胶质瘤DTI量化参数与Ki-67，p53表达的相关性

王子文，胡声，张兰，崔志明，杨虹，2

(1.浙江大学医学院附属第四医院 放射科，浙江 义乌，322000；2.浙江大学医学院附属第一医院 放射科，浙江 杭州，310003)

准确地判断脑胶质瘤肿瘤增殖情况对辨别肿瘤的恶性程度、指导肿瘤治疗方案的设计、评估患者的预后有显著的临床意义[1]。Ki-67的表达程度被认为是评估细胞增殖情况的重要标志之一，其表达的高、低能够反映肿瘤恶性程度及评估预后[2]；抑制肿瘤细胞增殖的野生型p53的缺失或突变可导致正常组织细胞向恶性转化，使肿瘤细胞无限增殖。所以，评估Ki-67，p53表达程度对了解肿瘤发生、发展的过程及评估患者预后具有重要的临床价值，但病理免疫组织化学技术检测需要通过立体定向活检或开颅手术来获得组织样本，具有一定创伤性，缺乏一定术前指导意义。

研究[3-5]表明非侵入性影像学成像技术磁共振弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)能够鉴别胶质瘤病理级别，应用弥散张量纤维束成像(diffusion tensor tractography，DTT)术前观测肿瘤与其周围脑白质纤维束的关系，不仅可以指导手术通路选择，还能够起到术前评估的作用。目前DTI量化参数rADC，rFA值与Ki-67相关性研究较多，但结合p53表达程度的综合研究相对较少。本研究对胶质瘤肿瘤实质rADC，rFA值与Ki-67，p53表达程度的相关性进行初步研究，旨在为利用DTI量化参数rADC，rFA值在术前无创评估胶质瘤肿瘤实质Ki-67，p53表达情况提供依据。

1 资料与方法

1.1 临床资料

回顾性分析我院2015年10月至2018年11月经病理证实为胶质瘤的30例患者的病历资料(男14例，女16例；年龄14～69岁，平均46.37岁)。据WHO中枢神经系统肿瘤分类标准(2007年)，将患者分成两组：低级别组(Ⅰ和Ⅱ级)14例，高级别组(Ⅲ和Ⅳ级)16例。本研究经过本院伦理委员会批准通过。

1.2 方法

1.2.1 检查方法

采用德国西门子Verio 3.0T磁共振扫描仪，头部8通道专用线圈。对30例患者术前行T1WI，T2WI，T2 Flair，DTI及对比增强扫描，见图1和图2，检查前均向患者及其家属说明注意事项并签署知情同意书。

(a) 左侧额叶病灶未见明显强化；(b) ADC图，病灶表现为稍高信号，病灶区rADC值为2.413；(c) FA图，瘤周神经纤维束推移，病灶区rFA值为0.208图1 患者女，左侧额颞叶星形细胞瘤Ⅱ级Fig.1 Female patient with left frontotemporal astrocytoma grade Ⅱ

(a) 右侧额颞叶病灶见明显不规则环形强化；(b) ADC图，病灶表现为稍高信号，病灶区rADC值为1.638；(c) FA图，瘤周神经纤维束可见破坏，病灶区rFA值为0.423图2 患者女，右侧额颞叶胶质母细胞瘤Fig.2 Female patient with right frontotemporal glioblastoma

常规MRI平扫扫描参数：

(1)采用TIRM序列，轴位、矢状位T1WI，TR=1 900 ms，TE=9 ms，扫描层厚5 mm，层间距 1 mm，层数 21，视野(FOV)220 mm×220 mm，矩阵256×256，激励次数(NEX)1。

(2)采用TSE序列，轴位、冠状位T2WI，TR=6 000 ms，TE=96 ms，扫描层厚5 mm，层间距 1 mm，层数21，FOV 220 mm×220 mm，矩阵256×256，NEX 1。

(3)采用TIRM序列，轴位T2 Flair，TR=8 800 ms，TE=94 ms，TI=2 500 ms，扫描层厚5 mm，层间距1 mm，层数21，FOV 220 mm×220 mm，矩阵256×256，NEX 1。

干丝瓜→去皮→水洗→碱煮 （10%NaOH，98℃，2 h）→漂白 （10%H2O2、过氧化氢稳定剂，50℃，2 h）→水洗→燥干至恒重 （100℃）

常规MRI增强扫描参数：采用TIRM序列，矢状位、轴位、冠状位增强T1WI，TR=350 ms，TE=2.48 ms，层厚4 mm，层间距1 mm，层数21，FOV 230 mm×230 mm，矩阵256×256，NEX 1。经肘前静脉注射造影剂钆喷酸葡胺(Gd-DTPA)，注射剂量0.1 mmoL/kg，注射流率3.0 mL/s。

DTI扫描参数：采用EPI序列，TR=3 600 ms，TE=95 ms，层厚3 mm，FOV为230 mm×230 mm，矩阵128×128，30个方向，b值0，1 000。

