Gd-EOB-DTPA增強MRI對CK19陽性小肝癌(≤3 cm)的評估價值

劉茂童, 張濤, 張學琴, 徐磊, 張繼云, 姜吉鋒, 瞿琦, 魯夢恬

肝細胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)是世界第6大常見的癌癥,同時也是世界第2大癌癥死亡相關原因[1-2];近年來由于肥胖癥和酒精性肝炎發病率的上升,肝癌的發病率也有上升趨勢[3-5]。單個腫瘤直徑為≤3.0 cm的肝癌通常被稱為小肝癌[6],而直徑≤2.0 cm的小肝癌病灶由于不同的評估方法會影響一些患者的術前巴塞羅那臨床肝癌分期[7],從而影響其治療方案的選擇。因此,小肝癌的早期診斷對患者選擇合適的治療時機有重要意義。Cytokeratin 19(CK19)是肝祖細胞的特異性標志物之一,通常CK19陽性的HCC由于其侵襲性強、分化程度低的特性而預后更差,所以需要通過擴大腫瘤切除范圍來降低其術后復發率及轉移率。因此,術前CK19的準確預測,對于肝癌患者診療計劃的確定及預后發展的判斷至關重要[8]。目前僅有極少學者進行了有關肝癌術后復發影像學表現危險因素的相關研究,如腫瘤邊緣不規則、動脈期邊緣強化等[9-11],但未見關于小肝癌CK19陽性患者影像學表現的研究。而且,目前CK19的表達僅能通過活檢穿刺或術后病理等有創性手段來確定,尚無無創性預測手段。因此,本研究旨在探討CK19 陽性小肝癌患者的術前影像學表現,并通過與CK19陰性小肝癌患者的影像學表現進行比較,確定與CK19陽性表達相關的影像學表現。

材料與方法

1.病例資料

回顧性搜集2015年2月至2021年7月我院因肝腫瘤行手術切除并行釓塞酸二鈉(Gadolinium ethoxybenzyl diethylenetriaminepentaacetic acid,Gd-EOB-DTPA)增強MRI檢查的連續性患者。病例納入標準:①因肝腫瘤行手術切除,且術后病理證實為肝細胞肝癌;②術前行上腹部 Gd-EOB-DTPA增強MRI檢查且術后大體標本行CK19常規免疫組化檢查;③病灶為單發; ④病灶直徑≤3 cm。病例排除標準:①術前MRI檢查發現1個以上肝癌(n=133);②術前接受過局部區域治療(如化療栓塞、射頻消融或術前化療、放療)(n=83);③MRI檢查與手術間隔超過1個月(n=79);④術前MRI檢查發現明確血管侵犯 (n=19)。本研究最終納入127例單發小肝癌患者,根據是否表達CK19被分成兩組,包括94例CK19陰性的肝癌患者[男62例,平均年齡(55.26±8.26)歲;女32例,平均年齡(59.66±10.02)歲]和33例CK19陽性的肝癌患者[男19例,平均年齡(56.74±9.89)歲;女14例,平均年齡(57.36±8.88)歲]。本研究經我院倫理委員會審批通過(備案編號:EK2021017)。

2.檢查方法

所有受試者均行肝臟MRI平掃及增強掃描。MRI檢查采用荷蘭Philips 3.0 T Achieva MR掃描儀,16通道相控陣體線圈。MRI平掃行常規橫軸面T2WI頻譜選擇性衰減反轉恢復(spectralattenuated inversion recovery,SPAIR)序列、化學位移成像(同反相位T1WI)和DWI序列(b=800 mm2/s)。增強掃描對比劑采用Gd-EOB-DTPA,以 2.0 mL/s流率經外周靜脈注射(劑量0.025 mmol/kg),注射完畢后用20 mL生理鹽水沖管,分別延遲20、60、180 s采集動脈期、門靜脈期和移行期圖像,采用肝臟增強T1高分辨率各向同性容積激發掃描序列掃描全肝,注射對比劑后10、20 min行肝膽期掃描。TSE T2WI序列掃描參數:TR 2000 ms,TE 70 ms,層厚7 mm,矩陣210×190,層間距1 mm。T1WI同/反相位掃描參數:TR 150 ms,TE 2.30 ms/1.15 ms,層厚7 mm,矩陣240×200,層間距1 mm。DWI序列掃描參數:TR 3750 ms,TE 53 ms,層厚7 mm,矩陣120×100,層間距1 mm,b值取0、800 mm2/s。T1THRIVE序列掃描參數:TR 3.11 ms,TE 1.51 ms,層厚2.5 mm,矩陣250×210。

