MRI纹理联合Cripto-1与SOX2蛋白对甲状腺乳头状癌颈部淋巴结转移的诊断价值

姚锡虎，周青云，张志诚，周建英

1.福建医科大学附属泉州第一医院病理科，福建泉州 362000；2.泉州医学高等专科学校附属人民医院放射科，福建泉州 362000；3.重庆市第九人民医院放射科，重庆 400700；4.福建医科大学附属泉州第一医院疼痛科，福建泉州 362000

前言

有文献报道甲状腺乳头状癌（PTC）患者中相当比例存在颈部淋巴结转移（LNM），是影响预后的最重要因素之一［1］。根治性颈部清扫术可以提高患者生存率［2］，手术范围通常由临床因素和术前影像学决定。然而，临床因素表明LNM 的高风险尚不清楚。尽管医疗机构多采用术前成像，如高分辨率超声、颈部计算机断层扫描等，但这些方法对PTC 是否发生LNM 的诊断存在主观影响因素以及特异性低等问题。目前国内外多采用超声纹理分析及影像组学预测PTC 是否发生LNM。磁共振成像（MRI）T2加权成像（T2WI）纹理分析可以有效获取一些肉眼较难识别的特征参数，更好地揭示病灶内潜在的病理异质性［3］。此外，人类Cripto-1 是表皮生长因子家族的成员，与上皮间质转化（EMT）和致癌作用有关，同时Cripto-1 在50%～80%的不同类型癌症中高水平表达［4］。一种干细胞因子性别决定区Y 框蛋白（SOX2）在多种恶性肿瘤中已被证实高表达，可能与肿瘤细胞的失控性生长有关［5］，关于其在PTC 伴LNM 中的研究尚无报道。本研究将MRI T2WI 图像纹理分析与Cripto-1 和SOX2 蛋白表达两种方法进行联合，旨在评估其对PTC伴LNM的诊断价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2018年8月至2021年2月在福建医科大学附属泉州第一医院收治的82例PTC患者，并留取患者根治术标本进行后期的免疫组化研究。纳入标准：①≤60岁者；②患者均接受过淋巴结手术或穿刺术者；③既往无甲状腺治疗或手术切除史者；④由2名以上病理科医生确诊为PTC者；⑤临床资料齐全者。排除标准：①肿瘤直径＞5 mm的PTC者；②有血栓病史患者；③MRI图像模糊，很难提取纹理特征与绘制感兴趣区（ROI）者；④肝肾功能障碍较为严重者；⑤孕产期妇女。入选患者根据病理穿刺结果，将42例LNM阳性者分为观察组，将40例LNM阴性者分为对照组。其中观察组男24例，女18例；平均年龄（48.25±4.27）岁；平均体质量指数（BMI）（22.20±2.22）kg/m2；吸烟史20例；饮酒史23例；肿瘤直径（3.15±0.57）mm；病灶位置：左叶20例，右叶22例。对照组男20例，女20例；平均年龄（47.69±5.12）岁；平均BMI（22.65±2.41）kg/m2；吸烟史18例；饮酒史21例；肿瘤直径（2.89±0.65）mm；病灶位置：左叶19例，右叶21例。两组患者性别、年龄、BMI、饮酒史等方面比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。

1.2 方法

1.2.1 MRI T2WI图像纹理分析

1.2.1.1 图像采集嘱患者取仰卧体位，垫高颈部，暴露甲状腺，保持平稳呼吸避免咳嗽、吞咽行为产生伪影，从外耳孔扫描至主动脉弓水平，可根据需求扩大扫描区域。采用德国西门子Avanto 1.5T 超导MR 扫描仪，序列与参数如下：轴位T1WI（TR 520 ms, TE 14 ms）、T2WI（TR 3 500 ms，TE 95 ms）、扫描抑脂与冠状面的T2WI（TR 3 000 ms，TE 85 ms），层厚3 mm，层间距1 mm，FOV 14 cm×14 cm，矩阵320×256，NEX 4。采用经肘前静脉注射0.1 mmol/kg Gd-DTPA剂。在横断面和冠状面采用层厚3 mm 的T1WI 增强扫描。以“.Dicom”格式保存数据于光盘中。

1.2.1.2 图像选择在PACS 工作站上，调整所有测试图像的窗宽、窗位，且保持一致，随后导出。由2名经验丰富的MRI 医生，根据扫描保存的图片共同核实病灶位置与区域，选取病灶的最大层面，导入Image J 1.51 软件。

