普美顯增強MRI及DWI相關定量參數對原發性肝癌肝臟儲備功能及CD34、Glypican-3表達水平的預測價值

陳松,黃澤和,李瑩,李偉雄

原發性肝癌是最常見的惡性腫瘤之一,其發病率在世界惡性腫瘤中居第三位,肝細胞癌是最常見的原發性肝癌,近年來,每年新發的肝癌病例逐年增加[1]。原發性肝癌的治療主要有手術治療、局部治療和經肝動脈化療栓塞治療等方式,其中手術治療是最常用的治療方式[2]。術前準確評估肝臟儲備功能可預測患者對手術的耐受程度及肝臟的恢復能力,有助于保證手術安全。此外,早期預測患者預后對及早選擇合適的治療方式也至關重要。近年來,隨著分子生物學研究的發展,許多與肝癌預后有關的分子標志物相繼被研究者們報道。血管內皮因子CD34是一種I型跨膜蛋白,已被證實在肝癌患者癌組織中的表達顯著升高,且高表達的CD34與肝癌患者的不良預后和早期復發轉移顯著相關[3]。相關研究顯示,磷脂酰肌醇蛋白聚糖-3(Glypican-3)在肝癌組織中的表達顯著上調;并且多因素分析結果顯示,Glypican-3在肝癌的發生發展中起關鍵作用,高表達Glypican-3與肝癌惡性生物學表征密切相關,可預測患者預后不良[4]。因此,評估CD34和Glypican-3的表達水平具有一定意義。但目前這些分子標志物的檢測都需要采集活體組織樣本,并結合病理結果進行,因此都具有創傷性。多項研究顯示,以釓塞酸二鈉(Gd-EOB-DTPA,商品名:普美顯)作為對比劑的增強MRI在肝癌診斷及肝臟儲備功能的評估中具有一定作用[5,6]。擴散加權成像(diffusion weighted imaging,DWI)可通過測量表觀擴散系數(apparent diffusion coefficient,ADC)值來定量測量腫瘤內部水分子運動情況,在肝癌診斷等方面具有重要意義[7]。然而目前還未有研究探討普美顯增強MRI聯合DWI相關定量參數與肝臟儲備功能和預后分子標志物表達的關系,本研究旨在探討普美顯增強MRI聯合DWI相關定量參數與原發性肝癌肝臟儲備功能及CD34、Glypican-3表達水平的關系。

材料與方法

1.研究對象

本研究為前瞻性研究,納入2021年1月至2022年3月入院就診及治療的96例原發性肝癌患者作為研究對象,其中男71例,女25例,平均年齡(51.34±6.28)歲。此外,選擇50例肝良性結節患者作為對照組,其中男37例,女13例,平均年齡(50.85±5.81)歲。病例納入標準:①經穿刺活檢或手術病理確診;②穿刺或手術前行肝臟Gd-EOB-DTPA增強MRI 掃描;③年齡18～70歲;④臨床病理資料完整;⑤未接受過其他抗腫瘤治療。病例排除標準:①合并其他部位腫瘤;②患有其他原發性肝疾病;③合并嚴重心、腦血管、腎系統疾病。本研究最終共納入96例原發性肝癌患者,臨床分期:Ⅰ期13例,Ⅱ期28例,Ⅲ期40例,Ⅳ期15例;分化程度:低分化21例,中分化40例,高分化35例。肝癌組與對照組患者的年齡、性別比較差異均無統計學意義(P>0.05)。本研究獲得了本院倫理委員會批準(批號:20201235C),所有研究對象均自愿參與研究,并簽署了知情同意書。

2.MRI檢查方法

MRI檢查采用西門子Skyra3.0 TMRI掃描儀,受檢者取仰臥位,頭先進,將體部線圈置于受檢者劍突位置以保證肝臟位于磁體中心處。首先進行平掃檢查,T1WI序列掃描參數:TR 4.10 ms,TE 1.33 ms,視野380 mm×296 mm,矩陣320×256,層厚3 mm,層間距0.6 mm;T2WI序列掃描參數:TR 2500 ms,TE 86 ms,視野380 mm×380 mm,矩陣352×352,層厚5 mm,層間距1.5 mm。平掃后進行DWI檢查,掃描參數:視野380 mm×308 mm,層厚5 mm,TR 6100 ms,TE 58 ms,b值取0、1000 s/mm2,矩陣134×134。最后采用Gd-EOB-DTPA為對比劑行動態對比增強磁共振成像(dynamic contrast enhancement magnetic resonance imaging,DCE-MRI)檢查,以1.0 mL/s流率將劑量為0.025 mmol/kg的Gd-EOB-DTPA經肘正中外周靜脈注入,注射結束后以20 mL生理鹽水沖管(流率1.0 mL/s)。注入對比劑后行動脈期(25～30 s)、門靜脈期(55～65 s)、平衡期(150～180 s)掃描,延遲約20 min行肝膽期掃描。所有病例的ADC圖及肝膽期圖像以DICOM格式傳輸到西門子副臺syngo.via軟件。由兩位醫生共同在syngo.via軟件上行肝膽期感興趣區(region of interest,ROI)設置,在肝門層面分別選擇左肝、右肝前葉、右肝后葉肝實質內設置面積約(100±5) mm2的ROI,注意避開血管、膽管、病灶等,保持不同時相的ROI大小、位置盡量一致,以syngo.via軟件上肝膽期ROI為參考設置預描期ROI,在相同層面上下各加一層進行三維勾畫。以左肝、右肝前葉及右肝后葉信號強度(signal intensity,SI)的均值作為全肝平均信號強度SI。肝臟增強前信號強度以SIpre表示,肝臟肝膽期信號強度以SIpost表示,根據公式REHBP=(SIpost-SIpre)/SIpre計算出每例患者的肝膽期相對信號強化程度(relative enhancement at hepatobiliary phase,REHBP);在ADC圖上測量ADC值,ROI大小、位置與肝膽期ROI一致。

