 度 和 特異度分別 為82.8%和80%。

綜上所述，腎透明細胞癌不同核分級間的能譜特征有明顯的差異，能譜 CT征像與 Ki-67表達指數有相關性，兩者聯合評價腎透明細胞癌的核分級具有重要臨床意義。同時，本研究有一些不足之處：首先，ROI只測量了腫瘤某一部位，測量結果存在一定選擇性偏移；其次，未將 Ki-67表達與其他病理類型腎癌的CT能譜征象進行對比分析，有待增加樣本量進一步深入研究。

［1］Prasad SR，Humphrey PA，Catena JR，etal.Common and uncommon histologic subtypes of renal cell carcinoma：imaging spectrum with pathologic correlation［J］.Radiographics，2006，26（6）：1795-806.

［2］馬建輝，李 鳴，張思維，等.中國部分市縣腎癌及泌尿系其他惡性腫瘤發病趨勢比較研究［J］.中華泌尿外科雜志，2009，30（8）：511-4.

［3］Gerdes J，Schwab U，Lemke H，et al.Production of a mouse monoclonal antibody reaetive with a human nuclear antigen assoeiated with cell proliferation［J］.Int JCancer，1983，31（1）：13-20.

［4］薛龍梅，潘自兵，張志遠，等.CT能譜成像在鑒別甲狀腺良惡性結節中的應用價值［J］.中國醫學影像學雜志，2014，22（12）：908-11.

［5］王 旭，李小虎，劉 斌，等.雙能量能譜 CT檢測痛風石沉積的初步研究［J］.安徽醫科大學學報，2013，48（8）：973-5.

［6］林曉珠，陳克敏，吳志遠，等.CT能譜成像在鑒別胰腺寡囊型漿液性囊腺瘤與黏液性囊性腫瘤中的價值［J］.中華放射學雜志，2011，45（8）：713-7.

［7］Kogiku M，Ohsawa I，Matsumoto K，etal.Prognosisofglioma patients by combined immunostaining for surviving，Ki67 and epidermal growth factor receptor［J］.JClin Neurosci，2008，15（11）：1198-203.

［8］Quinones-Hinojosa A，SanaiN，Smith JS，et al.Techniques to assess the proliferative potential of brain tumors［J］.JNeurooncol，2005，74（1）：19-30.

［9］Wakimoto H，Aoyagi M，Nakayama T，et al.Prognostic significance of Ki-67 labeling indices obtained using MIB-1 monoclonal antibody in patients with supratentorial astrocytomas［J］.Cancer，1996，77（2）：373-80.

［10］Peng Y，Wang L，Gu J.Elevated preoperative carcinoembryonic antigen（CEA）and Ki67 is predictor of decreased survival in IIA stage colon cancer［J］.World JSurg，2013，37（1）：208-13.

［11］蔣 玲，姚振威，馮曉源，等.DTI定量參數對膠質瘤分級與腫瘤增殖活性的評價［J］.中國醫學計算機成像雜志，2013，19（2）：106-10.

［12］Yuba H，Okamura K，Ono Y，et al.Growth fractions of human renal cell carcinoma defined bymomoclonal antibody ki67.Predietive values for prognosis［J］.Int JUrol，2001，8（11）：609-14.

［13］趙 娜，程 琦.CT能譜成像評價腎透明細胞癌核分級［J］.中國醫學影像學雜志，2014，22（9）：681-5.

CT gem stone spectral im aging and K i-67 joint evaluation of pathologic grading in clear cell renal cell carcinoma

Guo Jinlong，Cheng Qi，Xu Shicheng，etal
（Dept of Radiology，Affiliated Provincial Hospital of Anhui Medical University，Hefei 230001）

Objective Discussing the correlation between CT spectroscopy imaging parameters and Ki-67 labeling index（LI），to assess the pathologic grading of clear cell renal cell carcinoma.Methods 44 cases with CCRCC were analyzed by using retrospectiveway，all the patients underwent gemstone spectral imaging scans before operation and all tumor tissue pathologic specimens were confirmed by Ki-67 immunohistochemical staining after operation.The patientswere divided into high differentiation group and low differentiation group.Spectral characteristic parametersand the expression of Ki-67 between two groupswere compared.Results The Ki-67 LIof high differentiation group was lower than the low differentiation group（P＜0.01），and CT spectroscopy imaging parameters in two phases had a significantly negative correlation with Ki-67 LI.The CT value ratio of CCRCC under 70 keV，the iodine concentration ratio and the spectrum curve slope ofhigh differentiation group were higher than the low differentiation group in cortex phase（P＜0.05）.The CT value ratio under 70 keV，the iodine concentration ratio and the spectrum curve slope of high differentiation group were higher than the low differentiation group in medulla phase（P＜0.01）.However，the water concentration ratio had no difference at each phase between the two groups. The 70 keV single energy ratio in themedulla phase provided the best combination of sensitivity（82.8%）and specificity（80%）in deciding the nuclear grading of CCRCC，and the area under the ROC curvewas0.870.Conclusion The expression of Ki-67 has a certain correlation with spectral characteristic parameters，and the evaluating methods combined gemstone spectral imaging with Ki-67 have important diagnostic value for deciding tumor′s pathologic grading.

carcinoma，renal cell；tomography，X-ray computed；spectral imaging；neoplasm grading；immunohistochemistry，Ki-67

R 737.11；R 730.42；R 392.112

A

1000-1492（2016）02-0292-06

時間：2016-1-20 10：32：27

http：／／www.cnki.net／kcms／detail／34.1065.R.20160120.1032.066.htm l

2015-11-06接收

安徽省科技攻關項目（編號：1401045021）

安徽醫科大學附屬省立醫院1影像科、2病理科，合肥

230001

郭金龍，男，碩士研究生；程 琦，女，副教授，主任醫師，碩士生導師，責任作者，E-mail：chengqi8186＠163.com