DCE-MRI 鑒別單發(fā)IDH1 野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、原發(fā)性中樞神經(jīng)系統(tǒng)淋巴瘤及轉(zhuǎn)移瘤的臨床價(jià)值

沈丹丹 耿其楠 賈中正 周學(xué)軍 葛敏 曹亮 于軍成

膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、 原發(fā)性中樞神經(jīng)系統(tǒng)淋巴瘤（primary central nervous system lymphoma，PCNSL）和轉(zhuǎn)移瘤是常見的腦惡性腫瘤，然而三者在臨床治療方案及預(yù)后上存在很大差異。膠質(zhì)母細(xì)胞瘤和PCNSL 通常表現(xiàn)為腦內(nèi)孤立病灶，而約1/3～1/2的腦轉(zhuǎn)移瘤也可表現(xiàn)為單一病灶［1］，所以這三種腫瘤單發(fā)時(shí)可能存在相似的影像學(xué)特征。因此，常規(guī)MRI 有時(shí)很難區(qū)分這三種腫瘤［2］。目前，腦腫瘤確診的金標(biāo)準(zhǔn)是病理診斷，但無(wú)論是手術(shù)或穿刺活檢都可能引起不同程度的腦損傷及抽樣誤差［3］。因此，尋求無(wú)創(chuàng)性鑒別這三種腦腫瘤的檢查技術(shù)至關(guān)重要。

近年來(lái)，擴(kuò)散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）和動(dòng)態(tài)磁敏感對(duì)比增強(qiáng)磁共振成像（dynamic sensitivity contrast-enhanced magnetic resonance imaging，DSC-MRI）等功能 MRI 已經(jīng)用于鑒別膠質(zhì)母細(xì)胞瘤 、PCNSL 和轉(zhuǎn)移瘤［4-6］，且取得一定的研究成果。但是，2016 年世界衛(wèi)生組織（World Health Organization，WHO）對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分類進(jìn)行了修訂，第一次將基因分型引入膠質(zhì)瘤的分類，例如異檸檬脫氫酶（isocitrate dehydrogenase，IDH）。膠質(zhì)母細(xì)胞瘤可分為 IDH1野生型和 IDH1 突變型［7］。然而，在之前的大多數(shù)研究中［8］，膠質(zhì)母細(xì)胞瘤作為一個(gè)整體進(jìn)行分析研究，研究結(jié)果可能存在一定偏差。因此，鑒別膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、PCNSL 和轉(zhuǎn)移瘤時(shí)，需將膠質(zhì)母細(xì)胞瘤IDH 的基因分型納入考慮。

動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)磁共振成像（dynamic contrastenhanced magnetic resonance imaging，DCE-MRI）能定量分析腫瘤微血管通透性及腫瘤在浸潤(rùn)過(guò)程中對(duì)血管屏障（blood brain barrier,BBB）的破壞程度，從而分析腦腫瘤的生物學(xué)特性［9］。因此，本研究目的是通過(guò)分析DCE-MRI 的參數(shù)在三種不同腦腫瘤中的差異，探討DCE-MRI 鑒別IDH1 野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、PCNSL 和單發(fā)轉(zhuǎn)移瘤的臨床價(jià)值。

資料與方法

1.一般資料

收集我院80 例腦腫瘤患者（IDH1 野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤 46 例，PCNSL 16 例，單發(fā)轉(zhuǎn)移瘤 18例），其中男 47 例，女 33 例；年齡 22～83 歲，平均56±14 歲。所有患者術(shù)前行常規(guī)MRI 和DCE-MRI檢查。所有轉(zhuǎn)移瘤在MRI 檢查前均未發(fā)現(xiàn)原發(fā)灶。所有患者在成像時(shí)或術(shù)前均未接受任何治療。所有病例均經(jīng)術(shù)后病理證實(shí)。所有PCNSL 病理診斷均為大B 細(xì)胞性淋巴瘤。所有單發(fā)轉(zhuǎn)移瘤的原發(fā)腫瘤均為肺癌。本研究通過(guò)醫(yī)院倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)，并與所有患者簽訂知情同意書。