1.2.1.3 提取T2WI 纹理参数采用Image J 软件沿病灶边缘勾画轴位T2WI 病灶ROI，设置直方图及GLCM 参数像素间距d=1，与轴夹角θ=0°，提取T2WI的8 个纹理参数（熵、角二阶矩、相关、均值、对比、偏度、峰态、逆差矩），每个病灶测量3次取平均值。

1.2.2 Cripto-1 与SOX2 蛋白的免疫组织化学染色采用ElivisionTMplus法进行免疫组织化学染色。

1.3 观察指标

（1）LNM。基于美国国立综合癌症网络指南及既往研究［6］，由2 位经验丰富的MRI 医生共同阅片，符合以下条件之一者为LNM：①横断面示淋巴结短径≥1 cm；②淋巴结结外侵犯、相互融合以及边缘不规则强化；③淋巴结中央坏死或呈环形强化改变。（2）Cripto-1 阳性表达于细胞膜或细胞质上，综合染色强度及阳性细胞比例判定其表达水平，以≥10%为阳性表达［7］。SOX2 阳性表达于胞浆中，综合染色强度及阳性细胞比例判定其表达水平，以≥25%为阳性表达。

1.4 统计学方法

采用SPSS19.0 软件对数据进行统计分析，MRI T2WI 图像纹理参数特征用均数±标准差表示，行t检验；阳性表达率、敏感度、特异度及符合率用n(%)表示，行χ2检验，P＜0.05为差异有统计学意义

2 结果

2.1 Cripto-1与SOX2蛋白免疫组化染色结果

Cripto-1蛋白在伴LNM的PTC中的阳性表达显著强于未伴LNM的PTC中的阳性表达（P＜0.05,表1）。Cripto-1蛋白免疫组化染色阳性表达多位于肿瘤周围组织，表现为棕黄色颗粒，主要位于细胞膜上，且Cripto-1蛋白在伴LNM的PTC中染色强度显著强于未伴LNM的PTC（图1a与1b）。SOX2蛋白在伴LNM的PTC中的阳性表达显著强于未伴LNM 的PTC 中的阳性表达（P＜0.05,表1）。SOX2蛋白免疫组化染色阳性表达多位于肿瘤周围组织，表现为棕黄色颗粒，主要位于胞浆上，且SOX2蛋白在伴LNM的PTC中染色强度显著强于未伴LNM的PTC（图1c与1d）。

表1 Cripto-1与SOX2蛋白免疫组化染色结果［例（%）］Table 1 Immunohistochemical staining results of Cripto-1 and SOX2 proteins［cases(%)］

图1 Cripto-1与SOX2蛋白免疫组化染色结果（×400）Figure 1 Immunohistochemical staining results of Cripto-1 and SOX2 proteins(×400)

2.2 MRI T2WI图像纹理参数特征及诊断效能

两组T2WI 图像纹理分析（图2）的熵、角二阶矩以及相关间具有统计学意义（P＜0.05, 表2），而逆差矩、偏度、对比、峰度以及均值间均无统计学意义（P＞0.05, 表2）。同时预测PTC 伴LNM 的熵、角二阶矩以及相关对应AUC 分别为0.884、0.783、0.718，敏感度分别为97.13%、79.42%、44.14%，特异度分别为70.00%、60.00%、90.00%。

表2 两组患者MRI T2WI图像纹理参数比较（± s）Table 2 Comparison of texture parameters in MRI T2WI images between two groups of patients(Mean±SD)

表2 两组患者MRI T2WI图像纹理参数比较（± s）Table 2 Comparison of texture parameters in MRI T2WI images between two groups of patients(Mean±SD)

组别观察组对照组χ2值P值n 熵42 40 6.67±0.65 5.52±0.51 8.883 0.000角二阶矩（×10-2）0.31±0.09 0.52±0.12 8.993 0.000相关（×10-2）0.36±0.12 0.73±0.21 9.855 0.000均值60.43±22.76 53.75±20.84 1.384 0.170峰度-0.11±0.14-0.18±0.18 1.971 0.051对比37.72±18.48 30.53±14.55 1.951 0.055偏度-0.15±0.06-0.16±0.04 0.883 0.379逆差矩0.24±0.08 0.22±0.09 1.064 0.290

图2 MRI T2WI图像纹理参数特征Figure 2 Texture characteristics of MRI T2WI images

2.3 MRI 纹理参数联合Cripto-1 与SOX2 蛋白对PTC伴LNM的诊断价值

MRI纹理参数对PTC伴LNM的诊断价值稍优于Cripto-1与SOX2蛋白，差异无统计学意义（P＞0.05,表3）；而MRI纹理参数联合Cripto-1与SOX2蛋白诊断在敏感度、特异度及符合率均显著优于单独诊断（P＜0.05,表3）。

