王佳， 封華， 梁奕， 李貞， 范文輝， 杜柏林， 徐海波

·中樞神經(jīng)影像學(xué)·

DTI相關(guān)參數(shù)對(duì)腦膠質(zhì)瘤的診斷價(jià)值及與VEGF、MMP-9、uPA表達(dá)的相關(guān)性

王佳， 封華， 梁奕， 李貞， 范文輝， 杜柏林， 徐海波

目的：探討DTI相關(guān)參數(shù)對(duì)腦膠質(zhì)瘤的診斷價(jià)值及與血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)、基質(zhì)金屬蛋白酶-9 (MMP-9)、尿激酶型纖溶酶原激活劑(uPA)表達(dá)的相關(guān)性。方法：將55例術(shù)后病理證實(shí)為腦膠質(zhì)瘤的患者分為高、低級(jí)別兩組，并對(duì)DTI各參數(shù)值進(jìn)行組間和組內(nèi)比較。檢測(cè)腦膠質(zhì)瘤的MMP-9、VEGF及uPA表達(dá)情況，將三者與DTI各參數(shù)值進(jìn)行相關(guān)性分析。結(jié)果：不同級(jí)別腦膠質(zhì)瘤實(shí)質(zhì)區(qū)與對(duì)側(cè)正常腦實(shí)質(zhì)區(qū)的ADC值、FA值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均<0.01)。高、低級(jí)別腦膠質(zhì)瘤實(shí)質(zhì)區(qū)的FA及相對(duì)FA(rFA)值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均<0.01)，ADC值、相對(duì)ADC(rADC)值差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均>0.05)；高、低級(jí)別腦膠質(zhì)瘤實(shí)質(zhì)區(qū)的VEGF、MMP-9表達(dá)差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均<0.01) ，而uPA表達(dá)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。高、低級(jí)別腦膠質(zhì)瘤的FA、rFA值與VEGF、MMP-9表達(dá)存在相關(guān)性(P值均<0.01)，而ADC、rADC值與VEGF、MMP-9、uPA的表達(dá)均不存在相關(guān)性(P值均>0.05)。結(jié)論:VEGF、MMP-9在腦膠質(zhì)瘤的發(fā)生發(fā)展中具有重要促進(jìn)作用，F(xiàn)A及rFA值可為術(shù)前腦膠質(zhì)瘤的分級(jí)診斷提供重要參考，間接反映VEGF、MMP-9的表達(dá)，可為臨床術(shù)前方案的制定、預(yù)后評(píng)估提供影像學(xué)依據(jù)。

膠質(zhì)瘤； 擴(kuò)散張量成像； 磁共振成像； 病理學(xué)

神經(jīng)膠質(zhì)瘤是最常見的中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤，約占顱內(nèi)腫瘤的一半。擴(kuò)散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)可通過測(cè)定腦組織水分子的擴(kuò)散情況來評(píng)估神經(jīng)纖維束的完整性，也可評(píng)估膠質(zhì)瘤分級(jí)和瘤周水腫浸潤(rùn)情況，補(bǔ)充了常規(guī)MRI的不足。相關(guān)研究表明血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、基質(zhì)金屬蛋白酶-9 (matrix metalloprotein,MMP-9)和尿激酶型纖溶酶原激活劑(urokinase plasminogen activator,uPA)與腫瘤的局部浸潤(rùn)有關(guān)[1-2]。本研究通過比較不同級(jí)別膠質(zhì)瘤的DTI相關(guān)參數(shù)值及VEGF、MMP-9及uPA的表達(dá)情況，探討它們之間的相關(guān)性，旨在為鑒別膠質(zhì)瘤的良惡性及其臨床治療提供影像學(xué)依據(jù)。

表2 高、低級(jí)別膠質(zhì)瘤的參數(shù)值比較及相關(guān)性分析

材料與方法

1.病例資料

搜集本院2013-2016年的腦膠質(zhì)瘤患者55例，55例術(shù)前未進(jìn)行過放化療，兩周內(nèi)均經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)。55例患者的主要臨床癥狀包括頭暈、頭痛、嘔吐、癲癇發(fā)作及偏身感覺障礙等。本研究獲得醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，檢查前所有患者均告知檢查詳情并簽署知情同意書。

