扩散加权成像评价胃癌血管内皮生长因子表达及病理分化程度的研究

屈昭慧　QU Zhaohui高雪梅　GAO Xuemei程敬亮　CHENG Jingliang李玉博　LI Yubo

扩散加权成像评价胃癌血管内皮生长因子表达及病理分化程度的研究

屈昭慧QU Zhaohui高雪梅GAO Xuemei程敬亮CHENG Jingliang李玉博LI Yubo

作者单位
郑州大学第一附属医院核磁共振科河南郑州450052

目的通过研究胃癌表观扩散系数（ADC）值与胃癌血管内皮生长因子（VEGF）表达水平及胃癌病理分化程度的相关性，探讨磁共振扩散加权成像（DWI）在胃癌血管生成的生物学行为及恶性程度判定方面的价值。资料与方法回顾性分析28例经手术病理证实的胃癌患者的临床、病理及影像学资料。由2名病理医师采用免疫组织化学染色法检测28例胃癌组织切片的VEGF表达，并对胃癌分化程度进行分级，分别分析胃癌ADC值与VEGF表达和ADC值与胃癌分化程度的相关性。结果不同VEGF分级间ADC值差异有统计学意义（P＜0.05），ADC值与VEGF分级呈负相关（r=-0.87，P＜0.05），ADC值与胃癌分化程度呈正相关（r=0.45，P＜0.05）。结论DWI ADC值与胃癌VEGF表达及病理分化程度存在相关性，DWI可以反映胃癌VEGF表达水平及病理分化程度。

胃肿瘤；磁共振成像；扩散加权成像； 血管内皮生长因子类；病理学，外科；新生血管化，病理性

胃癌是常见的消化系统恶性肿瘤，其致死率居恶性肿瘤致死率的第二位［1］，胃癌肿瘤血管生成对患者治疗方案的选择和预后有重要意义，已成为肿瘤学的研究热点。随着磁共振技术的发展，磁共振扩散加权成像（DWI）越来越多地应用到临床工作中，DWI可以反映体内水分子的扩散特征，表观扩散系数（ADC）可以定量评价水分子的流动性，不仅可以定性诊断胃癌，还可以在一定程度上反映胃癌组织的微观组织特征［2］。目前，国内外学者运用扩散加权技术对胃癌的研究主要集中在DWI对胃癌分期方面，运用DWI评价胃癌血管生成及血管内皮生长因子（vascular endo-thelial growth factor，VEGF）表达的报道比较少见［3-4］。本研究通过对胃癌ADC值与胃癌VEGF表达及胃癌病理分化的相关性研究，探讨DWI在胃癌血管生成的生物学行为及恶性程度判定方面的价值。

1　资料与方法

1.1研究对象回顾性分析2013年12月—2014年6月就诊于郑州大学第一附属医院并确诊的胃癌患者28例，其中男21例，女7例；年龄24～72岁，平均（55.86± 10.54）岁。所有患者经病理证实均为腺癌，其中高中分化16例，低分化12例。

1.2仪器与方法所有患者空腹6～8 h， 检查前20 min口服600～800 ml清水，检查前10～15 min肌内注射山莨菪碱（654-2）。检查前2～5 min再次口服200～300 ml温开水后立即进行检查。所有患者均采用仰卧位，腹部束呼吸门控软管。MR扫描仪为美国3.0 T GE Discovery750，使用8通道体部专用相控阵线圈。MR扫描包括冠状位屏气单次激发快速自旋回波序列T2WI，横轴位呼吸触发脂肪抑制序列T2WI，横轴位屏气LAVA-Flex序列。横轴位DWI序列，采用单次激发自旋平面回波扩散加权成像，b值取0和1 000 s/mm2。动态增强使用屏气轴位LAVA-Flex扫描，对比剂选用钆喷替酸葡甲胺（Gd-DTPA），用量0.1 mmol/kg，流速2 ml/s，分别于注药后18 s、56 s扫描得到动脉期及门静脉期的图像。冠状位屏气LAVA-Flex扫描于注药后100 s进行，轴位屏气LAVA-Flex延迟期扫描于注药后3 min进行（图1A～E）。

图1　女，40岁，胃低分化腺癌。T1WI示胃底贲门及邻近胃大弯胃壁明显增厚，病变区呈等T1信号（A，箭）；T2WI示病变区呈稍长T2信号（B，箭）；DWI（b=800）病变胃壁扩散受限呈稍高信号（C，箭）；ADC图示病变处胃壁信号减低，ADC值为1.24×10-3mm2/s（D，箭）；T1WI增强扫描病变区胃壁明显强化（E，箭）；免疫组织化学染色VEGF（SP，×200）示胞质内大量棕黄色颗粒，VEGF表达级别3级（F）

1.3图像分析DWI图像后处理：所有扫描图像由1名主任医师及1名副主任医师在AW 4.5工作站进行分析处理，采用盲法完成图像采集和图像质量评估，并分别选取合格的图像使用Function-ADC软件进行分析，感兴趣区（ROI）的选择结合T1WI、T2WI及动态增强图像选取病灶最大层面并避开液化、出血坏死区域，选取ROI大小为10～20 mm2，测量3次取平均值，记录病变的ADC值。

