CT灌注成像評價大鼠C6膠質瘤血管生成及血管成熟度的實驗研究.pdf

1、第一部分高碳酸血癥模型下正常大鼠腦組織血液動力學變化的CT灌注
　　研究目的:研究高碳酸血癥條件下正常大鼠腦組織CT灌注參數(shù)的變化特征,并與免疫組化α-SMA(平滑肌抗體反應素)染色陽性血管計數(shù)對照,分析CT灌注評價高碳酸血癥模型下正常大鼠腦組織血流動力學變化的可行性以及CT灌注參數(shù)與α-SMA之間的相關性。
　　材料與方法:10只雄性SD大鼠,體重250～300g,在吸入空氣和吸入高濃度CO2混合氣體(10％CO2和90%

2、空氣組成)后15min,分別使用GE16層LightSpeedCT掃描儀對大鼠腦尾狀核層面進行CT灌注掃描,原始圖像經(jīng)GEADW4.2工作站Perfusion3.0腦腫瘤灌注軟件處理后產(chǎn)生灌注曲線及偽彩圖像,兩次掃描前均測定大鼠的血液CO2分壓、PH值等血氣分析指標。檢查結束后24小時內(nèi),處死大鼠并取腦固定,在尾狀核中心層面切片,進行腦組織HE染色及鼠特異性SMA抗體免疫組化染色。應用SPSS11.5統(tǒng)計學軟件進行分析:采用配對t檢驗,

3、比較正常大鼠右側尾狀核在吸入空氣和吸入高濃度CO2混合氣體后CT灌注參數(shù)CBV、CBF、PS和MTT的變化有無差異;比較大鼠右側尾狀核區(qū)和左側尾狀核區(qū)吸入高濃度CO2混合氣體后CBV、CBF、PS和MTT的變化率有無差異;采用Pearson相關分析分別檢測大鼠右側尾狀核的SMA陽性血管染色計數(shù)與灌注參數(shù)CBV和CBF在CO2分壓升高前后的變化率相關性,計算相關系數(shù),并進行t檢驗。P〈0.05有統(tǒng)計學意義。
　　結果:所有大鼠在吸入

4、含10%CO2和90%空氣的混合氣體15min后,動脈血CO2分壓均明顯升高(t=9.39,P〈0.001),血漿PH值降低(t=13.49,P〈0.001)。正常SD大鼠右側基底節(jié)區(qū)CBV、CBF、PS及MTT值(均數(shù)±標準差)分別為(10.28±4.01)ml/100g、(304.95±88.77)ml/min.100g、(0.26±0.37)ml/min.100g、(1.48±0.07)s;吸入10%CO2和90%空氣的混合氣體后

5、右側基底節(jié)區(qū)CBV、CBF值明顯增加,分別為(19.25±8.42)ml/100g(t=4.92,P=0.001)和(507.33±167.94)ml/min.100g(t=6.75,P〈0.001);吸入混合氣體前后CBV、CBF增加值各為(8.96±5.76)ml/100g、(202.38±94.84)ml/min.100g,CBV、CBF增加百分比分別為(87.14±46.45)%、(65.75±22.05)%;PS及MTT變化不

6、顯著(P均大于0.05)。大鼠右側尾狀核的CBV、CBF、PS和MTT與對側比較無明顯差異(P均大于0.05)。吸入高濃度CO2混合氣體后,右側尾狀核的CBV、CBF增加率與左側尾狀核比較無明顯差異。大鼠α-SMA抗體免疫組化染色部位在血管的平滑肌細胞,呈現(xiàn)棕褐色散在分布于腦組織內(nèi),形態(tài)規(guī)則,α-SMA陽性染色血管計數(shù)為(12.7±3.23)條/高倍視野(×200)。Pearson相關分析顯示,正常腦組織的CBV和CBF變化率與其α-S