1.2.2 图像分析方法

采用西门子Verio 3.0T MRI扫描仪配套工作站所配备的DTI分析软件Neuro 3D对扫描图像进行后处理获得的ADC图、FA图，由2位高年资影像科医师手动设置ROI，ROI范围约10 mm×10 mm，包括肿瘤实质区(增强图像上肿瘤强化且无囊变坏死区域)、肿瘤镜像正常脑实质区，ROI选取应尽量避开脑池、脑室、血管等解剖部位及肿瘤坏死、出血等区域。

为减小不同个体间差异导致的误差，肿瘤实质区、肿瘤镜像正常脑实质区ADC，FA值分别测量3次，取平均值，计算标准化肿瘤实质区rADC，rFA值，标准化公式为rADC=ADC肿瘤实质区/ADC肿瘤镜像正常脑实质区，rFA=FA肿瘤实质区/FA肿瘤镜像正常脑实质区。

1.2.3 病理切片制作和免疫组化染色及分析方法

病理切片制作：选取患者存档的石蜡标本，连续切片5张，层厚2 μm，采用免疫组织化学链霉菌抗生物素蛋白-过氧化物酶法(streptavidin-peroxidasemethod，SP法)对切片行免疫组织化学染色。Ki-67，p53阳性表达为棕黄色。任意确定3个高倍可视范围(×400倍)，在每个可视范围内统计阳性细胞的数目。计算阳性百分率，阳性百分率=阳性表达细胞数/视野区总细胞数取平均值。分别将Ki-67，p53表达程度分4组：阴性及低、中、高组分别为0%(-)，<25%(+)，25%～50%(++)和>50%(+++)。

1.3 统计学处理

2 结果

2.1 高、低级别组胶质瘤肿瘤实质rADC，rFA比较

在30例胶质瘤患者中，高级别组胶质瘤肿瘤实质rADC值低于低级别组，高级别组胶质瘤肿瘤实质rFA值高于低级别组，差异均具有统计学意义(P<0.05)，见表1。

表1 高、低级别组胶质瘤肿瘤实质rADC，rFA值比较Table 1 Comparison of rADC and rFA values of glioma tumor parenchyma between the high grade group and the low grade group

2.2 高、低级别组胶质瘤Ki-67，p53表达程度的比较

高、低级别组胶质瘤之间的Ki-67，p53表达程度比较，经统计学分析，差异均具有统计学意义(P<0.05)，见表2。

表2 高、低级别组胶质瘤Ki-67和p53表达程度的比较Table 2 Comparison of Ki-67 and p53 expression levels between the high grade group and the low grade group

2.3 Ki-67表达和p53表达程度的关系

Ki-67表达和p53表达程度呈正相关，rs值为0.390，差异均具有统计学意义(P<0.05)，见表3。

表3 胶质瘤Ki-67和p53表达程度的关系Table 3 Relationship between Ki-67 expression levels and p53 in gliomas

2.4 胶质瘤肿瘤实质rADC，rFA值分别与Ki-67，p53表达程度的关系

肿瘤实质rADC值与Ki-67，p53的表达程度均呈负相关，rs值分别为-0.686，-0.387，差异均具有统计学意义(P<0.001)，见表4和表5。胶质瘤肿瘤实质rFA值分别与Ki-67，p53表达程度呈正相关，rs值分别为0.370和0.361，差异具有统计学意义(P<0.05)，见表6和表7。

表4 胶质瘤肿瘤实质rADC值与Ki-67表达程度的关系Table 4 Relationship between the expression levels of Ki-67 and the rADC value of glioma tumor parenchyma

表5 胶质瘤肿瘤实质rADC值与p53表达程度的关系Table 5 Relationship between the expression levels of p53 and the rADC value of glioma tumor parenchyma

表6 胶质瘤肿瘤实质rFA值与Ki-67表达程度的关系Table 6 Relationship between the expression levels of Ki-67 and the rFA value of glioma tumor parenchyma

表7 胶质瘤肿瘤实质rFA值与p53表达程度的关系Table 7 Relationship between the expression levels of p53 and the rFA value of glioma tumor parenchyma

3 讨论

近年来，功能磁共振成像技术已被广泛应用于临床诊断胶质瘤恶性程度，功能磁共振成像技术的进步弥补了常规MR平扫及增强扫描图像对胶质瘤恶性程度评估的局限性，有助于临床制订治疗计划和评估患者预后[6-9]。DTI成像技术是在DWI基础上发展而来的唯一可以非侵入性地显示颅内神经纤维束走行情况的新技术，DTI能清楚地显示瘤周神经纤维束因占位效应所致的位置异常，其量化参数ADC值能反映水分子整体的弥散水平，FA值为张量各向异性与张量之比，反映白质纤维束各向异性及完整性。目前，DTI成像技术对于临床上鉴别诊断胶质瘤恶性程度有重要意义，但研究结果仍存在较多争议。STADLBAUER等[10]研究发现利用DTI成像技术检查并测量肿瘤实质ADC，FA值，结果显示DTI成像技术有助于辨别胶质瘤的恶性程度，且FA值较ADC值更有意义。LIU等[11]认为幕上无强化的低级别胶质瘤平均FA值和最大FA值明显低于高级别胶质瘤(P<0.001)。PIYAPITTAYANAN等[12]发现低级别和高级别胶质瘤肿瘤实质区及瘤周水肿区的FA值差异无统计学意义(P>0.05)，ADC值差异有统计学意义(P<0.05)。在本研究中为了避免不同个体间的差异性，减少试验误差，采用计算标准化肿瘤实质区rADC，rFA值进行比较分析。

