肺癌骨轉移瘤的DCE-MRI成像特點及與循環腫瘤細胞的相關性研究

劉桂鋒,苗瑩瑩，于紹楠,張淑華

(吉林大學中日聯誼醫院，吉林 長春130033)

肺癌骨轉移瘤的DCE-MRI成像特點及與循環腫瘤細胞的相關性研究

劉桂鋒,苗瑩瑩，于紹楠,張淑華*

(吉林大學中日聯誼醫院，吉林 長春130033)

肺癌是目前最常見的惡性腫瘤之一，發病率高，惡性程度也高，很多病人發現明顯癥狀時已經是肺癌中晚期，可出現各個不同臟器的轉移，其中最常發生轉移的部位就是骨骼系統。DCE-MRI可以多參數成像，通過各種參數及曲線類型反映腫瘤組織內血流灌注特征，顯示其血管分布情況。而基于腫瘤細胞播散理論， 檢測循環腫瘤細胞(CTC)可發現腫瘤的早期轉移。本研究旨在研究DCE-MRI相關參數與循環腫瘤細胞的相關性。

1 對象和方法

1.1 研究對象

本研究選取我院2014年5月-2015年5月期間肺癌患者36例，年齡46-68歲，平均年齡57歲，其中男性20例，女性16例。36例患者中，19例經CT、常規MRI或PET確診存在骨轉移，17例經PET掃描未發現骨轉移情況。19例肺癌骨轉移患者，對骨轉移部位進行DCE-MRI檢查，17例未發現骨轉移的肺癌患者進行腰椎DCE-MRI掃描，兩組均進行血液學檢測循環腫瘤細胞并進行記數。

1.2 方法

1.2.1 DCE-MRI檢查方法及數據處理 使用體部相控陣線圈，應用Siemens 3.0T MAGNETOM Trio Tim磁共振掃描儀進行掃描。采用軸位、冠狀位T1WI、PD，以及T1 vibe 冠狀位壓脂動態增強。T1 vibe 冠狀位壓脂動態增強掃描方法：首先設置3°、6°、9°、12°、15°翻轉角進行掃描，先掃描蒙片，參數為TR5.00ms，TE1.77ms，層厚3 mm，矩陣192×154，然后進行動態增強掃描，以每個時相9秒的速度連續掃描30個時相，總時間270秒。對比劑使用歐乃影 (Gd-DTPA- BMA)，采用高壓注射器對比劑團注法，劑量0.1 mmol/kg，流率2 ml/s。將掃描的原始圖像數據傳至Omni-Kinetics (GE Healthcare)后處理系統，使用兩室Tofts模型計算，由兩名具備5年影像診斷經驗的醫生對圖像進行數據分析。肺癌骨轉移患者，挑選腫瘤強化最明顯的實質部分，劃定圓形感興趣區，感興趣區的大小約 25-80 mm2。肺癌未見骨轉移患者，與髂骨處劃定圓形感興趣區，感興趣區的大小約 25-80mm2。所有病例觀察指標為容積轉運常數(Ktrans)、細胞外間隙分數(Ve)、血漿分數(Vp)。

1.2.2 循環腫瘤細胞檢測 所有患者經肘靜脈采血，取7 ml血放入含有EDTA抗凝劑的BD容量管中。血樣靜置，保存于4℃環境，并在24小時內完成實驗。分離循環腫瘤細胞，循環腫瘤細胞使用免疫熒光法證實，在熒光顯微鏡下，使用細胞計數板(C-chip,DBT)來計數。

1.3 統計學分析

應用SPSS17.0軟件進行分析，對36例患者的DCE-MRI參數與循環腫瘤細胞進行Pearson相關分析，全部數據均用平均值±標準差表示。

2 結果

2.1 肺癌骨轉移組與肺癌無骨轉移組DCE-MRI各指標比較 表1結果顯示， 肺癌骨轉移組Ktrans、Ve、Vp高于肺癌無骨轉移組，且二組之間具有統計學差異。

表1 肺癌骨轉移組與肺癌無骨轉移組DCE-MRI各指標比較

2.2 肺癌骨轉移組與肺癌無骨轉移組循環腫瘤細胞比較 肺癌骨轉移組所有患者循環腫瘤細胞計數均大于2，其中4例為5-7，而肺癌無骨轉移組1例患者循環腫瘤細胞大于2，其余患者均未發現循環腫瘤細胞。2.3 肺癌骨轉移患者DCE-MRI各參數與循環腫瘤細胞的相關性 表2結果顯示，Ktrans與循環腫瘤細胞間顯著正相關，Ve、Vp與循環腫瘤細胞無相關性。