3.圖像分析

術前病灶的定性及定量評估由2位分別具有10年及12年腹部MRI診斷經驗的影像科醫師分別完成,他們在評估之前不知道患者的臨床、手術資料及病理結果,當兩者意見不一致時,經協商達成一致。

定性分析包括:①瘤內出血:定義為 T1WI病灶內見高信號、T2WI病灶內見混雜信號;②脂肪成分:定義為與in-phase相比,out-phase病灶內存在信號減低區;③腫瘤囊變或壞死:定義為T2WI病灶內高信號區或動態增強后不強化低信號區;④包膜皺縮:定義為腫瘤包膜向內凹陷;⑤肝膽期瘤周低信號:定義為肝膽期病灶周圍不規則低信號;⑥肝膽期低信號環:定義為肝膽期病灶周圍環形低信號:⑦DWI靶環征:定義為DWI病灶邊緣呈環形高信號,內可見相對低信號;⑧動脈期環形強化:定義為動脈期病灶邊緣環形強化,中央呈相對低信號;⑨動脈期瘤周強化:定義為動脈期腫瘤周圍斑片狀或日冕狀高信號;⑩腫瘤邊緣:分為四型,即圓形或橢圓形(邊緣光整)、圓形或橢圓形伴結節樣突起、分葉狀、邊緣不規則(清晰或模糊);強化方式:分為四型,即動脈期強化伴廓清、動脈期強化伴持續強化、逐漸延遲強化、無強化或輕微強化;包膜:分為三型,即完整、部分完整、無包膜。

由2位影像科醫師在工作站分別對圖像進行定量分析,并將2位診斷醫師測量值的平均值作為最終測量結果。分別測量平掃、動脈期及延遲20 min肝實質和病灶的信號強度(signal intensity,SI)。病灶感興趣區(region of interest,ROI)放置原則:測量病灶的強化區域,盡量避開壞死組織,測量范圍盡可能大。肝實質ROI放置原則:在肝左外葉、左內葉、右前葉和右后葉各放置1個ROI,范圍約100 mm2,避開大血管、膽管和偽影,計算它們的平均值作為肝實質的SI,并計算肝臟對比率,肝臟對比率(lesion to live contrast ratio,LLR)=SI病灶/SI肝臟。血生化連續性資料包括甲胎蛋白(alpha fetoprotein,AFP)、異常凝血酶原、癌胚抗原(carcinoembryonic antigen,CEA) 、糖類抗原19-9(carbohydrate antigen 199,CA199) 、膽紅素、肌酐、國際標準化比值(international normalized ratio,INR)及白蛋白。腫瘤大小定義為冠狀面或軸面肝膽期圖像中腫瘤最大層面的最大長徑。

病理特征:根據世界衛生組織對HCC的診斷標準中定義的形態學標準,CK19陽性定義為≥5%的腫瘤中有中等程度或明顯的細胞染色[12]。

4.統計學分析

采用SPSS 20.0及R軟件進行統計學分析。符合正態分布的計量數據以均值±標準差表示,非正態分布的計量數據以中位數(四分位間距)表示,計數數據以例數(百分比)表示。CK19陽性組與陰性組所有分類變量采用卡方檢驗或Fisher精確檢驗進行組間比較。連續變量的組間比較采用t檢驗或Mann-WhitneyU檢驗。為確定與CK19陽性小肝癌相關的風險因素,對單因素分析中有統計學意義的變量組成初始模型并進行多因素logistic回歸分析。使用R軟件構建預測小肝癌CK19陽性表達的列線圖,采用受試者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲線的曲線下面積(area under curve,AUC)來評估列線圖的預測效能,并計算95%可信區間(confidence interval,CI)、敏感度、特異度、陽性似然比、陰性似然比。采用組內相關系數(Intraclass correlation coefficient,ICC)及Kappa值比較2位觀察者之間的一致性,ICC<0.5為一致性較差,0 .5≤ICC<0.8為一致性中等,ICC≥0.8為一致性較好;Kappa值<0.2為一致性較差,0.21≤Kappa值<0.40為一致性一般,0.41≤Kappa值<0.60為一致性中等,0.61≤Kappa值<0.80為一致性較強,0.81≤Kappa值≤1為一致性強。以P<0.05為差異有統計學意義。