3.肝臟儲備功能的評定

所有患者在MRI檢查前后一周內、穿刺或手術前進行肝臟儲備功能的檢查。由兩位臨床專家共同進行Child-Pugh肝功能評分和分級,并達成一致。將總膽紅素、白蛋白、凝血酶原時間、腹腔積液和肝性腦病的評分相加,總評分為5～15分。評分越高說明肝臟儲備功能越差。根據總分對Child-Pugh肝功能進行分級:A級為5～6分,B級為6～9分,C級為≥10分。

4.免疫組化及結果判讀

取肝癌患者的組織樣本,行常規制作石蠟切片,脫蠟、水化及熱修復后,滴加雙氧水,封閉內源性過氧化物酶,水洗后滴加山羊血清白蛋白于室溫下封閉10 min,分別加入CD34(1:1000)、Glypican-3(1:1000)蛋白一抗,于4℃下孵育過夜。次日加入二抗,在室溫下孵育30 min。二氨基聯苯胺顯色、蘇木素復染,最后脫水、透明、封片。根據染色強度和陽性細胞數,綜合判斷癌組織中CD34、Glypican-3蛋白的表達情況。以棕色或棕黃色染色判定為陽性細胞,陽性細胞率計分方式如下:<10%計為0分,10%～25%計為1 分,26%～50%計為2分,51%～75%計為3分,>75%計為4分;染色強度評分方法如下:無染色為0 分,淡黃色為1分,棕黃色為2分,褐色為3分。總分為染色強度和陽性細胞比例評分的乘積,如果總分≥3分即判定為高表達,總分<3分則認為低表達。

5.統計學分析

采用SPSS 22.0軟件進行統計學分析。計量資料以均值±標準差表示,組間比較采用t檢驗。應用受試者工作特征 (receiver operating characteristic,ROC)曲線分析MRI定量參數對肝臟儲備功能和預后分子標志物表達的預測效能。以P<0.05為差異有統計學意義。

結 果

1.兩組MRI定量參數比較

原發性肝癌患者的REHBP和ADC值均顯著低于肝臟良性結節患者,差異有統計學意義(P<0.05,表1,圖1、2)。

圖1 原發性肝癌合并門脈癌栓患者,男,55歲,肝功能分級為B級。a)MRI圖像(T1增強前)測得SIpre=218.13 ms;b)普美顯增強掃描肝膽期圖像,SIpost=424.58 ms;c)DWI圖像,ADC值=1.076×10-3mm2/s。圖2 原發性肝癌伴肝硬化失代償期患者,男,56歲,肝功能分級為B級。a)MRI圖(T1增強前)測得SIpre=252.61 ms;b)普美顯增強掃描肝膽期圖像,SIpost=828.43 ms;c)DWI圖像,ADC值=0.887×10-3mm2/s。

表1 兩組MRI定量參數比較

2.不同肝臟儲備功能肝癌患者的MRI定量參數比較

Child-Pugh肝功能B+C級患者的REHBP和ADC水平均顯著低于A級患者,差異有統計學意義(P均<0.05,表2)。

表2 不同肝臟儲備功能肝癌患者的MRI定量參數比較

3.不同臨床病理特征肝癌患者的MRI定量參數比較

低分化患者的REHBP和ADC值均顯著低于中高分化患者,差異有統計學意義(P<0.05,表3);Ⅲ～Ⅳ期患者的REHBP和ADC值均顯著低于Ⅰ～Ⅱ期患者,差異有統計學意義(P<0.05,表4)。

