磁共振定量參數對腦膠質瘤分級的診斷效能及與瘤組織EGFR Ki-67表達的關聯性分析

陳 雯， 李澤生， 鐘 凱

(四川省簡陽市人民醫院， 四川 簡陽 641400)

腦膠質瘤是顱內最常見的惡性腫瘤，其病理級別是影響手術治療效果及患者預后的重要因素，因此術前準確的病理分級判定，對治療方案的制定及預后改善意義重大[1]。磁共振是目前診斷、治療顱內腫瘤的最常用影像學技術，可獲得顱內腫瘤的定量參數，可對腫瘤病理變化情況進行準確評估。此外，生物學標志物在腦膠質瘤病理變化中的作用越來越受臨床關注，瘤組織表皮生長因子受體(Epidermal growth factor receptor，EGFR)是一種具有酪氨酸蛋白激酶活性的膜受體[2]，已有研究[3]證實其在惡性腫瘤中活性明顯增高，可能與腫瘤的惡性程度有一定關系。細胞核增殖相關抗原(Nuclear proliferation-associated antigen，Ki-67)是目前反映腫瘤細胞增殖活性的可靠標志，常用來評價腫瘤的惡性程度[4]。基于此，本研究嘗試探究磁共振定量參數對腦膠質瘤分級的診斷效能及與EGFR、Ki-67表達的關聯性，旨在為臨床診治本病提供參考。報告如下。

1 資料與方法

1.1一般資料:前瞻性選取2018年1月至2020年4月我院收治的87例腦膠質瘤患者，采用世界衛生組織中樞神經系統腫瘤分類標準評定腦膠質瘤分級，共分為Ⅰ～Ⅳ級，Ⅰ、Ⅱ級為低級別腦膠質瘤,Ⅲ、Ⅳ級為高級別腦膠質瘤[5]。根據腦膠質瘤分級分為兩組，低級別組均為Ⅱ級患者，其中少突膠質細胞瘤28例，星形細胞瘤13例，共41例。高級別組Ⅲ級患者35例，其中間變型星形細胞瘤19例，間變型少突膠質細胞瘤16例，Ⅳ級患者11例，均為膠質母細胞瘤，共46例。

1.2選例標準:納入標準：①符合腦膠質瘤診斷標準[6]；②首次發病；③無磁共振檢查禁忌；④無腦部手術史；⑤患者及家屬知曉本研究，已簽署同意書。排除標準：①嚴重感染性疾病患者；②合并其他惡性腫瘤者；③老年癡呆、帕金森、嚴重顱腦創傷等疾病患者；④免疫系統疾病患者；⑤血液系統疾病患者。

1.3方法:一般資料統計方法：采用我院自制《腦膠質瘤患者一般資料調查量表》統計，內容包括年齡、性別、體質量指數(Body mass index，BMI)、飲酒史、吸煙史、腦膠質瘤家族史、腫瘤位置、合并疾病(高脂血癥、糖尿病、心臟病、高血壓)。BMI評價標準[7]：低于18.5 kg/m2為過輕，18.5～23.9 kg/m2為正常，24.0～27.9 kg/m2為過重，28.0～32.0kg/m2為肥胖，高于32kg/m2為非常肥胖。飲酒定義：每日飲白酒≥2兩或啤酒≥2瓶，每周飲酒≥1次；吸煙定義：每天抽煙≥1支，連續吸煙時間>6月。

磁共振檢查方法：采用東芝1.5T型號Vantage型磁共振成像系統，18通道體表相控陣列線圈，均于治療前行磁共振檢查，檢查前囑咐患者去除金屬等可能影響檢查的異物，患者平躺于檢測臺上，取頭先進位，先后行顱腦常規磁共振檢查、動態增強磁共振成像、常規增強掃描。①常規磁共振檢查參數設置：軸位、冠/矢狀位T1WI使用自旋回波序列，TR 450ms，層厚8mm，視野240mm×195mm，TE10ms，矩陣256×208，軸位T2WI使用快速自旋回波序列，TR4200ms，層厚8mm，視野240mm×195mm，TE98ms，矩陣256×208。②動態增強磁共振成像檢查參數設置：采用超快速擾相梯度回波序列，TR199ms，TE1.05ms，矩陣260mm×210mm，矩陣128×96，翻轉角20度，掃描的中間層以病灶所在位置的最大層面為參考，層厚6mm，層間距1.2mm，共90期，每期4s。采用高壓注射器將廣州康臣藥業有限公司的釓噴酸葡胺注射液(劑量0.1mmoL/kg)靜脈注入，速度3mL/s，并立即用同等容積生理鹽水沖管，先掃描5期作為蒙片，第6期以4mL/s流率先后注入Gd-DTPA及生理鹽水。③常規增強掃描參數設置：采用T1WI-SE序列，TR450ms，TE10ms，層厚8mm，矩陣256×208，視野240mm×195mm。將掃描圖像上傳至后處理工作站，由2名資深影像學醫師在不清楚病理學結果情況下進行盲法閱片，選擇膠質瘤滲漏最高部位作為感興趣區，計算并記錄磁共振定量參數，包括容積轉運常數(Transfer rate constant，Ktrans)、血管外細胞外容積分數(Extra vascular extra cellular space leakage space，Ve)、水腫寬度。

