能谱CT评价兔VX2肝癌抗血管生成治疗的实验研究

王明月，周悦，董军强，高剑波

郑州大学第一附属医院 放射科，河南郑州 450052

能谱CT评价兔VX2肝癌抗血管生成治疗的实验研究

王明月，周悦，董军强，高剑波

郑州大学第一附属医院 放射科，河南郑州 450052

目的分析能谱CT对兔VX2肝癌模型抗血管生成疗效评估的价值。方法将开腹种植成功的68只肝癌模型，平均分为2组，对照组于移植瘤术后14 d开始，每天静脉注射和治疗组相同剂量安慰剂，生理盐水，连续注射7 d。治疗组每天静脉注射重组入血管内皮抑制素连续注射7 d。对建模成功的两组兔VX2肝移植瘤在种植后14 d、21 d均行能谱扫描。将重建图像数据传输到影像后处理工作站进行分析。在碘基图上定量测量肿瘤区域、邻近无瘤肝组织、腹主动脉的碘含量，分别计算标准化碘含量（NIC），比较治疗前后，肿瘤区域之间标准化碘含量的差异。结果治疗前，实验组、对照组肿瘤组织NIC均大于邻近无瘤肝组织，之间的差异具有统计学意义（P＜0.05），而实验组和对照组之间无统计学差异。重组人血管内皮抑制素（Endostar，恩度）治疗后，治疗组肿瘤区域NIC小于对照组，并且小于治疗前肿瘤区域NIC，差异有统计学意义（P＜0.05）。结论重组人血管内皮抑制素（恩度）表现出明显的抑制肿瘤血管生成作用，在化疗的过程可通过能谱扫描评价抗血管治疗的效果。

兔VX2肝癌模型；能谱CT；碘含量；血管内皮抑制素；肿瘤血管生成

能谱CT（Energy Computed Tomography，Energy CT）是利用物质在不同能量X线下所吸收的剂量不同，从而提供比常规CT更多的影像信息[1]。可以通过能谱分析和基物质密度图像。例如，“碘-水”，用来分析组织病理学信息，并对其进行定性、定量分析。在本实验欲通过能谱扫描中标准化碘含量（Normalized Iodine Concentrations，NIC）的变化与兔VX2肝癌模型的血供变化的关系，来评价抗血管治疗的疗效，为临床研究提供更好的诊断及评价肿瘤抗血管治疗疗效的无创的影像学评价手段和方法。

1 材料与方法

1.1 实验动物

经郑州大学实验动物伦理委员会批准。由河南省实验动物中心提供新西兰大白兔68只，体重2.6～2.9 kg，雌雄不限。VX2荷瘤兔购置于中山大学动物实验中心。

1.2 肝癌模型的建立

动物需术前12 h禁食，4 h禁水。采用开腹种植接种瘤组织块的方法进行兔VX2肝移植瘤模型的种植，所有模型均由同一组医师（1名外科主治医师，1名住院医师）进行。于剑突下1 cm腹部正中线逐层切开，切开皮肤后，结扎手术区域腹壁血管，于结扎线中间，进一步切开，刀口长约1.5 cm。开腹后，可见肝左叶位于切口正下方，用无菌纱布轻轻拉出肝脏，用无齿钳在肝左叶打一小斜行隧道，深约4 mm。棉签轻压止血后，用眼科镊将瘤块置于隧道底部，然后夹取2 mm×2 mm大小明胶海绵1小块植入隧道内。填塞后，用组织胶粘合隧道口，并腹腔喷晒4万单位庆大霉素，逐层缝合关腹。碘伏消毒手术区域。术后肌肉注射庆大霉素8万单位，连续3 d。

1.3 实验方法

68只成功种植的模型兔平均随机分为两组：生理盐水滴注对照组（B组）和抗血管生成药（恩度）治疗组（A组）每组34只。于种植后14 d均做CT能谱扫描（Gemstone Spectral Imaging，GSI）成像。扫描后，动物苏醒后，将恩度和生理盐水均采用耳缘静脉滴注的方法，按照3 mg/kg的剂量进行注射，连续注射7 d。每天滴注完毕后，拔出留置针，将实验动物放回实验笼内，由专门的饲养人员饲养。种植后21 d（治疗后7 d）对所有移植瘤模型做能谱CT扫描。用药及后续观测采用单盲法进行，给药人员在治疗及观侧整个过程中不知道动物具体的分组用药情况。

