3.0T MRI水通道蛋白分子成像定量參數對胰腺癌的診斷價值研究

吳盛贊 汪建華

[摘要] 目的 探討3.0T MRI水通道蛋白分子成像定量參數對胰腺癌的診斷價值。 方法 選取2017年9月～2018年10月我院收治的胰腺癌患者35例作為研究對象。采用GE Discovery MR75 3.0T磁共振掃描儀檢測患者腫瘤組織和非腫瘤組織的水通道蛋白擴散系數（ADCAQPs）、純擴散系數（ADCslow）和分布擴散系數（DDC），比較腫瘤組織和非腫瘤組織各參數差異及各參數對不同組織的鑒別能力。 結果 腫瘤組織的ADCAQPs和ADCslow參數值顯著高于非腫瘤組織，DDC值顯著低于非腫瘤組織，差異有統計學意義（P<0.05）;與ADCslow和DDC比較，ADCAQPs參數對腫瘤組織和非腫瘤組織的鑒別能力最高;在胰腺癌組織中，ADCAQPs值和ADCslow值呈正相關，和DDC值呈負相關。結論 ADCAQPs是鑒別胰腺癌組織和非胰腺癌組織的最佳參數，3.0T MRI水通道蛋白分子成像可做為早期胰腺癌無創診斷的首選方法。

[關鍵詞] 胰腺癌;磁共振成像;水通道蛋白;純擴散系數;分布擴散系數

[中圖分類號] R445.2;R735.9? ? ? ? ? [文獻標識碼] B? ? ? ? ? [文章編號] 1673-9701（2020）04-0133-03

Diagnostic Value of 3.0T MRI Aquaporin Molecular Imaging Quantitative Parameters for Pancreatic Cancer

WU Shengzan? ?WANG Jianhua

Department of Radiology， Affiliated Hospital of Ningbo University Medical College， Ningbo? ?315000， China

[Abstract] Objective To explore the diagnostic value of 3.0T MRI aquaporin molecular imaging quantitative parameters for pancreatic cancer. Methods A total of 35 patients with pancreatic cancer admitted to our hospital from September 2017 to October 2018 were enrolled. The aquaporin diffusion coefficient（ADCAQPs）， pure diffusion coefficient（ADCslow）， and distribution diffusion coefficient（DDC） of tumor and non-tumor tissues of patients were measured using a GE Discovery MR75 3.0T magnetic resonance scanner to compare the difference between each parameter of the tumor tissue and the non-tumor tissue and the ability of each parameter to identify different tissues. Results The ADCAQPs and ADCslow parameters of tumor tissues were significantly higher than those of non-tumor tissues， and the DDC values were significantly lower than those of non-tumor tissues（P<0.05）. Compared with ADCslow and DDC， the ADCAQPs parameter had the highest ability to distinguish between tumor tissue and non-tumor tissue. In pancreatic cancer tissues， ADCAQPs values were positively correlated with ADCslow values and negatively correlated with DDC values. Conclusion ADCAQPs are the best parameters for identifying pancreatic cancer tissues and non-pancreatic cancer tissues. 3.0T MRI aquaporin molecular imaging can be used as the first choice for non-invasive diagnosis of early pancreatic cancer.

[Key words] Pancreatic cancer; Magnetic resonance imaging; Aquaporin; Pure diffusion coefficient; Distribution diffusion coefficient

胰腺癌屬于消化系統惡性腫瘤，約90%的胰腺癌起源于腺管上皮，在臨床上的預后較差，5年生存率低于1%[1，2]。目前臨床上對胰腺癌患者的治療主要以手術為主，放化療為輔，但是由于胰腺癌在早期的癥狀不明顯，并且缺乏特異性的標志物，因此約有75%的患者在發現時已到晚期，錯過了最佳手術時機[3]，導致手術根除率較低[4]。因此，尋找胰腺癌的早期診斷方法尤為重要。水通道蛋白磁共振分子成像技術（Aquaporin magnetic resonance imaging，AQP MRI）是近年來提出的一種基于AQPs的全新MRI技術，其在獲得分子譜數據的基礎上進一步獲得細胞膜上的AQPs信息[5]。有研究認為AQP MRI技術可用于胰腺癌的診斷[6]，但臨床研究較少，因此本文進行了此次研究，以探討3.0T MRI水通道蛋白分子成像定量參數對胰腺癌的診斷價值，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2017年9月～2018年10月我院收治的胰腺癌患者35例作為研究對象。所有患者均經影像學檢查，確診為胰腺癌。其中男21例，女14例，年齡23～67歲，平均（48.5±16.3）歲。本次研究經我院倫理委員會批準，且所有患者或其家屬均簽署知情同意書。

1.2 方法

所有患者在檢查前一天的晚上口服番瀉葉以清潔腸道，檢查前禁食禁飲4 h。采用GE Discovery MR 75 3.0T磁共振掃描儀，對患者進行胰腺的常規MRI掃描。橫軸面T1WI采用LAVA-Flex序列掃描，橫軸面T2WI采用fast spin echo序列掃描，二者的范圍均包括整個胰腺。T1WI的掃描參數為：TE 1.6 ms，TR 4.3 ms，層厚4 mm，層間距0 mm，掃描時間11 s;T2WI的掃描參數為：TE 70 ms，TR 10000 ms，層厚4 mm，層間距0.5 mm，掃描時間2～4min;多b值DWI應用echo plane imaging序列進行橫軸面DWI的掃描，掃描參數為：TE設最小值，TR 6600 ms，層厚4 mm，層間距1.0 mm，掃描時間10～14 min，掃描范圍為整個胰腺。