1.4觀察指標:①兩組一般資料。②兩組磁共振定量參數。③評價磁共振定量參數診斷腦膠質瘤分級的效能。④兩組瘤組織EGFR、Ki-67陽性率、平均積分光密度，MRI檢查后1周內完成手術，取術中切除標本，采用免疫組化法檢測EGFR、Ki-67陽性率，采用Biosens Digital Imaging System v1.6 分析系統，于放大10 × 40倍數下測量EGFR、Ki-67平均積分光密度，以上操作均由專業人員嚴格按照操作規范完成。⑤分析磁共振定量參數與瘤組織EGFR、Ki-67平均積分光密度的關系。

1.5統計分析:數據處理采用SPSS22.0軟件，計數資料以例數描述，采用χ2檢驗，等級資料行Ridit檢驗，計量資料采取Bartlett方差齊性檢驗與Kolmogorov-Smirnov正態性檢驗，均確認具備方差齊性且服從正態分布，以平均數±標準差描述，兩組間比較采用獨立樣本t檢驗，相關性分析采用Pearson相關系數模型，診斷效能分析采用受試者工作特征(ReceiVer operating characteristic，ROC)曲線，獲取曲線下面積(Area under the curve，AUC)、置信區間、敏感度、特異度及cut-off值，不同診斷方案間曲線下面積比較采用DeLong檢驗，聯合診斷實施Logistic二元回歸擬合，返回診斷概率logit(p)，將其作為獨立檢驗變量，均采用雙側檢驗，檢驗水準α=0.05。

2 結 果

2.1兩組一般資料比較:低級別組、高級別組年齡、性別、BMI、飲酒史、吸煙史、腦膠質瘤家族史、腫瘤位置、合并疾病比較，差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 兩組一般資料對比

2.2兩組磁共振定量參數比較:高級別組Ktrans、Ve、水腫寬度均較低級別組高(P<0.05)。見表2。

表2 兩組磁共振定量參數比較

2.3磁共振定量參數診斷腦膠質瘤分級的效能:采用ROC曲線獲取磁共振定量參數診斷腦膠質瘤分級的AUC、cut-off值、敏感度、特異度，結果顯示各參數中Ve診斷的AUC最大，為0.851；實施Logistic二元回歸擬合進行聯合診斷，返回診斷概率logit(p)，結果顯示各參數聯合的AUC為0.891，大于各參數單一診斷，見圖1、表3。

圖1 磁共振定量參數診斷腦膠質瘤分級的ROC

表3 磁共振定量參數診斷腦膠質瘤分級的效能分析

2.4兩組瘤組織EGFR、Ki-67表達比較:免疫組化顯示，EGFR陽性染色主要定位于細胞膜和細胞質，Ki-67陽性染色主要定位于細胞核。高級別組EGFR陽性率為63.04%(29/46)，高于低級別組的39.02%(16/41)(χ2=5.009，P=0.025)。高級別組Ki-67陽性率為67.39%(31/46)，高于低級別組的21.95%(9/41)(χ2=18.021，P<0.001)。定量分析顯示，高級別組瘤組織EGFR、Ki-67平均積分光密度高于低級別組(P<0.05)。見表4。

表4 兩組瘤組織EGFR Ki-67平均積分光密度比較

2.5磁共振定量參數與瘤組織EGFR、Ki-67表達的關系:Ktrans、Ve、水腫寬度均與瘤組織EGFR平均積分光密度呈正相關(r=0.732、0.667、0.757，P均<0.001)；Ktrans、Ve、水腫寬度均與瘤組織Ki-67平均積分光密度呈正相關(r=0.677、0.642、0.657，P均<0.001)。見圖2～7。