結 果

1.2位觀察者間定性及定量資料的一致性比較

2位放射科醫師間定性資料的Kappa值除瘤內是否出血外,其余參數均>0.8(表1);2位放射科醫師間定量資料的ICC均>0.8,其中LLRpl(LLR平掃)、LLRap(LLR動脈期)及LLRhp(LLR肝膽期)的ICC分別為0.944(95%CI:0.920～0.960)、0.991(95%CI:0.987～0.994)、0.965(95%CI:0.950～0.975),表明2位放射科醫師間定性及定量資料的一致性均較好。

表1 CK-19陰性組與陽性組小肝癌患者的定性參數比較 [n(%)]

2.CK19陰性與陽性小肝癌患者的定量資料比較

與CK19陰性小肝癌患者相比,CK19陽性小肝癌患者的AFP值更高,肝膽期LLR更低,差異均有統計學意義(P均<0.05),其余定量資料兩組間差異均無統計學意義(P均>0.05,表2、3)。

表2 CK-19陰性組與陽性組小肝癌患者的定量參數比較

表3 CK-19陰性組與陽性組小肝癌患者的定量參數比較

3.CK19陰性與陽性小肝癌患者的定性資料比較

與CK19陰性小肝癌患者相比,CK19陽性小肝癌患者在影像學上更易表現為動脈期瘤周強化(P<0.05)、動脈期環形強化(P<0.05)及DWI靶環征(P<0.05),其余影像學特征兩組間差異均無統計學意義(P均>0.05,表1、圖1、2)。

圖1 患者,男,43歲,患有慢性乙型病毒性肝炎、肝硬化,手術病理證實為肝S7段HCC,病理組織學分級為Edmondson-Steiner Ⅲ級,CK19陽性。a)T2WI示腫瘤呈類圓形稍高信號(箭); b) DWI(b=800 s/mm2)示腫瘤呈環形高信號(箭); c) 增強掃描動脈期示腫瘤呈邊緣環形強化(箭); d) 延遲20min增強掃描示腫瘤呈不均勻低信號(箭)。 圖2 患者,男,41歲,患有慢性乙型病毒性肝炎、肝硬化,手術病理證實為肝S7段HCC,病理組織學分級為Edmondson-Steiner Ⅲ級,CK19陰性。a) T2WI示腫瘤呈類圓形稍高信號(箭); b) DWI(b=800 s/mm2)示腫瘤呈均勻高信號(箭);c)增強掃描動脈期示腫瘤呈明顯均勻強化(箭); d) 延遲20min增強掃描示腫瘤呈均勻低信號(箭)。

4.多因素logistic回歸分析及列線圖的構建

多因素logistic回歸分析結果顯示,動脈期環形強化(OR=3.81,95%CI:1.03～14.08,P=0.04)、DWI靶環征(OR=4.57,95%CI: 1.26～16.60,P=0.02)及LLRhp減低(OR=0.01,95%CI: 0.00～0.11,P=0.01)是小肝癌CK19陽性表達的風險因素(表4、圖3)。

圖3 HCC CK19陽性表達的Gd-EOB-DTPA增強MRI列線圖。將變量AFP、動脈期環形強化、動脈期瘤周強化、DWI靶環征及肝膽期LLR在橫軸上定位,分別繪制一條垂直線到分數值(Points),以計算每例患者肝細胞癌CK19陽性表達的分數值,對4個變量的分數進行求和,并將分數值定位于總分數值(Total Points)軸線上,然后繪制總分數值到風險系數(Risk)軸上的垂直線,從而得到小肝癌CK19陽性表達的預測概率。圖4 獨立預測因素及列線圖聯合模型對小肝癌CK19陽性表達預測的ROC曲線。

表4 多因素logistic回歸分析結果

AFP升高、動脈期環形強化、動脈期瘤周強化、DWI靶環征和LLRhp降低預測小肝癌CK19陽性表達的 AUC分別為0.633、0.685、0.628、0.674和0.670,聯合3個因素的列線圖預測小肝癌CK19陽性表達的AUC為0.838(表5、圖4)。