2.檢查方法

MRI檢查采用GE Signa HDxt 1.5T MR及配套專用的8通道相控陣聯(lián)合頭頸線圈。常規(guī)MR平掃序列包括軸面SE-T1WI (TR 1400 ms，TE 14 ms)、FSE-T2WI (TR 3600 ms，TE 102 ms)及T2FLAIR (TR 8500 ms，TE 145 ms,TI 2100 ms)。DTI采用自旋平面回波脈沖序列(SE-EPI)，掃描參數(shù)：TR 8000 ms，TE 98.3 ms，激勵(lì)次數(shù)1，b值取0和1000 s/mm2，擴(kuò)散敏感梯度場(chǎng)施加在25個(gè)方向上。

3.VEGF、MMP-9及uPA表達(dá)判定

按照Tanaka定量記分法[3]，隨機(jī)選擇5個(gè)高倍鏡視野(×400)在每張切片陽性細(xì)胞表達(dá)較高的區(qū)域，并且連續(xù)計(jì)數(shù)多于1000個(gè)染色細(xì)胞。依據(jù)評(píng)定的顯色強(qiáng)度與陽性細(xì)胞百分率的乘積分為4個(gè)等級(jí)，即0～1分為陰性(-)，2～4分為低度表達(dá)(+)，5～8分為中度表達(dá)()，9分以上為高度表達(dá)()。由2位資歷較高的病理醫(yī)師評(píng)定最終結(jié)果。

4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

結(jié) 果

腦膠質(zhì)瘤的分級(jí)按照WHO CNS 2016病理分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[4]，55例患者中低級(jí)別膠質(zhì)瘤26例(Ⅰ～Ⅱ級(jí))，高級(jí)別膠質(zhì)瘤29例(Ⅲ～Ⅳ級(jí))，其中Ⅰ級(jí)6例(毛細(xì)胞星形細(xì)胞瘤3例，節(jié)細(xì)胞膠質(zhì)瘤2例，室管膜下巨細(xì)胞星形細(xì)胞瘤1例)，Ⅱ級(jí)20例(彌漫性星形細(xì)胞瘤12例，少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤3例，少突星形細(xì)胞瘤3例，多形性黃色星形細(xì)胞瘤2例)，Ⅲ級(jí)18例(間變性星形細(xì)胞瘤13例，間變性少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤3例，間變性少突星形細(xì)胞瘤1例，間變性多形性黃色星形細(xì)胞瘤1例)，Ⅳ級(jí)11例(均為膠質(zhì)母細(xì)胞瘤)。腦膠質(zhì)瘤實(shí)質(zhì)區(qū)與對(duì)側(cè)正常腦實(shí)質(zhì)區(qū)的表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient ，ADC)值、各向異性分?jǐn)?shù)(fractional anisotropy,FA)值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01，表1，圖1、2)；高、低級(jí)別腦膠質(zhì)瘤實(shí)質(zhì)區(qū)的ADC值、相對(duì)ADC(rADC)值差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均>0.05)，而FA值、相對(duì)FA(rFA)值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均<0.01，表2)。

表1 膠質(zhì)瘤實(shí)質(zhì)區(qū)與對(duì)側(cè)正常腦組織的ADC、FA值比較

高、低級(jí)別腦膠質(zhì)瘤實(shí)質(zhì)區(qū)的VEGF、MMP-9表達(dá)差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均<0.01) ，而uPA表達(dá)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05，表3)。高、低級(jí)別腦膠質(zhì)瘤中FA、rFA值與VEGF、MMP-9表達(dá)存在相關(guān)性(P值均<0.01)，而ADC、rADC值與VEGF、MMP-9、uPA表達(dá)均不存在相關(guān)性(P值均>0.05)(表4)。

表3 病理分級(jí)與VEGF、MMP-9、uPA表達(dá)的相關(guān)性分析 (例)

表4 DTI相關(guān)參數(shù)與VEGF、MMP-9、uPA表達(dá)的相關(guān)性分析結(jié)果

討 論

圖1 右額葉少突-星形細(xì)胞瘤WHOⅡ級(jí)患者，女，46歲。a) 右額葉病變區(qū)與對(duì)側(cè)ROI定位圖； b) ADC圖示腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)ADC值較對(duì)側(cè)正常腦組織升高不明顯； c) FA圖示腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)FA值較對(duì)側(cè)減低； d) 腫瘤細(xì)胞散在呈棕黃染色，VEGF陽性表達(dá)率(+); e) 腫瘤細(xì)胞散在呈棕黃染色，MMP-9陽性表達(dá)率(+); f) 腫瘤細(xì)胞呈棕黃染色，uPA陽性表達(dá)率()。

