3.0T MRI水通道蛋白分子成像定量参数对胰腺癌的诊断价值研究

吴盛赞 汪建华

[摘要] 目的 探讨3.0T MRI水通道蛋白分子成像定量参数对胰腺癌的诊断价值。 方法 选取2017年9月～2018年10月我院收治的胰腺癌患者35例作为研究对象。采用GE Discovery MR75 3.0T磁共振扫描仪检测患者肿瘤组织和非肿瘤组织的水通道蛋白扩散系数（ADCAQPs）、纯扩散系数（ADCslow）和分布扩散系数（DDC），比较肿瘤组织和非肿瘤组织各参数差异及各参数对不同组织的鉴别能力。 结果 肿瘤组织的ADCAQPs和ADCslow参数值显著高于非肿瘤组织，DDC值显著低于非肿瘤组织，差异有统计学意义（P<0.05）;与ADCslow和DDC比较，ADCAQPs参数对肿瘤组织和非肿瘤组织的鉴别能力最高;在胰腺癌组织中，ADCAQPs值和ADCslow值呈正相关，和DDC值呈负相关。结论 ADCAQPs是鉴别胰腺癌组织和非胰腺癌组织的最佳参数，3.0T MRI水通道蛋白分子成像可做为早期胰腺癌无创诊断的首选方法。

[关键词] 胰腺癌;磁共振成像;水通道蛋白;纯扩散系数;分布扩散系数

[中图分类号] R445.2;R735.9          [文献标识码] B          [文章编号] 1673-9701（2020）04-0133-03

Diagnostic Value of 3.0T MRI Aquaporin Molecular Imaging Quantitative Parameters for Pancreatic Cancer

WU Shengzan   WANG Jianhua

Department of Radiology， Affiliated Hospital of Ningbo University Medical College， Ningbo   315000， China

[Abstract] Objective To explore the diagnostic value of 3.0T MRI aquaporin molecular imaging quantitative parameters for pancreatic cancer. Methods A total of 35 patients with pancreatic cancer admitted to our hospital from September 2017 to October 2018 were enrolled. The aquaporin diffusion coefficient（ADCAQPs）， pure diffusion coefficient（ADCslow）， and distribution diffusion coefficient（DDC） of tumor and non-tumor tissues of patients were measured using a GE Discovery MR75 3.0T magnetic resonance scanner to compare the difference between each parameter of the tumor tissue and the non-tumor tissue and the ability of each parameter to identify different tissues. Results The ADCAQPs and ADCslow parameters of tumor tissues were significantly higher than those of non-tumor tissues， and the DDC values were significantly lower than those of non-tumor tissues（P<0.05）. Compared with ADCslow and DDC， the ADCAQPs parameter had the highest ability to distinguish between tumor tissue and non-tumor tissue. In pancreatic cancer tissues， ADCAQPs values were positively correlated with ADCslow values and negatively correlated with DDC values. Conclusion ADCAQPs are the best parameters for identifying pancreatic cancer tissues and non-pancreatic cancer tissues. 3.0T MRI aquaporin molecular imaging can be used as the first choice for non-invasive diagnosis of early pancreatic cancer.

[Key words] Pancreatic cancer; Magnetic resonance imaging; Aquaporin; Pure diffusion coefficient; Distribution diffusion coefficient

胰腺癌屬于消化系统恶性肿瘤，约90%的胰腺癌起源于腺管上皮，在临床上的预后较差，5年生存率低于1%[1，2]。目前临床上对胰腺癌患者的治疗主要以手术为主，放化疗为辅，但是由于胰腺癌在早期的症状不明显，并且缺乏特异性的标志物，因此约有75%的患者在发现时已到晚期，错过了最佳手术时机[3]，导致手术根除率较低[4]。因此，寻找胰腺癌的早期诊断方法尤为重要。水通道蛋白磁共振分子成像技术（Aquaporin magnetic resonance imaging，AQP MRI）是近年来提出的一种基于AQPs的全新MRI技术，其在获得分子谱数据的基础上进一步获得细胞膜上的AQPs信息[5]。有研究认为AQP MRI技术可用于胰腺癌的诊断[6]，但临床研究较少，因此本文进行了此次研究，以探讨3.0T MRI水通道蛋白分子成像定量参数对胰腺癌的诊断价值，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2017年9月～2018年10月我院收治的胰腺癌患者35例作为研究对象。所有患者均经影像学检查，确诊为胰腺癌。其中男21例，女14例，年龄23～67岁，平均（48.5±16.3）岁。本次研究经我院伦理委员会批准，且所有患者或其家属均签署知情同意书。

1.2 方法

所有患者在检查前一天的晚上口服番泻叶以清洁肠道，检查前禁食禁饮4 h。采用GE Discovery MR 75 3.0T磁共振扫描仪，对患者进行胰腺的常规MRI扫描。横轴面T1WI采用LAVA-Flex序列扫描，横轴面T2WI采用fast spin echo序列扫描，二者的范围均包括整个胰腺。T1WI的扫描参数为：TE 1.6 ms，TR 4.3 ms，层厚4 mm，层间距0 mm，扫描时间11 s;T2WI的扫描参数为：TE 70 ms，TR 10000 ms，层厚4 mm，层间距0.5 mm，扫描时间2～4min;多b值DWI应用echo plane imaging序列进行横轴面DWI的扫描，扫描参数为：TE设最小值，TR 6600 ms，层厚4 mm，层间距1.0 mm，扫描时间10～14 min，扫描范围为整个胰腺。