表5 獨立預測因素及列線圖聯合模型對小肝癌 CK19陽性表達的預測效能

討 論

Cytokeratin 19(CK19)是通常表達于肝干細胞和膽管細胞的標志物之一。CK19的表達與HCC的總體預后較差有關,代表著與普通HCC不同的病理類型[11],需要通過擴大瘤灶切除范圍的方式來降低其術后復發率及轉移率。小肝癌患者發現時多屬早期,且肝臟儲備功能尚佳,對手術的耐受性及預后均較好,早期發現、識別CK19表達陽性的肝癌,并選擇正確的手術方式及瘤灶切除范圍對小肝癌患者的預后意義重大。因此,術前準確預測CK19的表達,對于肝癌患者診療計劃的確定及預后發展的判斷至關重要[8,13-14 ]。

本研究結果顯示,動脈期環形強化、DWI靶環征與 HCC的CK19表達密切相關,與Hu等[15]及陳玉螢等[16]的研究結論相似;上述征象在2018版肝臟影像報告與數據系統(Liver Imaging Reporting And Data System version 2018,LI-RADS V2018)中被歸類為LR-M,膽管細胞癌(intrahepatic cholangiocarcinoma,ICC)和HCC分別約占LR-M病變的30%和36%[17]; Ni等[18]研究表明DWI靶環征和動脈期環形強化是預測ICC的重要征象,而這些征象的出現是由于膽管細胞癌中央間質纖維化和周圍細胞過度增生的病理學形態特征所導致的[19]。CK19是一種肝祖細胞標志物,HCC患者 CK19陽性通常提示腫瘤具有往膽管細胞表型分化的趨勢;此外,HCC表達CK19在病理上表現為瘤內促纖維增生的間質及中央壞死,與膽管細胞癌的病理基礎類似,因此具有膽管細胞表型分化HCC的形態特征可介于典型HCC與ICC之間。Fatourou等[20]研究表明HCC動脈環形強化提示病灶分化及預后較差,而HCC出現環形強化可能與腫瘤微血管侵犯、浸潤性生長、腫瘤包膜缺失以及腫瘤快速生長并伴有中心壞死有關。所以,HCC患者 CK19陽性表達通常在臨床上術后復發率及轉移率更高,臨床預后更差。

本研究發現CK19陽性肝癌患者較陰性患者的肝膽期LLR更低,這與Tsuborama等[21]的研究結論類似,他們發現HBP圖像上的SI與HCC的組織學分級呈負相關,這種負相關與肝癌發生過程中有機陰離子轉運多肽(organic anion transporting polypeptide,OATP)的表達逐漸下降有關。此外,Kim等[22]研究發現,肝癌在肝膽期圖像上的低信號與不良的臨床預后直接相關,因為這些腫瘤由于頻繁的微血管侵犯,通常更容易表現為浸潤性或彌漫性生長,而不是擴張型生長。因此,CK19陽性的肝癌可能比CK19陰性的肝癌具有更強的侵襲性。

本研究發現,CK19陽性的肝癌與血清甲胎蛋白升高相關,這是一個與預后不良相關的特征,與Durnez等[23]的研究結論一致。血清AFP水平升高與HCC患者腫瘤細胞分化不良、微血管侵犯及腫瘤早期復發等危險因素呈正相關,上述結果也與CK19陽性HCC患者預后不良一致。本研究結果顯示,CK19陽性組與陰性組在動脈期瘤周強化征象上差異有統計學意義,這可能是由于對比劑從腫瘤引流到腫瘤周圍的肝實質所導致的。Kitao等[24]研究發現,隨著HCC的發展,由于瘤內或瘤外的肝靜脈早期閉塞,腫瘤引流從肝靜脈轉移到腫瘤周圍的血竇或門靜脈。此外,瘤周動脈-門靜脈分流的出現也會導致動脈期瘤周強化的發生。

本研究存在以下局限性:①本研究中納入的直徑≤1.0 cm的病灶在ROI勾畫過程中可能會存在一定偏倚,但本研究中直徑≤1.0 cm的病灶只有4例,對結果影響小;②本研究為回顧性研究,可能存在選擇偏倚,這可以通過后期的多中心研究來擴大樣本量,從而進一步驗證本研究的準確性。

綜上所述,術前Gd-EOB-DTPA增強MRI對CK19陽性小肝癌有一定的評估價值,AFP升高、動脈期環形強化、動脈期瘤周強化、DWI靶環征、LLRhp降低與小肝癌CK19陽性表達相關,且動脈期環形強化、DWI靶環征、LLRhp降低是與小肝癌CK19陽性表達相關的風險因素。