1.4病理分级及免疫组织化学的处理、分析由2名病理科主治医师独立阅片后进行分级，其中高中分化16例，低分化12例。将28例胃癌患者术后标本放入10%甲醛溶液中固定，常规脱水，石蜡包埋，切片（3 μm）。免疫组织化学染色采用VEGF单克隆抗体。VEGF的评价采用胞质表达判定方法，细胞胞质呈棕黄色或棕褐色着色为阳性细胞。首先在低倍镜下观察切片，选择阳性细胞分布密集区作为“热点”，而后在高倍镜（×200）下计数3个不重叠的热点区，计算阳性细胞百分率，并据此分级：无阳性细胞为0级（-），阳性细胞数＜25%为1级（+），25%～50%为2级（++），＞ 50%为3级（+++）（图1F）。

1.5统计学方法采用SPSS 21.0软件，ADC值在不同VEGF分级间的差异性检验采用Kruskal-Wallis检验，不同VEGF分级间两两比较采用Bonferroni法，相关性分析采用Spearman秩相关分析，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2　结果

2.1VEGF分级与ADC值的相关性分析本研究胃癌患者病变区的VEGF分级分别为2级（11例）、3级（17例），周围正常胃壁的VEGF分级分别为0级（23例）、1级（5例）。Kruskal-Wallis检验显示4个VEGF分级间的ADC值差异有统计学意义（χ2=43.67，P＜0.05），Bonferroni法两两比较显示VEGF 0级与2级、VEGF 0级与3级、VEGF 1级与2级、VEGF 1级与3级、VEGF 2级与3级间ADC值差异均有统计学意义（P＜0.05），VEGF 0级与1级间ADC值差异无统计学意义（P＞0.05）。对ADC值与VEGF分级进行相关性分析，结果显示ADC值与VEGF分级呈负相关（r= -0.87，P＜0.05）。见表1。

表1　ADC值与VEGF分级的相关性分析

2.2胃癌分化程度与ADC值的相关性分析本研究胃癌患者高中分化组、低分化组ADC值分别为（1.50± 0.03）×10-3mm2/s、（1.31±0.08）×10-3mm2/s，ADC值与胃癌分化程度呈正相关（r=0.45，P＜0.05）。

3　讨论

3.1DWI的组织基础DWI是功能成像的一种，它可以测量随机热运动中扩散水分子的运动，从微观水平反映病变组织信息，ADC值可以定量反映水分子扩散受限情况。水分子的扩散运动会受到多种因素的影响，如细胞膜的完整性、组织细胞密度等［5］，体内不同组织结构的差异会导致不同组织DWI图像信号及ADC值的差异，因此DWI图像及ADC值可以区分不同组织结构。

3.2胃癌ADC值与VEGF表达的关系VEGF在肿瘤的生长和转移过程中发挥了极为重要的作用［6］，VEGF与肿瘤血管生成以及患者的预后密切相关，VEGF阳性表达患者肿瘤血管生成丰富，生存率明显低于阴性表达者［7-8］。目前DWI在肿瘤VEGF分级方面的研究尚处于初步阶段，Aoyagi等［9］对于食管癌的研究表明ADC值与VEGF分级间呈负相关；刘金刚等［10］对于前列腺癌的研究也认为不同VEGF分级的ADC值间差异有统计学意义。本研究结果显示ADC值在胃癌VEGF不同分级间差异有统计学意义（P＜0.05），ADC值与VEGF分级呈负相关（r =-0.87，P＜0.05），与体内其他器官的研究报道一致。本研究中VEGF高表达者ADC值较低可能与肿瘤丰富的血供使肿瘤细胞迅速、大量繁殖，细胞密集，扩散受限程度增大有关。此外，新生血管可能存在的结构和功能异常增加了血流黏滞度和血流阻力，亦可使水分子扩散受限，使得ADC值进一步降低［11］。

3.3胃癌ADC值与分化程度的关系胃癌分化程度也是影响肿瘤侵袭性及患者预后的重要因素，分化程度低的肿瘤恶性度高，患者预后较差。本研究发现不同病理分化程度的胃癌ADC值有显著差异（P＜0.05），ADC值与胃癌分化程度呈正相关（r=0.45，P＜0.05）。胃癌低分化组ADC值较高中分化组明显降低，说明低分化组水分子扩散受限更为明显，与Liu等［12］的研究结论一致。研究表明分化程度越低的胃癌VEGF表达阳性率越高［13］，低分化胃癌新生血管生成活跃，一方面新生血管自身的异常结构使得水分子扩散受限，另一方面低分化肿瘤细胞繁殖迅速，肿瘤细胞核质比更高，细胞外间隙减小，使细胞更为密集，进一步导致水分子扩散受限，ADC值显著降低。

总之，ADC值与胃癌的VEGF表达及病理分化程度均具有显著相关性，说明利用DWI技术可以反映胃癌VEGF表达及病理分化程度，对治疗方案的选择和预后评估有重要的临床意义。本研究的局限性：①样本量较少，病例分布不均，结果有待进一步加大样本量进行验证。②ROI是人工勾画的，可能存在测量误差，有待于进一步改进测量方法。

［1］ Caivano R， Rabasco P， Lotumolo A， et al. Gastric cancer: The role of diffusion weighted imaging in the preoperative staging. Cancer Invest， 2014， 32（5）: 184-190.