7、MA陽性計數(shù)之間呈顯著相關(r分別為0.652和0.890,P均小于0.05)。
　　結論:CT灌注技術在改變血液CO2分壓的條件下可以反映腦組織血液動力學變化;大鼠正常腦組織高碳酸血癥前后CT灌注參數(shù)變化率與成熟血管數(shù)量相關。
　　第二部分高碳酸血癥模型下大鼠C6膠質瘤血管功能反應的CT灌注研究
　　目的:研究高碳酸血癥前后大鼠腦C6膠質瘤CT灌注參數(shù)的變化特征,并與免疫組化α-SMA(平滑肌抗體反應素)、FⅧ(Ⅷ因

8、子)、CD105染色陽性血管計數(shù)對照,分析CT灌注參數(shù)在評價C6膠質瘤血管生成及血管成熟度中的價值。
　　材料與方法:20只雄性SD大鼠,隨機分為腫瘤組和正常對照組。腫瘤組大鼠通過立體定向儀于鼠腦右側尾狀核區(qū)種植C6膠質瘤細胞復制大鼠腦膠質瘤模型。種植C6膠質瘤細胞3周后,兩組大鼠在吸入空氣和吸入高濃度CO2混合氣體(10%CO2和90%空氣組成)后15min,分別使用GE16層LightSpeed螺旋CT掃描儀對腦尾狀核層面進行

9、CT灌注掃描,原始圖像經(jīng)GEADW4.2工作站Perfusion3.0腦腫瘤灌注軟件處理后產(chǎn)生灌注曲線及偽彩圖像,兩次掃描前均測定大鼠的血液CO2分壓、PH值等血氣指標。檢查結束后24小時內(nèi),處死腫瘤組大鼠并取腦固定,在腫瘤中心層面切片,進行腦組織HE染色及鼠特異性SMA抗體、FⅧ抗體和CD105單抗簡免疫組化染色。計算每例大鼠腫瘤組織SMA與FⅧ-MVD計數(shù)的百分比(%)[SMA(+)/FⅧ-MVD×100%],作為腫瘤血管成熟指數(shù)(

10、vascularmaturityindex,VMI),腫瘤組織CD105-MVD與FⅧ-MVD計數(shù)的百分比為不成熟血管分數(shù)。應用SPSS11.5統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)分析。采用配對t檢驗,比較膠質瘤組大鼠吸入空氣和吸入高濃度CO2混合氣體后的CT灌注CBV、CBF、PS和MTT灌注值變化是否有顯著性差異;采用成組t檢驗,比較對照組大鼠右側尾狀核區(qū)和腫瘤組大鼠右側尾狀核膠質瘤在吸入高濃度CO2混合氣體前后CT灌注CBV和CBF的變化率有無差異

11、;采用成組t檢驗分別比較腫瘤組和正常對照組大鼠腦組織內(nèi)α-SMA陽性染色血管數(shù)量有無差異;Pearson相關分析方法分別檢測腫瘤實質部分CBV、CBF、PS及MTT和腫瘤微血管的α-SMA、FⅧ和CD105表達陽性血管染色計數(shù)行相關性分析;灌注CBV、CBF在吸入高濃度CO2前后的變化率與膠質瘤微血管的α-SMA、FⅧ和CD105陽性血管計數(shù)及血管成熟指數(shù)進行相關性分析;計算相關系數(shù),并進行t檢驗。P〈0.05為有統(tǒng)計學意義。
　

12、　結果:腫瘤種植3周后CT顯示大鼠腦內(nèi)均有不同大小的膠質瘤生長。所有大鼠在吸入含10%CO2和90%空氣的混合氣體15min后,血液CO2分壓均明顯升高(P〈0.05),血漿PH值顯著降低(P〈0.05);對照組和腫瘤組血氣變化無明顯差異(P均大于0.05)。膠質瘤的CBV、CBF、PS及MTT值分別為(均數(shù)±標準差)分別為(17.35±6.73)ml/100g、(508.66±158.88)ml/min.100g、(13.92±8.9