1.4 检查设备

GE Discovery CT750 HD 扫描仪进行扫描。先扫平扫，然后进行三期增强扫描，采用能谱模式采集图像。管电压：80 kVp和140 kVp快速瞬时切换；管电流，采用管电流选择在噪声指数（Noise Index，NI=8.0）的条件下选择Auto mA。层厚与层间距均为5 mm，转速为0.6 s/rot，螺距0.984：1。检测血管选择腹主动脉，采用智能追踪技术（Smart Prep）触发扫描，监测扫描间延迟（Monitoring ISD）选择2.0。

1.5 GSI能谱分析

感兴趣区（ROI）选择在肿瘤组织和邻近无瘤肝组织，注意感兴趣选取时要避开大血管，肿瘤感兴趣选取时要选择肿瘤周边强化明显的区域，尽量避开液化坏死，并尽可能多的包括肿瘤组织。在生成的碘基图上连续三个层面测量肿瘤组织、邻近无瘤肝组织的碘含量ICtICl以及相应层面腹主动脉的碘含量ICaa。每个层面均测量三次，取平均值。然后计算分别计算治疗前后标准化碘含量（Normalized Iodine Concentrations，NIC）计算公式为NIC=ICROI/ICaa，标准化碘含量为感兴趣区的碘含量与同层面腹主动脉碘含量的比值。

1.6 统计学方法

采用SPSS 16.0统计分析软件，对模型种植后14、21 d肿瘤组织以及无瘤肝组织标准化碘含量（NIC）采用两个独立样本的t检验。治疗后治疗组、对照组肿瘤组织的标准化碘含量分别比较采用两个独立样本的t检验。以P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

从建模后14 d到治疗后，治疗组肿瘤的大小无明显变化，而对照组肿瘤体积明显增大，部分肝癌模型出现腹水、转移征象（图1）。

图1 能谱CT图像

实验组、对照组肿瘤组织和无瘤肝组织的NIC比较差异具有统计学意义（P＜0.05）。治疗前（建模后14 d）分别比较试验组、对照组肿瘤组织的标准化碘含量（NIC）和无瘤肝组织的NIC，均无统计学差异（P＞0.05）。治疗后，治疗组肿瘤区域和无瘤肝组织区域的NIC均较对照组减低（P＜0.001）（表1，图2）。

表1对照组和实验组，在治疗前和治疗后7 d前肿瘤组织和正常肝组织碘含量比较

图2 对照组、实验组治疗前后肿瘤组织、正常肝组织碘含量

治疗后，治疗组肿瘤区域的NIC（0.570±0.029）较治疗前（0.725±0.073）明显减低（P＜0.001），而无瘤肝组织区域的NIC（0.482±0.046）较治疗前（0.487±0.043）无明显差异（P＞0.05）。对照组肿瘤区域与无瘤肝组织的NIC较治疗前均增高。

3 讨论

病变的血流动力学变化是诊断疾病及判断预后的重要因素之一[2]，肿瘤的血管对于肿瘤的生长有着非常重要的作用，肿瘤实质中只有拥有大量的供血血管时，肿瘤才能持续生长，如果肿瘤的供血血管减少，肿瘤的生长就会受到明显的抑制，甚至出现凋亡和坏死，影像学中对于判断肿瘤的血流动力学变化，以往文献中报道[3-4]有灌注成像，灌注成像的缺点是辐射剂量较高，对于肝癌化疗后需多次影像学检查判断化疗效果的患者，增加了风险。李剑颖[5]指出能谱CT是通过后处理软件处理在不同基物质的条件下例如碘-水，实现物质分析，在碘基图上可以测量碘含量。双源CT的体模实验[6-8]以及大量的临床实践已证实通过相应软件可以获得组织器官以及病变的碘含量，碘含量值和血管生成因子之间有一定的相关性。本实验通过动物实验建立肝癌模型，并采用抗肿瘤血管生成药物重组人血管内皮抑制素（Endostar，恩度）进行干预，在能谱CT上做了能谱分析，通过测得标准化碘含量（NIC）判断在治疗过程中肝癌的血流动力学。

