肺癌骨转移瘤的DCE-MRI成像特点及与循环肿瘤细胞的相关性研究

刘桂锋,苗莹莹，于绍楠,张淑华

(吉林大学中日联谊医院，吉林 长春130033)

肺癌骨转移瘤的DCE-MRI成像特点及与循环肿瘤细胞的相关性研究

刘桂锋,苗莹莹，于绍楠,张淑华*

(吉林大学中日联谊医院，吉林 长春130033)

肺癌是目前最常见的恶性肿瘤之一，发病率高，恶性程度也高，很多病人发现明显症状时已经是肺癌中晚期，可出现各个不同脏器的转移，其中最常发生转移的部位就是骨骼系统。DCE-MRI可以多参数成像，通过各种参数及曲线类型反映肿瘤组织内血流灌注特征，显示其血管分布情况。而基于肿瘤细胞播散理论， 检测循环肿瘤细胞(CTC)可发现肿瘤的早期转移。本研究旨在研究DCE-MRI相关参数与循环肿瘤细胞的相关性。

1 对象和方法

1.1 研究对象

本研究选取我院2014年5月-2015年5月期间肺癌患者36例，年龄46-68岁，平均年龄57岁，其中男性20例，女性16例。36例患者中，19例经CT、常规MRI或PET确诊存在骨转移，17例经PET扫描未发现骨转移情况。19例肺癌骨转移患者，对骨转移部位进行DCE-MRI检查，17例未发现骨转移的肺癌患者进行腰椎DCE-MRI扫描，两组均进行血液学检测循环肿瘤细胞并进行记数。

1.2 方法

1.2.1 DCE-MRI检查方法及数据处理 使用体部相控阵线圈，应用Siemens 3.0T MAGNETOM Trio Tim磁共振扫描仪进行扫描。采用轴位、冠状位T1WI、PD，以及T1 vibe 冠状位压脂动态增强。T1 vibe 冠状位压脂动态增强扫描方法：首先设置3°、6°、9°、12°、15°翻转角进行扫描，先扫描蒙片，参数为TR5.00ms，TE1.77ms，层厚3 mm，矩阵192×154，然后进行动态增强扫描，以每个时相9秒的速度连续扫描30个时相，总时间270秒。对比剂使用欧乃影 (Gd-DTPA- BMA)，采用高压注射器对比剂团注法，剂量0.1 mmol/kg，流率2 ml/s。将扫描的原始图像数据传至Omni-Kinetics (GE Healthcare)后处理系统，使用两室Tofts模型计算，由两名具备5年影像诊断经验的医生对图像进行数据分析。肺癌骨转移患者，挑选肿瘤强化最明显的实质部分，划定圆形感兴趣区，感兴趣区的大小约 25-80 mm2。肺癌未见骨转移患者，与髂骨处划定圆形感兴趣区，感兴趣区的大小约 25-80mm2。所有病例观察指标为容积转运常数(Ktrans)、细胞外间隙分数(Ve)、血浆分数(Vp)。

1.2.2 循环肿瘤细胞检测 所有患者经肘静脉采血，取7 ml血放入含有EDTA抗凝剂的BD容量管中。血样静置，保存于4℃环境，并在24小时内完成实验。分离循环肿瘤细胞，循环肿瘤细胞使用免疫荧光法证实，在荧光显微镜下，使用细胞计数板(C-chip,DBT)来计数。

1.3 统计学分析

应用SPSS17.0软件进行分析，对36例患者的DCE-MRI参数与循环肿瘤细胞进行Pearson相关分析，全部数据均用平均值±标准差表示。

2 结果

2.1 肺癌骨转移组与肺癌无骨转移组DCE-MRI各指标比较 表1结果显示， 肺癌骨转移组Ktrans、Ve、Vp高于肺癌无骨转移组，且二组之间具有统计学差异。

表1 肺癌骨转移组与肺癌无骨转移组DCE-MRI各指标比较

2.2 肺癌骨转移组与肺癌无骨转移组循环肿瘤细胞比较 肺癌骨转移组所有患者循环肿瘤细胞计数均大于2，其中4例为5-7，而肺癌无骨转移组1例患者循环肿瘤细胞大于2，其余患者均未发现循环肿瘤细胞。2.3 肺癌骨转移患者DCE-MRI各参数与循环肿瘤细胞的相关性 表2结果显示，Ktrans与循环肿瘤细胞间显著正相关，Ve、Vp与循环肿瘤细胞无相关性。