将采集到的数据导入到GE Discovery MR75 3.0T磁共振扫描仪自带的工作站GE Advantage Windows 4.6中，使用其自带的MADC软件对数据进行处理分析，得到ADCAQPs、ADCslow和DDC参数图;在肿瘤组织和癌旁胰腺组织对比显示最清晰的b值序列DWI图上勾画出三个不同的兴趣区，相同部位的形状和大小一致的兴趣区会自动匹配到相同层面的ADCAQPs、ADCslow和DDC参数图上。分别记录肿瘤组织和非肿瘤组织的各个参数，以三次测量的平均值为最终结果。

1.3 统计学方法

采用SPSS22.0统计学软件进行分析，计量资料用（x±s）表示，采用t检验，P<0.05为差异有统计学意义;采用ROC曲线评估ADCAQPs、ADCslow和DDC值对肿瘤组织和非肿瘤组织的鉴别能力;ADCAQPs、ADCslow和DDC三个参数的相关性分析采用非参数Spearman检验。

2 结果

2.1 肿瘤组织和非肿瘤组织各参数值比较

本研究结果表明，肿瘤组织ADCAQPs和ADCslow值显著高于非肿瘤组织，DDC值显著低于非肿瘤组织，差异有统计学意义（P<0.05）。见表1。

2.2 各参数鉴别肿瘤组织和非肿瘤组织ROC曲线分析

本研究结果表明，ADCAQPs参数对肿瘤组织和非肿瘤组织的鉴别能力显著高于ADCslow和DDC参数，差异有统计学意义（P<0.05）。当ADCAQPs≥0.341 μm2/ms时，对肿瘤组织和非肿瘤组织鉴别的特异度和灵敏度最高。见表2。

2.3 肿瘤组织三个参数的相关性分析

本研究结果表明，在胰腺癌组织中，ADCAQPs值和ADCslow值呈正相关（r=0.376，P=0.025），和DDC值呈负相关（r=-0.249，P=0.018）。

3 讨论

AQPs是一种高度保守的跨膜转运蛋白，对水分子具有高度的选择通透性，其广泛的分布于各个组织器官，介导各种不同细胞膜上水分子的跨膜转运，对维持机体内渗透压具有重要意义[7]。随着对AQPs研究的不断深入，发现在某些病理状态下，如肿瘤的血管生成等，AQPs表达和分布会发生变化[8-9]，意味着AQPs表达的异常，可能与恶性肿瘤的发生发展有着密切的联系[10-12]，因此对其分布、功能和数量的调控对预防和治疗疾病有一定的意义。以往有研究表明，AQPs的表达与胰腺癌的瘤体直径、分化程度密切相关[13]，Shimizu H等[14]的研究结果表明，AQPs的表达与食管癌患者的肿瘤大小、肿瘤病理类型及治疗后的复发有关。

AQP MRI是近年来提出的一种基于AQPs的全新MRI技術，其在获得分子谱数据的基础上进一步获得细胞膜上的AQPs信息[5]。MRI AQP技术不同于传统的水扩散加权成像（Diffusion weighted imaging，DWI）技术，传统的DWI技术是以布朗运动为基础，认为组织中的水分子是呈不规则运动，无迹可寻，但是随着AQPs研究的深入，传统的DWI技术原理受到了质疑。建立在AQPs理论基础上的MRI AQP分子成像技术，使得多b值DWI水通道蛋白分子成像技术显示其分子信息成为可能[15]。Bai Y等[16]对胶质瘤的研究显示，应用MRI水通道蛋白分子成像技术获得的胶质瘤图像可反应胶质瘤分级。李秋菊等[17]研究显示，高b值DWI成像能够显示AQPs在细胞膜上的分布情况，MRI水通道蛋白分子成像技术能够反应水分子跨膜转运的特征。李加慧等[18]将多b值DWI成像技术应用于离体红细胞的研究结果显示，在b值>1700 s/mm2时，水分子信号主要来自于其跨膜转运产生的信号，自由扩散所产生的信号基本可忽略不计。

胰腺癌是一种恶性程度极高，同时又缺乏特异性临床表现的消化系统恶性肿瘤，具有发现晚、预后极差等特点，流行病学显示，胰腺癌的发病率和死亡率逐年上升[19]。本研究结果表明，肿瘤组织的ADCAQPs值和ADCslow值显著高于非肿瘤组织，DDC值显著低于非肿瘤组织，差异有统计学意义（P<0.05）;对于肿瘤组织和非肿瘤组织的鉴别来说，ADCAQPs值具有最高的诊断效能。Anderson SW等[20]研究表明，多b值DWI技术用于临床诊断时，采用的b值范围越高，组织内的水分子特征性信息反映组织病变的潜力越高，本次研究与其结果一致。

综上所述，ADCAQPs是鉴别胰腺癌组织和非胰腺癌组织的最佳参数，3.0T MRI水通道蛋白分子成像可做为早期胰腺癌无创诊断的首选方法。但在本研究中，未考虑肿瘤相关性的胰腺组织萎缩或是胰腺炎对非肿瘤组织各参数的影响，同时由于本研究样本量较小，病理结果较少，因此仍有待进一步研究。