1.MMP-9、VEGF、uPA表達(dá)與不同級(jí)別腦膠質(zhì)瘤的相關(guān)性分析

腦膠質(zhì)瘤是最常見的顱內(nèi)原發(fā)性腫瘤，約占顱內(nèi)腫瘤的40%，且呈逐年上升的趨勢(shì)。膠質(zhì)瘤的典型生長(zhǎng)特征是具有侵襲性，其生長(zhǎng)依賴腫瘤新生血管的形成，VEGF是一類能促進(jìn)血管生成的細(xì)胞因子，直接參與誘導(dǎo)腫瘤的血管生成。MMP-9可由一些腫瘤細(xì)胞合成分泌，在膠質(zhì)瘤浸潤(rùn)邊緣的腫瘤細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞及血管基底膜中均有表達(dá)[5]。本研究結(jié)果顯示在腦膠質(zhì)瘤組織中VEGF、MMP-9蛋白高表達(dá)，表達(dá)水平與膠質(zhì)瘤級(jí)別具有顯著相關(guān)性，此結(jié)論與相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道一致[6-7]。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)MMP降解血管基底膜和血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖是膠質(zhì)瘤浸潤(rùn)發(fā)生的必要條件[8]，腫瘤組織中MMP-9和VEGF高表達(dá)與其惡性進(jìn)展有關(guān),它們可能在膠質(zhì)瘤發(fā)生、發(fā)展中起協(xié)同作用。本研究顯示uPA的表達(dá)在高、低級(jí)別膠質(zhì)瘤中差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，但周長(zhǎng)勝等[9]的研究顯示uPA表達(dá)與膠質(zhì)瘤級(jí)別呈正相關(guān)，與本研究結(jié)果不符。

2.DTI在鑒別不同級(jí)別腦膠質(zhì)瘤中的價(jià)值

DTI從量和方向上反映腦組織水分子的擴(kuò)散特征，利用多種參數(shù)和數(shù)據(jù)處理、評(píng)價(jià)腦白質(zhì)的各向異性[10]。ADC值主要反映細(xì)胞外間隙的大小，而FA值主要反映白質(zhì)纖維束的完整性。本研究結(jié)果顯示腦膠質(zhì)瘤實(shí)質(zhì)區(qū)的ADC值、FA值與對(duì)側(cè)正常區(qū)差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)；高、低級(jí)別膠質(zhì)瘤之間的FA值、rFA值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，與相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道基本一致[11]。膠質(zhì)瘤實(shí)質(zhì)在FA圖上主要表現(xiàn)為低信號(hào)，目前腫瘤FA值下降的機(jī)制尚未完全明確，但有研究認(rèn)為與腫瘤細(xì)胞微結(jié)構(gòu)破壞、神經(jīng)纖維髓鞘結(jié)構(gòu)丟失、組織內(nèi)神經(jīng)軸突喪失了排列順序和方向性有關(guān)[12]；因在某一特定的方向限制水分子運(yùn)動(dòng)的細(xì)胞膜和髓磷脂鞘減少，從而導(dǎo)致病變組織水分子擴(kuò)散的各向異性能力降低。

3.腦膠質(zhì)瘤MMP-9、VEGF表達(dá)與DTI各參數(shù)的相關(guān)性分析

本研究結(jié)果顯示VEGF、MMP-9的表達(dá)水平與不同級(jí)別膠質(zhì)瘤的FA、rFA值之間呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)，隨著VEGF、MMP-9表達(dá)水平的增高，腫瘤實(shí)質(zhì)FA、rFA值減小。腦腫瘤侵犯周圍腦組織及發(fā)生水腫時(shí)可使局部腦組織及神經(jīng)纖維束的水分子擴(kuò)散能力及各向異性發(fā)生變化，因此用FA值來評(píng)估膠質(zhì)瘤及周圍腦組織具有一定的理論依據(jù)[13]。VEGF、MMP-9通過調(diào)控腫瘤血管的生成來影響其分化、發(fā)展、侵襲及復(fù)發(fā)等生物學(xué)行為，與膠質(zhì)瘤的惡性程度、腫瘤血管生成及周圍水腫帶密切相關(guān)[14]。腦膠質(zhì)瘤VEGF、MMP-9的表達(dá)與FA、rFA值相關(guān)的病理生理學(xué)基礎(chǔ)是其能促進(jìn)腫瘤血管的生成。腫瘤實(shí)質(zhì)FA、rFA值能在一定程度上反映VEGF、MMP-9的表達(dá)，也證明FA、rFA值可用于術(shù)前判斷腦膠質(zhì)瘤的侵襲程度。