表2 肺癌骨转移患者DCE-MRI各参数与循环肿瘤细胞的相关性

3 讨论

DCE-MRI的原理是静脉注入钆对比剂后，对选定层面通过连续多次T1加权成像，以获得该层面每一像素点的时间-密度曲线，其曲线反映的是对比剂在该器官中浓度的动态变化，从而用于评估病灶局部的生理和功能学改变。采集组织T1弛豫时间的动态变化参数，对其进行定量分析。反映血流动力学动态变化的量化参数包括：Ktrans(min-1)，代表对比剂分子从血管内向细胞外间隙的通过率； Ve，血管外细胞外间隙对比剂的容积分数 (= Ktrans / kep) ，代表对比剂漏出的间隙或分布间隙；Vp，代表血管内的对比剂容积。本研究是以“两室”数学模型为依据，应用Omni-Kinetics (GE Healthcare)软件计算各参数，其“两室”分别为血管内为中央室，血管外细胞外间隙为周边室。Ktrans、Ve、Vp可以反映骨转移瘤的异质性特性，在本研究中显示，Ktrans、Ve、Vp肺癌骨转移组均高于肺癌非骨转移组，这和一些学者对于肿瘤的研究结果相符，即Ktrans可以作为微血管通透性的定量指标[1,2]，且具有可重复性。Ve则提示坏死及组织细胞化程度，随着数值增大，表示血管外细胞外间隙容积越大，提示细胞化程度越低或坏死程度越高[3]。

由于实体肿瘤外周血中检测到CTCs 是转移发生的必要条件， 说明循环肿瘤细胞与肿瘤转移发生关系密切[4]。肿瘤细胞存在于机体中，常处于休眠状态。当内外环境刺激机体时， 肿瘤细胞被激活，形成微小病灶并增殖， 穿过基底膜， 进入组织，在新的组织中增殖。在本研究中显示，肺癌骨转移患者循环肿瘤细胞计数均大于2，其中4例达到5-7个，而肺癌无骨转移瘤患者仅有1例循环肿瘤细胞大于2，其余患者均未发现循环肿瘤细胞，也就是说，循环肿瘤细胞的出现促进了骨转移的出现。

在循环肿瘤细胞计数与DCE-MRI相关参数相关性研究中发现，Ktrans与循环肿瘤细胞具有正相关性，可能原因是肺癌骨转移病灶微血管通透性增加，病灶微环境发生改变，循环肿瘤细胞易于穿过基底膜所致。

在该研究中，肺癌无骨转移组中有1例循环肿瘤细胞大于2个，虽然该患者未发现骨转移病灶，但也存在潜在风险，或者已经发生早期骨转移，但是临床相关检查未发现转移灶。

综上所述，DCE-MRI可以量化评估肺癌骨转移的血管通透性及细胞化程度、坏死程度。今后，我们研究的方向就是如何在未出现明显骨转移病灶之前，就利用DCE-MRI的方法对早期转移灶进行诊断，提早干预治疗。

[1]Prtankar TF,Haoon HA,Mills SJ,et al.Is volume transfer coefficient (Ktrans) related to histologic grade in human gliomas [J].AJNR,2005,26(10):2455.

[2]Zhang N,Zhang L,Qiu B,et al.Correlation of volume transfer coefficient Ktrans with histopathologic grades of gliomas[J].J Magn Reson Imaging,2012,36(2):355.

[3]Huang B,Wong CS,Whitcher B，et al.Dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging for characterizing nasopharyngeal carcinoma:comparison of semiquantitative and quantitative parameters and correlation with tumour stage[J].Eur Radiol,2013,23:1495.

[4]Maestro LM， Sastre J， Rafael SB，et al．Circulating tumor cells in solid tumor in metastatic and localized stages[J]．Anticancer Res，2009， 29(11):4839.

吉林省教育厅十三五科学技术研究项目[吉教科合字(2016)第467号]

*通讯作者

1007-4287(2017)09-1347-03

2016-03-25)