直腸癌磁共振血氧水平依賴成像與乏氧標志物表達的相關研究及其評價術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,是目前能夠準確判斷病變進展程度及決定手術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變化的成像技術,BOLD成像技術已廣泛應用于頭部、腎臟研究,本研究在國內(nèi)首次將其應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是機體適應缺氧的一種核心轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子,HIF-1α的表達作為腫瘤內(nèi)源性乏氧標

3、志物。HIF-1a通過激活VEGF基因的表達進而促進腫瘤血管的形成,從而促進腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移。CD105又名Endoglin(內(nèi)皮糖蛋白),大量研究證實CD105的強表達,是內(nèi)皮細胞增殖的標志之一,其表達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)移的應用價值,以及對直腸癌放化療療效早期預測和評估的應用價值,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病理結(jié)果,于術前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,所有均有術前活檢證實。入組患者于術前接受聯(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、病理標本處理及免疫組織化學方法
　

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)免疫組織化學實驗方法
　　 采用鏈霉親和素-生物素-過氧化物酶復合物法(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、免疫組織化學結(jié)果判斷
　　 HIF-1α陽性結(jié)果判定標準:HIF-1α在石蠟切片中陽性染色主要定為于細胞質(zhì),部分胞核著色,呈現(xiàn)棕黃色顆粒,根據(jù)腫瘤細胞顯色的比例及染色強度進行評分。1-3分為弱陽性(+),4-6分為陽性(++),≥7分為強陽性(+++)。CD105表達的染色結(jié)果判定:陽性細胞著色部位主要位于血管內(nèi)皮細胞的胞膜和胞漿,胞膜著色強于胞漿。每張切片記錄5個“熱點”,取其平均數(shù)作為該病例的CD105表達計數(shù),即MVD。<

10、br>　　 4、術前放化療療效判定
　　 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,或因無手術指征從而未接受手術治療。
　　 5、統(tǒng)計學處理
　　 所有數(shù)據(jù)用SPSS13.0統(tǒng)計學軟件包及分析處理。以P＜0.05作為具有顯著性差異的標準。
　　 結(jié)果：
　　 1、兩觀察者一致認為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表達及CD105表達計數(shù)與腫瘤浸潤深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、Dukes分期相關(P＜0.05)。HIF-1α表達強度與CD105表達計數(shù)間呈正相關相關(r值為0.592,P＜0.05)
　　 3、BOLD圖像R2*值與HIF-1α表達強度與CD105表達計數(shù)的的相關性分析:直腸癌R2*值與HIF-1α表達強度及CD1

12、05表達計數(shù)呈正相關(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,可重復性較好,能夠用來進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