直腸癌磁共振血氧水平依賴成像與乏氧標(biāo)志物表達(dá)的相關(guān)研究及其評價術(shù)前放化療療效中的作用.pdf

1、直腸癌是最常見的消化道腫瘤之一。磁共振成像由于具有較高的軟組織分辨率及多方位、多序列、多參數(shù)成像等優(yōu)點,可直觀顯示腫瘤,準(zhǔn)確判定腫瘤部位、浸潤深度、侵犯范圍及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移等情況,是目前能夠準(zhǔn)確判斷病變進(jìn)展程度及決定手術(shù)切除范圍的檢查方法。
　　 血氧水平依賴磁共振成像(blood oxygen level dependent magnetic resonance imaging,BOLD-MRI)屬于功能磁共振成像的一種,通過表觀

2、自旋-自旋弛豫率(apparent spin-spin relaxation rate,R2*)變化,可以動態(tài)和非侵入性地跟蹤氧代謝和血液動力學(xué)變化的成像技術(shù),BOLD成像技術(shù)已廣泛應(yīng)用于頭部、腎臟研究,本研究在國內(nèi)首次將其應(yīng)用于直腸癌乏氧和放化療療效評估。
　　 在腫瘤組織內(nèi),氧分壓情況影響腫瘤生長、侵襲、轉(zhuǎn)移能力以及腫瘤對放化療的敏感性。HIF-1α是機(jī)體適應(yīng)缺氧的一種核心轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子,HIF-1α的表達(dá)作為腫瘤內(nèi)源性乏氧標(biāo)

3、志物。HIF-1a通過激活VEGF基因的表達(dá)進(jìn)而促進(jìn)腫瘤血管的形成,從而促進(jìn)腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移。CD105又名Endoglin(內(nèi)皮糖蛋白),大量研究證實CD105的強(qiáng)表達(dá),是內(nèi)皮細(xì)胞增殖的標(biāo)志之一,其表達(dá)程度可以反映腫瘤不成熟的新生血管情況。
　　 目的：
　　 本課題通過對直腸癌BOLD影像研究,探討B(tài)OLD-MRI評價直腸癌乏氧、血管生成情況及其浸潤、轉(zhuǎn)移的應(yīng)用價值,以及對直腸癌放化療療效早期預(yù)測和評估的應(yīng)用價值,為

4、臨床治療提供依據(jù)。
　　 材料和方法：
　　 1、臨床資料
　　 (1)、收集2011年3月～2012年2月就診直腸癌患者56例,所有患者均有完整手術(shù)病理結(jié)果,于術(shù)前2周內(nèi)行磁共振常規(guī)平掃及BOLD成像,其中有7例患者于前、后兩天分別行二次BOLD成像,所有患者均未進(jìn)行放化療。其中男性32例,女性24例。年齡47歲～82歲,平均61.6±9.4歲,中位年齡61.0歲。56例患者病理結(jié)果均為腺癌。
　　 (

5、2)、收集2011年6月-2012年1月在中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院就診的臨床診斷直腸癌患者17例,男11例,女6例,中位年齡55.3歲(39-81歲)。入選患者l臨床分期為臨床分期為Ⅱ、Ⅲ期,即T3-4N0-2M0患者,所有均有術(shù)前活檢證實。入組患者于術(shù)前接受聯(lián)合放化療。于放化前一周內(nèi)、放化療開始2周行BOLD-MRI檢查。
　　 2、BOLD成像掃描方法、圖像后處理及分析
　　 (1)BOLD成像掃描方法
　　

6、 采用美國GE公司Signa HDx3.0T磁共振掃描儀,8通道體部相控陣線圈?；颊邫z查前禁食、水6小時;檢查前40分鐘口服山莨菪堿20mg;患者仰臥位,自由呼吸并部分充盈膀胱。先完成矢狀位T2WI,再完成橫軸位T1WI和T2WI及冠狀位T2WI掃描。最后利用采用多梯度回波序列(mutiple gradient-echosequence,mGRE)進(jìn)行BOLD圖像掃描,掃描時選取病灶最大層面掃描層面盡量垂直病變段腸管完成BOLD圖像掃描