本研究通过比较高、低级别胶质瘤肿瘤实质DTI量化参数rADC，rFA值发现，高级别组胶质瘤肿瘤实质rADC值显著低于低级别组，差异具有统计学意义(P<0.05)，肿瘤实质rADC值降低反映了肿瘤细胞增殖导致弥散受限，说明DTI量化参数rADC值可以对高、低级别胶质瘤进行评估，这与先前报道[13]结果相一致。SERVER等[13]研究发现高级别组胶质瘤肿瘤实质ADC值低于低级别组，并得出肿瘤实质ADC值降低预示水分子弥散受限，肿瘤细胞间隙变小，肿瘤细胞数目越多，肿瘤恶性程度越高的结论。本研究发现高级别组胶质瘤肿瘤实质rFA值高于低级别组，差异具有统计学意义(P<0.05)。但本研究结果与以往研究[14-15]存在不同，可能的原因一是样本量较小，存在一定的选择偏倚，二是研究设计有所不同(如选择ROI的位置不统一等)所致，说明肿瘤实质rFA值在鉴别胶质瘤恶性程度方面的价值仍存在较大争议，尚需要进一步研究。

细胞增殖核抗原Ki-67的表达与肿瘤细胞周期密切相关，Ki-67表达程度的变化可较客观反映肿瘤细胞的增殖活性[16]。QU等[17]研究证实Ki-67的表达与肿瘤的病理分级具有相关性，能够作为反映胶质瘤恶性程度的可靠指标之一。JOHANNESSEN和TORP[18]研究发现Ki-67阳性表达程度越高，胶质瘤恶性程度越高，患者预后越差。本研究30例患者的Ki-67表达均呈阳性，且高级别组胶质瘤Ki-67表达程度高于低级别组，差异具有统计学意义(P<0.05)。

p53基因突变可能是肿瘤细胞进展恶化的重要因素。突变型p53基因可引起正常细胞的转化和癌变，使细胞无限增殖。研究[19]报道胶质瘤的发生发展与p53表达程度密切相关。本研究28例患者的p53呈阳性表达，低级别胶质瘤86%(12/14)，高级别胶质瘤100%(16/16)，高级别组胶质瘤p53表达程度高于低级别组，同时亦发现Ki-67与p53表达呈正相关，差异均具有统计学意义(P<0.05)，从以上研究结果可以推测p53阳性表达程度高的肿瘤较p53低表达者癌细胞增殖更活跃。

目前临床上最常用、最直接、准确地获得胶质瘤Ki-67，p53表达程度的方法是免疫组化检测，但免疫组化检测是一种有创的、常在术后进行的方法，且不能全面评估肿瘤的增殖情况等生物学特征。所以，探究术前DTI量化参数特征与胶质瘤Ki-67，p53表达程度之间的相关性具有显著的临床意义。

基于以上研究，探究胶质瘤肿瘤实质rADC，rFA值变化与Ki-67，p53表达程度的相关性，进一步证实术前DTI量化参数rADC，rFA值的临床意义和价值。本研究30例胶质瘤患者的肿瘤实质rADC值与Ki-67，p53表达程度呈负相关，rs值分别为-0.686、-0.387，差异均具有统计学意义，P<0.05，随着Ki-67，p53表达程度增加，胶质瘤肿瘤实质rADC值明显降低，说明肿瘤细胞的恶性程度越高，肿瘤生长越迅速，肿瘤细胞密度越大，水分子弥散受限越明显。但本研究发现肿瘤实质rFA值与Ki-67，p53表达程度呈正相关，rs值分别为0.370，0.361，差异均具有统计学意义，P<0.05，可以推断胶质瘤DTI量化参数rADC值较rFA值在与肿瘤生物因子相关性评估方面更具价值。

综上所述，p53基因的突变能够引起肿瘤细胞无限增值，Ki-67反映了胶质瘤细胞增殖的情况。较准确地评估肿瘤实质Ki-67，p53表达程度的高低有重要的临床意义，故术前通过DTI测量胶质瘤肿瘤实质rADC，rFA值可以在一定程度上了解肿瘤实质Ki-67，p53表达水平，从而间接评估胶质瘤恶性程度及其增殖情况。DTI成像技术通过其量化参数rADC，rFA值及其DTT显示瘤周神经纤维束改变能够客观反映肿瘤细胞增殖情况，达到间接反映出肿瘤的生物学行为，有助于评估胶质瘤恶性程度及其增殖情况。