圖2 Ktrans與EGFR表達的關系

圖3 Ve與EGFR表達的關系

圖4 水腫寬度與EGFR表達的關系

圖5 Ktrans與Ki-67表達的關系

圖6 Ve與Ki-67表達的關系

圖7 水腫寬度與Ki-67表達的關系

3 討 論

磁共振作為一種無創影像學檢查技術，具有軟組織分辨率高、能進行多方位、多參數成像的特點，尤其是磁共振動態對比增強掃描的成像機制并不完全依賴血腦屏障的破壞，同時與血管高通透性密切相關，其定量參數不僅能反映膠質瘤組織微循環結構，且能準確評估血管通透性。本研究通過對比發現高級別腦膠質瘤患者的磁共振定量參數Ktrans、Ve、水腫寬度均明顯高于低級別腦膠質瘤患者。其中Ktrans是對比劑從第一室轉移至細胞外血管外細胞間隙的速率，其水平與流經組織血液量、血管內皮表面積和通透性密切相關，正常腦組織中Ktrans值接近于0，但腦膠質瘤內Ktrans值受組織血液量等變化的影響明顯升高[8]。Ve代表單位容積組織內細胞外血管外間隙的體積，為對比劑從血管內滲漏到血管外間隙的容積與整個細胞外血管外間隙的比值，能夠反映細胞外血管外間隙大小、血管壁的通透性，同時能反映細胞外血管外間隙中的細胞密度或腫瘤壞死的程度。Ktrans與Ve共同反映對比劑由血管漏出至細胞外血管外間隙的綜合情況。水腫寬度是反映瘤周水腫區域范圍的重要參數，腦組織水腫是因血管破壞或血流障礙導致腦組織水分增加所致，其與腫瘤的惡性程度密切相關。相關研究[9]表明，腦膠質瘤的惡性程度越高，腫瘤周圍腦組織水腫程度越高，而腦組織水腫程度增加可進一步加重顱內壓及神經功能缺損程度，促進疾病進展。由此可見，磁共振定量參數Ktrans、Ve、水腫寬度與腦膠質瘤病情進展情況密切相關，可能應用于腦膠質瘤分級診斷方面。本研究進一步通過ROC曲線分析，發現Ktrans、Ve、水腫寬度診斷腦膠質瘤分級的AUC均在0.78以上，能滿足臨床診斷基本需求。王寧等[10]通過對40例腦膠質瘤患者的一項回顧性研究，證實磁共振動態對比增強掃描定量參數與腦膠質瘤Ki-67指數呈正相關，可作為評估腦膠質瘤細胞增殖程度的指標。支持本研究結果結論。本研究中磁共振定量各參數聯合診斷腦膠質瘤分級的AUC高達0.891，大于各參數單一診斷，提示各參數聯合為臨床診斷腦膠質瘤分級提高更準確數據參考。

本研究還發現，高級別腦膠質瘤患者瘤組織EGFR陽性率、Ki-67陽性率及EGFR、Ki-67平均積分光密度均高于低級別腦膠質瘤患者，提示瘤組織EGFR、Ki-67表達情況可能與腦膠質瘤分級有關。EGFR是原癌基因c-erbB-1的表達產物，具有酪氨酸激酶活性，其與生長因子組成的EGF/EGFR信號通路被激活后可將細胞外信號傳遞至細胞內和細胞核，在膠質細胞增殖和侵襲性生長過程中發揮重要促進作用。Ki-67是一種細胞增殖狀態的重要標記物，被公認為是能準確反映細胞群增殖活性的客觀指標，其蛋白表達水平越高，腫瘤細胞增殖越快，惡性程度越高[11]。由此可見瘤組織EGFR、Ki-67表達增加可促進腦膠質瘤的細胞增殖，從而促進病情加重。本研究通過相關性分析發現Ktrans、Ve、水腫寬度均與瘤組織EGFR、Ki-67平均積分光密度呈正相關，提示磁共振定量參數變化與瘤組織EGFR、Ki-67表達情況密切相關，可作為評估腦膠質瘤細胞增殖情況的重要參數。

綜上可知，磁共振定量參數可診斷腦膠質瘤分級，具有良好診斷效能，且與瘤組織EGFR、Ki-67表達密切相關，可為臨床評估腦膠質瘤細胞增殖情況提供重要依據。本研究屬于橫斷面研究，尚存在樣本量小、未設置正常對照等不足，研究結果有待通過多中心研究驗證。