13、6)ml/min.100g、(1.79±0.44)s;與對照組右側基底節(jié)正常腦組織比較CBV、CBF、PS值有顯著性差異(分別為t=2.85,P=0.011;t=3.54,P=0.003;t=4.82,P〈0.001),呈現(xiàn)明顯的高灌注特征,MTT有增加趨勢,但無統(tǒng)計學顯著性差異(t=1.86,P=0.079)。吸入高濃度CO2混合氣體后,腫瘤實質部分的CBV和CBF亦有增加,CBV、CBF增加百分比分別為(41.21±21.28)%、

14、(30.1±14.54)%;但增加率明顯低于正常腦組織(分別為t=2.84,P=0.014和t=4.27,P=0.001);PS及MTT變化不顯著(t分別為0.16和0.81,P分別為0.321和0.508)。大鼠SMA抗體免疫組化顯示腫瘤內(nèi)SMA陽性染色血管明顯少于正常腦組織,分別為(5.8±2.2)條/高倍視野(×200)和(12.7±3.23)條/高倍視野(×200)(t=5.58,P〈0.001)。膠質瘤FⅧ和CD105計數(shù)分別

15、為(34.7±7.13)條/高倍視野(×200)、(16.6±4.12)條/高倍視野(×200),VMI為(20.46±10.31)%,不成熟血管分數(shù)為(48.03±6.69)%。Pearson相關分析顯示,腫瘤實質區(qū)的CBV、PS與免疫組化的FⅧ-MVD和CD105-MVD計數(shù)之間明顯相關(P均〈0.05),CBF與CD105-MVD計數(shù)之間相關(P〈0.05),MTT與免疫組化MVD計數(shù)之間均無顯著相關性;腫瘤實質區(qū)的CBV、CBF

16、及PS與血管成熟指數(shù)以及不成熟血管分數(shù)均無顯著相關性(P均大于0.05)。膠質瘤組各灌注參數(shù)與SMA陽性血管計數(shù)之間均無明顯相關性(P均大于0.05)。腫瘤實質區(qū)CBV和CBF吸入高濃度CO2混合氣體后的變化率與免疫組化的SMA、FⅧ、CD105陽性血管計數(shù)及VMI之間均不存在顯著相關性(P均大于0.05)。
　　結論:CT灌注參數(shù)CBV、CBF和PS可以反映膠質瘤血管生成狀況;但不能完全反映膠質瘤血管的成熟度和變異度。
　

17、　第三部分CT灌注成像評價大鼠C6腦膠質瘤抗血管生成治療的初步
　　研究目的:利用大鼠C6膠質瘤模型,觀察重組人內(nèi)皮抑制素治療前后腫瘤血管生成的變化;探索CT灌注成像評價抗血管生成的療效以及與腫瘤血管成熟度的關系。
　　材料和方法:12只雄性SD大鼠,通過立體定向儀于鼠腦右側尾狀核區(qū)移植C6膠質瘤細胞復制大鼠腦膠質瘤模型,隨機分為對照組(膠質瘤未治療組)和治療組(重組人內(nèi)皮抑制素治療組)各6只,治療組大鼠于腫瘤接2周后行重組

18、人內(nèi)皮抑制素皮下注射治療1周,劑量10mg/kg天,連續(xù)用藥7天,對照組大鼠給予等量的生理鹽水皮下注射7天。兩組大鼠于腫瘤移植3周后進行CT灌注檢查。吸入空氣和吸入高濃度CO2混合氣體(10%CO2和90%空氣組成)后15min,分別使用GE16層LightSpeed螺旋CT掃描儀對腫瘤進行CT灌注掃描,原始圖像經(jīng)GEADW4.2工作站Perfusion3.0腦腫瘤灌注軟件處理后產(chǎn)生灌注曲線及偽彩圖像,兩次掃描前均測定大鼠的血液CO2分