7、。
　　 (2)圖像后處理及分析
　　 將BOLD原始圖像傳送到GE公司的AW4.4圖像后處理工作站,采用R2STAR軟件自動生成R2*和T2*圖像,首先由兩個觀察者分別評價BOLD圖像質(zhì)量級別,選取軸位或矢狀位病灶最大層面,根據(jù)病變的大小、形態(tài)手動繪制感興趣區(qū)(Region of Interest,ROI),每個病灶經(jīng)3次測量取其平均值作為感興趣區(qū)的R2*值。
　　 3、病理標(biāo)本處理及免疫組織化學(xué)方法
　

8、　 (1)切片制作
　　 對所選病例的石蠟包埋組織行連續(xù)切片,切片厚5μm,連續(xù)切片5張,第一張切片行HE染色,其余4張用于免疫組化染色。
　　 (2)免疫組織化學(xué)實驗方法
　　 采用鏈霉親和素-生物素-過氧化物酶復(fù)合物法(SABC)染色。HIF-1α、CD105抗體及SABC試劑盒均購自武漢武漢博士德生物工程有限公司。已知的陽性直腸癌切片作為陽性對照,陰性對照用PBS緩沖液代替-抗染色。
　　 (3)

9、免疫組織化學(xué)結(jié)果判斷
　　 HIF-1α陽性結(jié)果判定標(biāo)準(zhǔn):HIF-1α在石蠟切片中陽性染色主要定為于細(xì)胞質(zhì),部分胞核著色,呈現(xiàn)棕黃色顆粒,根據(jù)腫瘤細(xì)胞顯色的比例及染色強(qiáng)度進(jìn)行評分。1-3分為弱陽性(+),4-6分為陽性(++),≥7分為強(qiáng)陽性(+++)。CD105表達(dá)的染色結(jié)果判定:陽性細(xì)胞著色部位主要位于血管內(nèi)皮細(xì)胞的胞膜和胞漿,胞膜著色強(qiáng)于胞漿。每張切片記錄5個“熱點”,取其平均數(shù)作為該病例的CD105表達(dá)計數(shù),即MVD。<

10、br>　　 4、術(shù)前放化療療效判定
　　 緩解組定義為聯(lián)合放化療后直腸癌降期;未緩解組定義為聯(lián)合放化療后直腸癌未降期,或因無手術(shù)指征從而未接受手術(shù)治療。
　　 5、統(tǒng)計學(xué)處理
　　 所有數(shù)據(jù)用SPSS13.0統(tǒng)計學(xué)軟件包及分析處理。以P＜0.05作為具有顯著性差異的標(biāo)準(zhǔn)。
　　 結(jié)果：
　　 1、兩觀察者一致認(rèn)為BOLD原始圖像質(zhì)量較好可以滿足測量要求,融合圖像使直腸癌病變突出顯示,并能精確選取

11、感興趣區(qū)。56例直腸癌R2*值的平均值為34.65±10.62Hz,R2*值呈正態(tài)性分布。
　　 2、HIF-1α表達(dá)及CD105表達(dá)計數(shù)與腫瘤浸潤深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、Dukes分期相關(guān)(P＜0.05)。HIF-1α表達(dá)強(qiáng)度與CD105表達(dá)計數(shù)間呈正相關(guān)相關(guān)(r值為0.592,P＜0.05)
　　 3、BOLD圖像R2*值與HIF-1α表達(dá)強(qiáng)度與CD105表達(dá)計數(shù)的的相關(guān)性分析:直腸癌R2*值與HIF-1α表達(dá)強(qiáng)度及CD1

12、05表達(dá)計數(shù)呈正相關(guān)(r值分別為0.497,0.208,P＜0.05)。
　　 4、緩解組治療前R2*值低于未緩解組治療前的平均R2*值,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。
　　 結(jié)論：
　　 1、3.0TMR行直腸癌BOLD成像圖像質(zhì)量較高;所測數(shù)據(jù)穩(wěn)定、可靠,可重復(fù)性較好,能夠用來進(jìn)行直腸癌功能成像研究。
　　 2、直腸癌BOLDMRI基線R2*圖像在無創(chuàng)性地檢測直腸癌缺氧、判斷腫瘤侵襲能力有一定價值