2.影像檢查方法

全部檢查均使用GE Healthcare 3.0 T MRI 掃描儀，采用16 通道相控陣頭顱線圈。

常規(guī) MRI 檢查：包括橫斷位 T1WI、T2WI 和 T2FLAIR。掃描參數(shù)如下：T1WI（TR/TE 1780 ms/24 ms，層厚 7 mm，視野 250 mm×250 mm）；T2WI （TR/TE 2000 ms/79 ms，層厚 7 mm，視野 250 mm×250 mm）；T2FLAIR（TR/TE=8000 ms/170 ms，層厚 7 mm，視野 250 mm×250 mm）。DCE-MRI 檢查后，再行橫斷面T1WI 增強(qiáng)掃描。

DCE-MRI 檢查： 首先，橫斷面掃描 5 組 T1-fast field echo 多翻轉(zhuǎn)角序列，掃描參數(shù)如下：TR/TE 6.9 ms/1.4 ms； 層厚 2.8 mm，視野 250 mm×250 mm，矩陣 256×210，翻轉(zhuǎn)角為 3°、6°、9°、12°、15°。隨后進(jìn)行 DCE 序列掃描，翻轉(zhuǎn)角為 12°，其余參數(shù)同多翻轉(zhuǎn)角掃描序列，共50 次信號(hào)采集，在5 次信號(hào)采集結(jié)束后，經(jīng)肘靜脈以4 ml/s 流率、0.1 mmol/kg 的總劑量注射對(duì)比劑（Gd-DTPABMA，Ommiscan，GE Healthcare，Oslo，Norway）。

3.圖像處理

所有數(shù)據(jù)采用GE Omni Kinetics 軟件進(jìn)行后處理，選擇上矢狀竇為標(biāo)記血管，采用的血流動(dòng)力學(xué)模型為改良的 Tofts-Kermode 模型［10,11］，通過(guò)運(yùn)算獲得容積轉(zhuǎn)運(yùn)常數(shù)（the volume transfer constant，Ktrans）圖、血管外細(xì)胞外間隙容積比（volume of extravascular extracellular space per unit volume of tissue，Ve）圖。一位經(jīng)驗(yàn)豐富的神經(jīng)放射醫(yī)師在Ktrans、 Ve圖上腫瘤最高信號(hào)區(qū)域手動(dòng)設(shè)置興趣區(qū)（region of interest，ROI），ROI 大小為 20～40 mm2，每例測(cè)量 3 次，選擇最大的 Ktrans值、Ve值。ROI 設(shè)置時(shí)應(yīng)避免囊變、出血、壞死與正常腦血管區(qū)域。

4.病理診斷與免疫組織化學(xué)分析

組織病理學(xué)檢查： 所有的腦腫瘤組織標(biāo)本經(jīng)4%甲醛固定后石蠟包埋，切片厚度為5 μm，常規(guī)HE 染色，經(jīng)一位高年資病理科醫(yī)師在光鏡下觀察并診斷。

免疫組織化學(xué)分析： 采用IDH1R132H單克隆抗體（1:50；MAB-0733；MX031；Maixin，福州）對(duì)術(shù)后甲醛包埋腫瘤標(biāo)本進(jìn)行染色，經(jīng)免疫組織化學(xué)染色的切片由一位高年資病理科醫(yī)師在光鏡下觀察并判斷染色結(jié)果。判斷標(biāo)準(zhǔn)：視野中大于等于10%的細(xì)胞被染色，認(rèn)為IDH1R132H陽(yáng)性表達(dá)；視野中小于10%的細(xì)胞被染色，認(rèn)為IDH1R132H陰性表達(dá)［12］。