本实验结果显示，动脉期，实验组、对照组肿瘤组织的NIC均高于邻近无瘤肝组织的NIC，肝癌模型中移植瘤是肝动脉供血，动脉期，移植瘤的血供较邻近无瘤肝组织血供丰富。治疗后，治疗组肿瘤区域的NIC 较对照组减低，且较治疗前减低，而对照组肿瘤区域的NIC较治疗前增高，说明重组人血管内皮抑制素有抗血管生成的作用。对照组邻近无瘤肝组织较治疗前NIC升高，是因为，无抗血管生成药物的干预，移植瘤的血管生成向邻近正常肝组织浸润。本研究结果能很好的为肝癌抗血管治疗中血流动力学变化提供影像学信息。

随着更先进的影像扫描设备及后处理软件的开发应用，特别是高空间分辨率的多层螺旋CT成像及能谱单能量成像有助于肝脏小病灶的检出，同时联合功能学变化信息，能谱CT将会有更广阔的临床应用前景。

[1] 张晓鹏.探索的精神与乐趣-CT能谱成像临床应用研究中的思考[J].中华放射学杂志,2011,45(8):709-712.

[2] 王建强,黄缘.JAK-STAT信号通路在肝癌发生发展中作用的研究进展[J].世界华人消化杂志,2013,21(21):2051-2056.

[3] 马国林,姜慧杰,陈敏.肝癌结节血液动力学变化多层螺旋CT灌注成像观察[J].中华医学杂志,2013,93(15):1146-1149.

[4] Wright KC,Ravoori MK,Dixon KA,et al.Perfusion CT Assessment of Tissue Hemodynamics Following Hepatic Arterial Infusion of Increasing Doses of Angiotensin II in a Rabbit Liver Tumor Model[J].Radiology,2011,260(3):718-726.

[5] 李剑颖.CT能量成像技术进展与临床应用[J].JCT,2010,11(4):10-13.

[6] 田志辉,王琦,时高峰,等.双能CT测定体模碘含量[J].中国医学影像学技术,2012,28(7):1406-1410.

[7] 刘静红,刘爱连.多层螺旋CT成像对于胆囊动脉的评价[J].临床放射学杂志,2012,31(5):754-756.

[8] 吴青霞,朱绍成,谢瑞刚,等.应用低管电压能谱CT成像降低肾动脉CTA对比剂用量[J].中国医学影像技术,2013,29(2):280-284.

Experimental Study on the Evaluation of Anti-Angiogenesis Therapy in Rabbit VX2 Liver Cancers by Spectrum CT

WANG Ming-yue, ZHOU Yue, DONG Jun-qiang, GAO Jian-bo
Department of Radiology, the First Affiliated Hospital of Zhengzhou University, Zhengzhou Henan 450052, China

ObjectiveTo explore the effectiveness of application of the spectral CT for the treatment of endostatin of the rabbit VX2 liver cancer model.MethodsThe 68 rabbits with VX2 liver tumors were randomly and evenly divided into Control Group and Trial Group with 34 rabbits in either group. From the 14 d after tumor transplantation, Group A was injected with endostain at the dose of 0.3 mg/kg continuously for 7 d; while, Group B was injected with saline and endostain at the same dose of 0.3 mg/kg with Group A continuously for 7 d, The rabbits were scanned to obtain gemstone spectral images. The reconstructed image data were transmitted to the image processing workstation for analysis. The iodine content of the tumor, area without tumor and the abdominal aorta were measured in the iodine map to calculate NIC (Normalized Iodine Concentrations). And the pre- and post-treatment NIC was compared.ResultsThe NIC of the tumor tissue in both Group A and Group B were higher than the liver tissue without tumor, with statistically significant difference (P＜0.05). After the endostatin Endostar treatment, the NIC of tumor of Trail Group was less than that of Control Group, and less than pre-trestment NIC, with statistically significant (P＜0.05).ConclusionThe endostain Endosar showed obvious antiangiogenic effects in spectrum CT scan to evaluate the tumor angiogenesis and the effect of the anti-angiogenesis therapy.

rabbit VX2 liver cancer model; spectral computed tomography; iodine content; endostatin; tumor angiogenesis

R735.7

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.07.006

1674-1633(2016)07-0019-03

2015-12-28

河南省医学科技攻关项目（201204008）。

高剑波，教授。

通讯作者邮箱：cjr.gaojianbo@vip.163.com