表3 不同分化程度肝癌患者的MRI定量參數比較

表4 不同分期肝癌患者的MRI定量參數比較

4.不同CD34、Glypican-3表達水平肝癌患者的MRI定量參數比較

CD34高表達患者的REHBP和ADC值均顯著低于低表達患者,差異有統計學意義(P<0.05,表5)。Glypican-3高表達患者的REHBP和ADC值均顯著低于低表達患者,差異有統計學意義(P<0.05,表6)。

表5 不同CD34表達水平肝癌患者的MRI定量參數比較

表6 不同Glypican-3表達水平肝癌患者的MRI定量參數比較

5.MRI定量參數預測肝臟儲備功能及預后分子標志物的效能分析

ROC曲線分析結果顯示,REHBP和ADC值預測肝臟儲備功能的曲線下面積(area under the curve,AUC)為0.901(95%CI:0.840～0.962,P<0.001)和0.861(95%CI:0.784～0.937,P<0.001),敏感度和特異度分別為88.9%和83.3%、83.3%和81.7%(圖3)。REHBP和ADC值預測CD34高表達的AUC為0.923(95%CI:0.866～0.980,P<0.001)和0.866(95%CI:0.783～0.948,P<0.001),敏感度和特異度分別為96.9%和77.4%、83.1%和80.6%(圖4)。REHBP和ADC值預測Glypican-3高表達的AUC為0.879(95%CI:0.791～0.966,P<0.001)和0.933(95%CI:0.884～0.982,P<0.001),敏感度和特異度分別為85.7%和80.8%、81.4%和96.2%(圖5)。

圖3 MRI定量參數預測肝臟儲備功能的ROC曲線。圖4 MRI定量參數預測CD34高表達的ROC曲線。圖5 MRI定量參數預測Glypican-3高表達的ROC曲線。

討 論

肝臟儲備功能指的是肝臟受損后機體維持正常機能的代償能力,除了機體所需的代謝、蛋白質合成或降解、解毒功能以外的創傷修復能力和肝臟再生能力。精確的個體化的術前肝臟儲備功能可作為臨床上評估肝臟耐受手術方式的重要指標,甚至是影響手術成敗的關鍵[2]。此外,早期預測患者預后對治療方式的選擇也有重要指導意義。已有大量研究表明CD34在多種腫瘤的發生、發展機制中發揮作用,如乳腺癌[8]、大腸癌[9]等。相關研究顯示,CD34是肝細胞癌中與新生血管形成相關的生物標志物,表達水平升高預示著預后不良[3]。相關研究表明Glypican-3在腫瘤性組織,如肝細胞癌[10]、胃癌[11]和黑色素瘤[12]中可見陽性表達,并且可用于鑒別良惡性肝細胞腫瘤,與肝細胞癌患者術后轉移和復發相關[4]。本研究旨在探討普美顯增強MRI及DWI相關參數與肝臟儲備功能和預后分子標志物表達的關系。

普美顯是一種肝膽特異性MRI對比劑,已廣泛應用于肝局灶性病變的檢測和定性診斷。它可被正常肝細胞選擇性攝取,入血后僅通過門脈系統吸收排泄,幾乎不存在肝腸循環,在肝功能評價中具有很高的潛在價值[13]。DWI通過呈現組織間水分子擴散運動受限情況,在肝癌的診斷和疾病進展的評估中也發揮著重要作用[7]。本研究結果顯示,相較于肝臟良性結節,肝癌患者的REHBP和ADC值均顯著降低,這與之前研究報道的結果一致[5,7]。肝功能不良、Ⅲ～Ⅳ期、低分化肝癌患者的REHBP和ADC值均顯著低于肝功能良好、Ⅰ～Ⅱ期和中高分化的患者。這一結果表明,REHBP和ADC值可用于肝癌的診斷、肝臟儲備功能及疾病進展的評估。練玉清等[5]的研究結果顯示,普美顯增強MRI肝膽期REHBP在一定程度上能反映肝臟儲備功能,并且與吲哚菁綠15min滯留率具有較好的相關性。王潤強等[14]的研究結果顯示,慢性乙型肝炎患者的肝實質ADC值在一定程度上可用于評價肝損害程度和肝臟儲備功能。ROC曲線分析結果也顯示REHBP和ADC值在肝癌患者肝臟儲備功能的評估中具有一定價值。相關研究顯示,對于肝功能異常的患者,肝臟對普美顯的吸收量將會降低,因此強化程度可判斷肝實質對普美顯的攝取標準[2,5]。此外,REHBP、ADC值與肝癌預后分子標志物的表達水平間也存在著相關性。CD34和Glypican-3高表達預示著患者預后不良,ROC曲線分析結果也表明REHBP和ADC值可用于預測CD34和Glypican-3的表達水平,因此在一定程度上可預測患者預后。

綜上所述,普美顯增強MRI及DWI相關參數在一定程度上可預測原發性肝癌患者肝臟儲備功能及預后分子標志物表達。