表2 肺癌骨轉移患者DCE-MRI各參數與循環腫瘤細胞的相關性

3 討論

DCE-MRI的原理是靜脈注入釓對比劑后，對選定層面通過連續多次T1加權成像，以獲得該層面每一像素點的時間-密度曲線，其曲線反映的是對比劑在該器官中濃度的動態變化，從而用于評估病灶局部的生理和功能學改變。采集組織T1弛豫時間的動態變化參數，對其進行定量分析。反映血流動力學動態變化的量化參數包括：Ktrans(min-1)，代表對比劑分子從血管內向細胞外間隙的通過率； Ve，血管外細胞外間隙對比劑的容積分數 (= Ktrans / kep) ，代表對比劑漏出的間隙或分布間隙；Vp，代表血管內的對比劑容積。本研究是以“兩室”數學模型為依據，應用Omni-Kinetics (GE Healthcare)軟件計算各參數，其“兩室”分別為血管內為中央室，血管外細胞外間隙為周邊室。Ktrans、Ve、Vp可以反映骨轉移瘤的異質性特性，在本研究中顯示，Ktrans、Ve、Vp肺癌骨轉移組均高于肺癌非骨轉移組，這和一些學者對于腫瘤的研究結果相符，即Ktrans可以作為微血管通透性的定量指標[1,2]，且具有可重復性。Ve則提示壞死及組織細胞化程度，隨著數值增大，表示血管外細胞外間隙容積越大，提示細胞化程度越低或壞死程度越高[3]。

由于實體腫瘤外周血中檢測到CTCs 是轉移發生的必要條件， 說明循環腫瘤細胞與腫瘤轉移發生關系密切[4]。腫瘤細胞存在于機體中，常處于休眠狀態。當內外環境刺激機體時， 腫瘤細胞被激活，形成微小病灶并增殖， 穿過基底膜， 進入組織，在新的組織中增殖。在本研究中顯示，肺癌骨轉移患者循環腫瘤細胞計數均大于2，其中4例達到5-7個，而肺癌無骨轉移瘤患者僅有1例循環腫瘤細胞大于2，其余患者均未發現循環腫瘤細胞，也就是說，循環腫瘤細胞的出現促進了骨轉移的出現。

在循環腫瘤細胞計數與DCE-MRI相關參數相關性研究中發現，Ktrans與循環腫瘤細胞具有正相關性，可能原因是肺癌骨轉移病灶微血管通透性增加，病灶微環境發生改變，循環腫瘤細胞易于穿過基底膜所致。

在該研究中，肺癌無骨轉移組中有1例循環腫瘤細胞大于2個，雖然該患者未發現骨轉移病灶，但也存在潛在風險，或者已經發生早期骨轉移，但是臨床相關檢查未發現轉移灶。

綜上所述，DCE-MRI可以量化評估肺癌骨轉移的血管通透性及細胞化程度、壞死程度。今后，我們研究的方向就是如何在未出現明顯骨轉移病灶之前，就利用DCE-MRI的方法對早期轉移灶進行診斷，提早干預治療。

[1]Prtankar TF,Haoon HA,Mills SJ,et al.Is volume transfer coefficient (Ktrans) related to histologic grade in human gliomas [J].AJNR,2005,26(10):2455.

[2]Zhang N,Zhang L,Qiu B,et al.Correlation of volume transfer coefficient Ktrans with histopathologic grades of gliomas[J].J Magn Reson Imaging,2012,36(2):355.

[3]Huang B,Wong CS,Whitcher B，et al.Dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging for characterizing nasopharyngeal carcinoma:comparison of semiquantitative and quantitative parameters and correlation with tumour stage[J].Eur Radiol,2013,23:1495.

[4]Maestro LM， Sastre J， Rafael SB，et al．Circulating tumor cells in solid tumor in metastatic and localized stages[J]．Anticancer Res，2009， 29(11):4839.

吉林省教育廳十三五科學技術研究項目[吉教科合字(2016)第467號]

*通訊作者

1007-4287(2017)09-1347-03

2016-03-25)