表3 MRI纹理参数联合Cripto-1与SOX2蛋白对PTC伴LNM的诊断价值［例（%）］Table 3 Diagnostic value of MRI texture analysis combined with Cripto-1 and SOX2 protein expression in PTC with LNM［cases(%)］

3 讨论

PTC是最常见的甲状腺恶性肿瘤，约占缺碘地区甲状腺癌的85%，LNM 在30%～80%的PTC 患者中可见［1］。然而，尽管其病程缓慢，但仍占甲状腺癌死亡人数的50%以上［8］。美国国家癌症数据库报告美国PTC 患者总体10年生存率为99%，尽管生存率极高，但PTC 与整个LNM 的高比率（30%至90%的患者）相关［9］。局部LNM 通常是PTC 向甲状腺远处转移的第一步。大多数病例遵循相对良性的临床过程，这可能会导致医生和患者忽视长期随访的重要性。既往研究表明67.9%的经典PTC 病例存在LNM，而PTC患者超过10年的生存率不受LNM 的影响［11］。然而，缺乏关于PTC 患者初始甲状腺切除术和淋巴结清扫后复发的信息，并且在初始淋巴结清扫后可能发生局部复发或远处转移，手术、长期放射性碘治疗和外部放疗用于治疗PTC患者的复发［12］。

术前准确评估LNM 情况，可帮助医生选择合理手术方案。PTC 患者往往较早发生局部LNM，手术是首选治疗方法。LNM 对临床分期及术后复发率和病死率的评估都具有重要意义，是降低局部复发率和避免再次手术的关键，手术范围以及疾病预后主要取决于是否存在局部LNM［13］。另外，淋巴结清扫势必会增加手术并发症的发生率。MRI 影像学检查因其多平面、多参数与高分辨率等特征，已成为PTC 术前评估LNM 的重要方法，但由于早期LNM 形态结构变化不显著，尤其MRI 影像对小淋巴结炎性增生和微转移的敏感性与特异性较低［14］。研究表明PTC 伴LNM 的纹理分布更复杂且不规则（熵值越大），肿瘤的异质性也更显著，纹理细致程度更低（角二阶矩值越大提示图像越均一、异质性越小）［16］。钟熹等［17］研究表明T2WI纹理分析能很大程度上预测舌癌患者颈部LNM，熵对预测双侧颈部LNM 也有同样的价值。本研究结果表明MRI 图像纹理分析诊断的敏感度和特异度优于传统影像医师评价，与钟熹等研究一致。张衡等［18］研究显示影像医师诊断颈部LNM 的敏感度为64.7%，特异度为60.0%，提示MRI T2WI 图像纹理分析预测PTC 伴LNM 有一定临床意义。但是本研究勾画的ROI存在人为的测量误差和选择性偏倚，以及与3D纹理分析相比，本研究的T2WI纹理分析不能观察肿瘤的全貌而难免存在一些不足。因此，有必要寻求辅助表征方法进一步提高预测结果的可靠性与准确性。

在脊椎动物的早期发育过程中，Cripto-1 作为Nodal 的共同受体起作用。Nodal 是一种转化生长因子β家族成员，对于中胚层和内胚层的形成以及前后轴和左右轴的建立至关重要。虽然Cripto-1 在正常成人组织中表达很低，但是Cripto-1 在几种不同的人类肿瘤中高表达，调节癌细胞的增殖、迁移、EMT 转化和刺激肿瘤血管生成［19］。EMT 是一个多步骤过程，在此过程中上皮细胞依次失去其上皮特征并获得间充质表型特征的运动性和侵袭性［20］。细胞表面粘附连接蛋白对维持上皮细胞表型和保持顶端-基底极性都是必不可少的。在干细胞标志物中，SOX2 是SRY 相关的高迁移率群盒家族成员，在干细胞生物学、器官发育和细胞分化的调节中起着至关重要的作用。最近的研究表明SOX2 在多种恶性肿瘤中过度表达，但在PTC 伴LNM 中研究SOX2 表达的报道尚少［21］。考虑到SOX2在多能性和去分化中的作用，我们认为其参与PTC 向PTC 伴LNM 的转变。综上所述，MRI 纹理参数联合Cripto-1 与SOX2 蛋白诊断PTC 伴LNM 在敏感度、特异度及符合率方面均显著优于单独诊断（P＜0.05），提示两者联合诊断价值更高。