將采集到的數據導入到GE Discovery MR75 3.0T磁共振掃描儀自帶的工作站GE Advantage Windows 4.6中，使用其自帶的MADC軟件對數據進行處理分析，得到ADCAQPs、ADCslow和DDC參數圖;在腫瘤組織和癌旁胰腺組織對比顯示最清晰的b值序列DWI圖上勾畫出三個不同的興趣區，相同部位的形狀和大小一致的興趣區會自動匹配到相同層面的ADCAQPs、ADCslow和DDC參數圖上。分別記錄腫瘤組織和非腫瘤組織的各個參數，以三次測量的平均值為最終結果。

1.3 統計學方法

采用SPSS22.0統計學軟件進行分析，計量資料用（x±s）表示，采用t檢驗，P<0.05為差異有統計學意義;采用ROC曲線評估ADCAQPs、ADCslow和DDC值對腫瘤組織和非腫瘤組織的鑒別能力;ADCAQPs、ADCslow和DDC三個參數的相關性分析采用非參數Spearman檢驗。

2 結果

2.1 腫瘤組織和非腫瘤組織各參數值比較

本研究結果表明，腫瘤組織ADCAQPs和ADCslow值顯著高于非腫瘤組織，DDC值顯著低于非腫瘤組織，差異有統計學意義（P<0.05）。見表1。

2.2 各參數鑒別腫瘤組織和非腫瘤組織ROC曲線分析

本研究結果表明，ADCAQPs參數對腫瘤組織和非腫瘤組織的鑒別能力顯著高于ADCslow和DDC參數，差異有統計學意義（P<0.05）。當ADCAQPs≥0.341 μm2/ms時，對腫瘤組織和非腫瘤組織鑒別的特異度和靈敏度最高。見表2。

2.3 腫瘤組織三個參數的相關性分析

本研究結果表明，在胰腺癌組織中，ADCAQPs值和ADCslow值呈正相關（r=0.376，P=0.025），和DDC值呈負相關（r=-0.249，P=0.018）。

3 討論

AQPs是一種高度保守的跨膜轉運蛋白，對水分子具有高度的選擇通透性，其廣泛的分布于各個組織器官，介導各種不同細胞膜上水分子的跨膜轉運，對維持機體內滲透壓具有重要意義[7]。隨著對AQPs研究的不斷深入，發現在某些病理狀態下，如腫瘤的血管生成等，AQPs表達和分布會發生變化[8-9]，意味著AQPs表達的異常，可能與惡性腫瘤的發生發展有著密切的聯系[10-12]，因此對其分布、功能和數量的調控對預防和治療疾病有一定的意義。以往有研究表明，AQPs的表達與胰腺癌的瘤體直徑、分化程度密切相關[13]，Shimizu H等[14]的研究結果表明，AQPs的表達與食管癌患者的腫瘤大小、腫瘤病理類型及治療后的復發有關。

AQP MRI是近年來提出的一種基于AQPs的全新MRI技術，其在獲得分子譜數據的基礎上進一步獲得細胞膜上的AQPs信息[5]。MRI AQP技術不同于傳統的水擴散加權成像（Diffusion weighted imaging，DWI）技術，傳統的DWI技術是以布朗運動為基礎，認為組織中的水分子是呈不規則運動，無跡可尋，但是隨著AQPs研究的深入，傳統的DWI技術原理受到了質疑。建立在AQPs理論基礎上的MRI AQP分子成像技術，使得多b值DWI水通道蛋白分子成像技術顯示其分子信息成為可能[15]。Bai Y等[16]對膠質瘤的研究顯示，應用MRI水通道蛋白分子成像技術獲得的膠質瘤圖像可反應膠質瘤分級。李秋菊等[17]研究顯示，高b值DWI成像能夠顯示AQPs在細胞膜上的分布情況，MRI水通道蛋白分子成像技術能夠反應水分子跨膜轉運的特征。李加慧等[18]將多b值DWI成像技術應用于離體紅細胞的研究結果顯示，在b值>1700 s/mm2時，水分子信號主要來自于其跨膜轉運產生的信號，自由擴散所產生的信號基本可忽略不計。

胰腺癌是一種惡性程度極高，同時又缺乏特異性臨床表現的消化系統惡性腫瘤，具有發現晚、預后極差等特點，流行病學顯示，胰腺癌的發病率和死亡率逐年上升[19]。本研究結果表明，腫瘤組織的ADCAQPs值和ADCslow值顯著高于非腫瘤組織，DDC值顯著低于非腫瘤組織，差異有統計學意義（P<0.05）;對于腫瘤組織和非腫瘤組織的鑒別來說，ADCAQPs值具有最高的診斷效能。Anderson SW等[20]研究表明，多b值DWI技術用于臨床診斷時，采用的b值范圍越高，組織內的水分子特征性信息反映組織病變的潛力越高，本次研究與其結果一致。

綜上所述，ADCAQPs是鑒別胰腺癌組織和非胰腺癌組織的最佳參數，3.0T MRI水通道蛋白分子成像可做為早期胰腺癌無創診斷的首選方法。但在本研究中，未考慮腫瘤相關性的胰腺組織萎縮或是胰腺炎對非腫瘤組織各參數的影響，同時由于本研究樣本量較小，病理結果較少，因此仍有待進一步研究。