5.統(tǒng)計(jì)分析

當(dāng)數(shù)據(jù)符合正態(tài)性，采用單因素方差分析，否則采用Mann-Whitney U 檢驗(yàn)分析三種腦腫瘤間Ktrans值、Ve值的差異。運(yùn)用受試者工作特征曲線（receiver operating characteristic curve，ROC）分析，獲得Ktrans值、Ve值鑒別三種腦腫瘤的最佳閾值、靈敏性及特異性。P＜0．05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

1．PCNSL、IDH1 野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤和單發(fā)轉(zhuǎn)移瘤的 Ktrans、Ve 值的比較

PCNSL 的 Ktrans（0．25±0．94 min-1）、Ve（0．46±0．18）值高于 IDH1 野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（0．10±0．06 min-1，0．30±0．16）（均 P＜0．001）和單發(fā)轉(zhuǎn)移瘤（0．08±0．06 min-1，0．20±0．11）（均 P＜0．001）。IDH1 野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤與單發(fā)轉(zhuǎn)移瘤Ktrans、Ve值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。但是，IDH1 野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的Ktrans、Ve值略高于單發(fā)轉(zhuǎn)移瘤（圖 1～6）。

2．ROC 曲線分析

當(dāng) Ktrans=0．14 min-1、Ve=0．33 時(shí)，鑒別 PCNSL與IDH1 野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的靈敏度分別為80．4%、71．7%，特異度分別為 93．8%、75．0%，曲線下面積分別為 0．923、0．770。當(dāng) Ktrans=0．10 min-1、Ve=0．20時(shí)，鑒別PCNSL 與單發(fā)轉(zhuǎn)移瘤的靈敏度分別為77．8%、72．2%，特異度分別為 100%、93．8%，曲線下面積分別為 0．955、0．868。

討 論

1．概述

與IDH1 突變型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤相比，IDH1 野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中更為常見（約占90%），具有更多的新生血管和更高的侵襲性，且對(duì)化療不敏感、預(yù)后差［13］。同時(shí)，PCNSL 和單發(fā)轉(zhuǎn)移瘤也表現(xiàn)為高異質(zhì)性，在常規(guī)MRI 上這三種腦腫瘤有時(shí)可以呈現(xiàn)類似的影像學(xué)特征。因此，術(shù)前無(wú)創(chuàng)性鑒別這三種腦腫瘤對(duì)進(jìn)一步的臨床治療和預(yù)后評(píng)價(jià)具有重要意義。

圖1 男，左側(cè)側(cè)腦室后角旁PCNSL。a)橫斷位T1WI 增強(qiáng)示病灶明顯強(qiáng)化；b)Ktrans 圖示病灶信號(hào)較周圍正常腦組織明顯增高；c)Ve 圖示病灶信號(hào)較周圍正常腦組織明顯增高 圖2 男，右側(cè)枕葉IDH1 野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤。a)橫斷位T1WI 增強(qiáng)圖示病灶呈不均勻強(qiáng)化；b)Ktrans 圖，病灶信號(hào)較周圍正常腦組織輕-中度增高；c)Ve 圖示病灶較周圍正常腦組織輕-中度增高 圖3 女，左側(cè)枕葉單發(fā)轉(zhuǎn)移瘤。a)橫斷位T1WI增強(qiáng)圖，病灶呈不均勻強(qiáng)化；b)Ktrans 圖示病灶信號(hào)較周圍正常腦組織輕-中度增高；c)Ve 圖示病灶較周圍正常腦組織輕-中度增高 圖4 女，左側(cè)額葉PCNSL。a)橫斷位T1WI 增強(qiáng)圖示病灶不均勻強(qiáng)化；b)Ktrans 圖示病灶信號(hào)較周圍正常腦組織明顯增高；c)Ve 圖示病灶信號(hào)較周圍正常腦組織明顯增高