圖2 左顳葉膠質(zhì)母細(xì)胞瘤WHO Ⅳ級(jí)患者，男，60歲。a) 左顳葉病變區(qū)與對(duì)側(cè)ROI定位圖； b) ADC圖示腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)ADC值較對(duì)側(cè)正常腦組織升高； c) FA圖示腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)FA值較對(duì)側(cè)顯著減低； d) 腫瘤細(xì)胞密集，呈棕褐染色，VEGF陽性表達(dá)率(); e) 腫瘤細(xì)胞密集，呈棕黃褐染色，MMP-9陽性表達(dá)率(); f) 腫瘤細(xì)胞散在呈棕黃染色，uPA陽性表達(dá)率(+)。

綜上所述，本研究結(jié)果提示FA、rFA值在鑒別膠質(zhì)瘤的良惡性、評(píng)價(jià)腫瘤侵襲性方面具有重要價(jià)值，可作為膠質(zhì)瘤病理分級(jí)的指標(biāo)之一。高、低級(jí)別腦膠質(zhì)瘤中FA、rFA值與VEGF、MMP-9表達(dá)呈明顯負(fù)相關(guān)，可提示前者間接反映了后者的表達(dá)，可為腫瘤治療和預(yù)后評(píng)估提供更為客觀、準(zhǔn)確的影像學(xué)依據(jù)和方法。本研究樣本量較少，未將腦膠質(zhì)瘤按Ⅰ～Ⅳ級(jí)細(xì)分為四組，在ROI選擇上也存在一定的誤差，需增加樣本量進(jìn)一步研究論證，對(duì)各指標(biāo)臨界值及腫瘤水腫區(qū)的分析還需進(jìn)一步探討。

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CorrelationofDTIparametersinthevalueofdiagnosisandtheexpressionofMMP-9,VEGF&uPAinbrainglioma

WANG Jia，F(xiàn)ENG Hua，LIANG Yi,et al.

Department of Radiology,General hospital of the Yangtze River Shipping，Wuhan 430010，China

Objective:To study the relationship of DTI parameters in the value of diagnosis in brain glioma as well as the VEGF,MMP-9 and uPA expression.Methods:Fifty-five patients with surgery and pathology confirmed brain glioma were divided into high grade and low grade groups.The DTI parameter values in the tumor parenchyma between the two groups and within the same group were compared.The expression of MMP-9,VEGF and uPA of glioma were studied,their correlation with DTI parameters were analyzed.Results:The FA and ADC values in tumor parenchyma of different grade gliomas and the contra-lateral normal cerebral parenchyma showed significant difference (P<0.01).The FA and rFA values between high grade and low grade glioma also showed significant statistical difference (P<0.01),yet no statistical difference was showed in ADC and rADC values (P>0.05).Significant statistic difference was shown in VEGF,MMP-9 expression of tumor parenchyma in high and low grade glioma (P<0.01),no statistic difference could be assessed in uPA expression (P>0.05).Correlation can be assessed in the FA,rFA values and VEGF,MMP-9 expression (P<0.01),yet the ADC,rADC values showed no correlation with VEGF,MMP-9,uPA expression (P>0.05).Conclusion:The VEGF and MMP-9 expression played an important role in studying the development of brain glioma.FA and rFA values provided an important reference for the grading of brain glioma before surgery,which could indirectly reflect the expression of VEGF and MMP-9.This study provided an imaging guidance and evidence for formulating preoperative clinical planning,post-operative treatment and prognosis evaluation.

Glioma； Diffusion tensor imaging； Magnetic resonance imaging； Pathology

R739.41； R445.2

A

1000-0313(2017)09-0932-04

2016-12-10

2017-06-01)

430010 武漢，長(zhǎng)江航運(yùn)總醫(yī)院·武漢腦科醫(yī)院影像科(王佳、封華、梁奕、李貞、范文輝、杜柏林)；430071 武漢，武漢大學(xué)中南醫(yī)院放射科(徐海波)

王佳(1981-)，男，武漢人，碩士，主治醫(yī)師，主要從事中樞神經(jīng)系統(tǒng)影像診斷工作。

武漢市衛(wèi)生計(jì)生委科研項(xiàng)目(WX14C24);長(zhǎng)江航運(yùn)管理局科技項(xiàng)目(201410010)

10.13609/j.cnki.1000-0313.2017.09.008