［2］ Koh DM， Collins DJ. Diffusion-weighted MRI in the body: applications and challenges in oncology. Am J Roentgenol， 2007，188（6）: 1622-1635.

［3］ Avcu S， Arslan H， Unal O， et al. The role of diffusion-weighted MR imaging and ADC values in the diagnosis of gastric tumors. JBR-BTR， 2012， 95（1）: 1-5.

［4］ 李婷， 朱凯， 郭玉林， 等. 3.0 T MR扩散加权成像在不同分化程度胃癌中的诊断价值. 磁共振成像， 2014， 5（3）: 193-197.

［5］ Filippi CG， Edgar MA， Uluğ AM， et al. Appearance of meningiomas on diffusion-weighted images: correlating diffusion constants with histopathologic findings. Am J Neuroradiol， 2001， 22（1）: 65-72.

［6］ 汤群锋， 沈钧康， 冯一中， 等. 胃癌动态增强MRI表现与肿瘤血管形成关系的研究. 中华放射学杂志， 2004， 38（10）: 1075-1080.

［7］ 石燕， 陈丽， 王治宽， 等. Ⅰ～Ⅲ期胃癌中VEGF、HIF-1α和TGF-β1表达的临床意义及其预后价值. 临床肿瘤学杂志， 2013， 18（4）: 310-316.

［8］ Ichikura T， Tomimatsu S， Ohkura E， et al. Prognostic significance of the expression of vascular endothelial growth factor （VEGF） and VEGF-C in gastric carcinoma. J Surg Oncol， 2001， 78（2）: 132-137.

［9］ Aoyagi T， Shuto K， Okazumi S， et al. Apparent diffusion coefficient correlation with oesophageal tumour stroma and angiogenesis. Eur Radiol， 2012， 22（6）: 1172-1177.［10］ 刘金刚， 王滨， 王锡臻， 等. 磁共振弥散加权成像评估前列腺癌血管生成及血管内皮生长因子表达的价值研究. 中华男科学杂志， 2009， 15（5）: 403-408.

［11］ 王余， 彭鹏， 张宇新， 等. 磁共振扩散加权成像评价肝外胆管癌肿瘤血管生成及病理分级的价值. 临床放射学杂志，2014， 33（2）: 248-254.

［12］ Liu S， Guan W， Wang H， et al. Apparent diffusion coefficient value of gastric cancer by diffusion-weighted imaging: correlations with the histological differentiation and Lauren classification. Eur J Radiol， 2014， 83（12）: 2122-2128.

［13］ 刘长兵， 吴继锋. 胃癌中TGF-β1、HIF-1α、VEGF的表达及临床意义. 临床与实验病理学杂志， 2013， 29（7）: 733-736.

（本文编辑张晓舟）

Diffusion Weighted Imaging in Evaluation of Gastric Carcinoma Vascular Endothelial Growth Factor Expression and Pathologic Differentiation Degree

Purpose To explore the significance of diffusion weighted imaging （DWI） in assessment of biological behavior and malignant degree of gastric carcinoma angiogenesis by investigating the correlation of apparent diffusion coefficient （ADC） value with the expression of vascular endothelial growth factor （VEGF） and the degree of pathological differentiation of gastric carcinoma. Materials and Methods Clinical， pathological and radiological data of 28 patients with gastric carcinoma confirmed by pathology were retrospectively analyzed. VEGF expression of 28 cases of gastric carcinoma was detected by two pathologists using immunohistochemical staining method. Degree of pathological differentiation was analyzed. Correlation of ADC value with VEGF expression and pathological differentiation were analyzed. Results ADC values in the groups of different VEGF grading showed statistic different （P＜0.05）， which was negatively correlated with VEGF grading （P＜0.05）. ADC value showed negative correlation with differentiation degree of gastric carcinoma （r=-0.87， P＜0.05）. Conclusion ADC value is associated with VEGF expression and pathologic differentiation degree of gastric carcinoma. DWI may reflect gastric carcinoma VEGF expression level and pathologic differentiation degree.

Stomach neoplasms； Magnetic resonance imaging； Diffusion weighted imaging； Vascular endothelial growth factors； Pathology， surgical； Neovascularization，pathologic

10.3969/j.issn.1005-5185.2016.09.007

高雪梅

Department of MRI， the First Affiliated Hospital of Zhengzhou University， Zhengzhou 450052， China

Address Correspondence to: GAO Xuemei E-mail: gaoxuemei1964@163.com

R735.2；R445.2

2015-12-29

修回日期： 2016-02-26

中国医学影像学杂志

2016年 第24卷 第9期：666-668，673

Chinese Journal of Medical Imaging 2016 Volume 24 （9）: 666-668， 673