圖5 男，胼胝體壓部IDH1野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤。a)橫斷位T1WI 增強(qiáng)圖，病灶呈不均勻強(qiáng)化；b)Ktrans 圖示病灶信號(hào)較周圍正常腦組織輕-中度增高；c)Ve 圖示病灶較周圍正常腦組織輕-中度增高 圖6 男，左側(cè)顳枕葉單發(fā)轉(zhuǎn)移瘤。a)橫斷位T1WI 增強(qiáng)圖示病灶呈不均勻強(qiáng)化；b)Ktrans 圖示病灶信號(hào)較周圍正常腦組織輕-中度增高；c)Ve 圖示病灶較周圍正常腦組織輕-中度增高

2.PCNSL 與IDH1 野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、單發(fā)轉(zhuǎn)移瘤的 Ktrans、Ve 值的比較

本研究中，與IDH1 野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤和單發(fā)轉(zhuǎn)移瘤相比，PCNSL 的Ktrans、Ve值升高，表 明PCNSL 中的微血管通透性高于IDH1 野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤和單發(fā)轉(zhuǎn)移瘤。這一結(jié)果與之前的研究結(jié)果相似［14］，可能是由于三種腫瘤微血管結(jié)構(gòu)存在一定的差異性。研究中所有單發(fā)轉(zhuǎn)移瘤的原發(fā)腫瘤均為肺癌，肺癌已被證實(shí)可通過(guò)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子-A（vascular endothelial growth factor-A，VEGF-A）在腦轉(zhuǎn)移進(jìn)展早期促進(jìn)微血管生成［15］。IDH1 野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤在組織病理學(xué)上以新生血管為主要特征，這些新生微血管通常發(fā)育不成熟，血管壁不完整，通透性明顯高于正常腦血管［16,17］。有研究顯示，高級(jí)別膠質(zhì)瘤的Ktrans值明顯高于低級(jí)膠質(zhì)瘤，說(shuō)明高級(jí)別膠質(zhì)瘤的微血管越不成熟，或者對(duì)BBB 破壞越嚴(yán)重，從而導(dǎo)致微血管通透程度增加［18］。而 PCNSL 具有血管中心生長(zhǎng)模式，腫瘤細(xì)胞傾向于聚集在已存在的腦血管內(nèi)或周圍，不斷破壞腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞和 BBB［19］。因此，在PCNSL 中，微血管基底膜被明顯破壞，而膠質(zhì)母細(xì)胞瘤及轉(zhuǎn)移瘤以微血管生成為主，微血管基底膜在某種程度上是相對(duì)完整的［20］。此外，Ve作為血管外細(xì)胞外間隙容積比，已被證明與腫瘤細(xì)胞密度存在相關(guān)性［11］。PCNSL 具有高細(xì)胞含量和低血管外細(xì)胞外體積的特點(diǎn)［21］，因此，與 IDH1 野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤和單發(fā)轉(zhuǎn)移瘤相比，PCNSL 具有更高的 Ve值。Choi 等［22］報(bào)道了不典型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的DCE-MRI 曲線下初始面積 （the initial area under the curve，IAUC）高于 CNSL，研究結(jié)果表明膠質(zhì)母細(xì)胞瘤更傾向于高灌注，而CNSL 更傾向于高通透性（Ktrans）。在其研究中，除了 IAUC 外，ADC 也被用于區(qū)分CNSL 和不典型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤，表明不典型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤有較高的ADC 值和較低的細(xì)胞含量。雖然IAUC 和ADC 是不基于模型的參數(shù)，具有較高的可重復(fù)性和穩(wěn)定性，但與基于模型的參數(shù)（即 Ktrans和 Ve）相比，其特異性相對(duì)較低［23］。此外，膠質(zhì)母細(xì)胞瘤目前可分為IDH1 野生型和IDH1 突變型，兩種類型在微血管結(jié)構(gòu)上存在一定的差異［13］。而本研究只納入了 IDH1 野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤，結(jié)果可能更準(zhǔn)確。

3.IDH1 野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤與單發(fā)轉(zhuǎn)移瘤的Ktrans、Ve 值的比較