19、壓、PH值等血氣分析指標。檢查結束后24小時內(nèi),處死腫瘤組大鼠并取腦固定,在腫瘤中心層面切片,進行腦組織HE染色及鼠特異性SMA抗體、FⅧ抗體和CD105單抗免疫組化染色。應用SPSS11.5統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)分析。采用兩樣本成組t檢驗,比較對照組和治療組大鼠膠質瘤CT灌注參數(shù)的變化,比較兩組大鼠膠質瘤免疫組化FⅧ-MVD、CD105-MVD和SMA計數(shù)之間的差異性。計算每例大鼠腫瘤組織SMA與FⅧ-MVD計數(shù)的百分比(%)[SMA(+

20、)/FⅧ-MVD×100%],作為腫瘤血管成熟指數(shù)(vascularmaturityindex,VMI);采用兩樣本成組t檢驗,比較對照組和治療組大鼠膠質瘤血管成熟指數(shù)間有無差異,比較治療組與膠質瘤組CT灌注參數(shù)CBV、CBF在吸入高濃度CO2前后的變化率有無差異。采用Pearson相關分析方法分別檢測治療組膠質瘤CT灌注參數(shù)CBV、CBF在吸入高濃度CO2前后的變化率與膠質瘤微血管的α-SMA、FⅧ和CD105陽性血管計數(shù)及VMI進行

21、相關性分析,計算相關系數(shù),并進行t檢驗。P〈0.05為有統(tǒng)計學意義。結果:腫瘤種植3周后CT顯示大鼠腦內(nèi)均有不同大小的膠質瘤生長。所有大鼠在吸入高濃度CO2混合氣體15min后,血液CO2分壓均明顯升高(P〈0.05),血漿PH值降低(P〈0.05),對照組和治療組兩組之間沒有顯著性差異(P均〉0.05)。對照組大鼠右側尾狀核C6膠質瘤CBV、CBF及PS值(均數(shù)±標準差)分別為(19.19±5.83)ml/100g、(519.31±3

22、6.35)ml/min、(15.14±9.62)ml/min.100g。治療組大鼠在抗血管生成治療一周后,CT灌注顯示腫瘤實質部分CBV、CBF和PS分別為(均數(shù)±標準差)(12.65±3.05)ml/100g、(468.97±109.15)ml/min.100g、(5.08±3.83)ml/min.100g,治療組CBV、PS值與對照組相比明顯降低(t值分別為2.43和2.38,P值分別為0.043和0.039);CBF在兩組間比較無

23、統(tǒng)計學差異(t=1.07,P=0.31)。吸入高濃度CO2混合氣體后,治療組的腫瘤CBV和CBF的變化率較對照組明顯升高[對照組分別為(34.08±11.65)%、(27.3±14.77)%;治療組分別為(53.81±10.29)%、(58.94±26.23)%](t=3.11,P=0.011;t=2.58,P=0.033)。SMA染色陽性血管計數(shù),治療組高于對照組,但兩組之間統(tǒng)計學無顯著性差異(t=1.42,P=0.187)。膠質瘤組

24、FⅧ-MVD和CD105-MVD計數(shù)分別為(30.17±8.71)條/高倍視野、(15.5±8.76)條/高倍視野;治療組腫瘤實質FⅧ-MVD(19.17±2.64)條/高倍視野,CD105-MVD(5.67±4.18)條/高倍視野,均低于對照組(t=2.42,P=0.036;t=2.48,P=0.041)。對照組VMI為(20.30±11.70)%,治療組VMI為(46.01±17.65)%。兩組間VMI比較有顯著性差異(t=2.98

25、,P=0.016);治療組VMI明顯高于對照組。Pearson相關分析顯示,治療組高碳酸血癥模型下CBV增加率與VMI呈正相關(r=0.841,P=0.036),與SMA染色計數(shù)正相關(r=0.812,P=0.050),與CD105-MVD負相關(r=0.824,P=0.044);膠質瘤組高碳酸血癥下CBV增加率與VMI、SMA計數(shù)及CD105-MVD均無相關性;治療組高碳酸血癥下CBF增加率與VMI及MVD均無顯著相關(P均〉0.05