本組Ktrans、Ve值在IDH1 野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤和單發(fā)轉(zhuǎn)移瘤中差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，與以往研究結(jié)果相似［24,25］。但是，IDH1 野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的 Ktrans、Ve值均略高于單發(fā)轉(zhuǎn)移瘤，與 Server 等［26］研究結(jié)果相類似。Server 等［26］研究指出，膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的微血管滲漏（microvascular leakage，MVL）高于轉(zhuǎn)移瘤。MVL 與滲漏量成正比，而滲漏量與Ktrans值密切相關(guān)，從而提示膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的Ktrans值高于轉(zhuǎn)移瘤。然而，Cha 等［27］研究發(fā)現(xiàn)在腫瘤強(qiáng)化區(qū)域，轉(zhuǎn)移瘤的毛細(xì)血管通透性遠(yuǎn)高于膠質(zhì)母細(xì)胞瘤。但在其研究中，原發(fā)性腫瘤主要以乳腺癌為主，乳腺癌中VEGF 具有高表達(dá)。VEGF 是刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖及調(diào)節(jié)血管通透性的關(guān)鍵血管生成介質(zhì)，并可協(xié)同促血管生成素促進(jìn)腫瘤微血管的生成［28］。而在本研究中，單發(fā)轉(zhuǎn)移瘤的原發(fā)腫瘤均是肺癌，研究結(jié)果的差異可能是由于原發(fā)腫瘤的微血管結(jié)構(gòu)差異所致。轉(zhuǎn)移瘤的微血管通透性與原發(fā)腫瘤密切相關(guān)［29］，并且存在 BBB 異質(zhì)性。因此，膠質(zhì)母細(xì)胞瘤和轉(zhuǎn)移瘤的微血管通透性的差異性研究目前仍存在爭(zhēng)議。

4.ROC 曲線分析

在筆者研究中，Ktrans、Ve值可以鑒別 PCNSL 與IDH1 野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤或單發(fā)性轉(zhuǎn)移瘤。ROC曲線分析顯示，鑒別PCNSL 與IDH1 野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤時(shí)，Ktrans、Ve值的特異度分別為 93.8%、75.0%。而 Lu 等［30］運(yùn)用 DCE-MRI 鑒別 CNSL 和膠質(zhì)母細(xì)胞瘤時(shí)，Ktrans、Ve值特異度分別為 79.0%、65.8%。與其結(jié)果相比，筆者研究的特異性較高，具有較高的真陰性率和較低的誤診率。同樣，本研究中Ktrans、Ve值鑒別PCNSL 與單發(fā)轉(zhuǎn)移瘤的特異性也相對(duì)較高。因此，Ktrans、Ve可作為鑒別 PCNSL與IDH1 野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤或單發(fā)轉(zhuǎn)移瘤的比較可靠的影像學(xué)標(biāo)志物。

5.局限性

本研究也存在一定的局限性。首先，PCNSL 的病例數(shù)相對(duì)較少。其次，本研究很難做到影像與病理的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的對(duì)照，因此可能無(wú)法避免抽樣誤差。最后，本研究釆用免疫組織化學(xué)方法檢測(cè)樣本中IDH 基因狀態(tài)，而未采用更準(zhǔn)確的基因測(cè)序方法，可能遺漏極少數(shù)的IDH2 突變，但是目前的免疫組織化學(xué)方法可準(zhǔn)確檢測(cè)出膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中占絕大部分的 IDH1 突變［31］。因此，未來(lái)需要更大的樣本量和更準(zhǔn)確的方法來(lái)測(cè)量DCE-MRI 參數(shù)及檢測(cè)IDH 基因狀態(tài)，從而進(jìn)一步驗(yàn)證研究結(jié)果。

6.結(jié)論

DCE-MRI 通過(guò)評(píng)估IDH1 野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、PCNSL 和單發(fā)轉(zhuǎn)移瘤的微血管通透性，進(jìn)而可以無(wú)創(chuàng)性的鑒別PCNSL 與IDH1 野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤或單發(fā)轉(zhuǎn)移瘤。