磁共振动脉自旋标记灌注成像对老年局部晚期鼻咽癌放化疗疗效的预测价值

李子彦 翁艺菲 纪标水

(厦门大学附属第一医院放射科,福建 厦门 361003)

鼻咽癌是头颈部常见的恶性肿瘤之一,高发年龄为65～70岁〔1,2〕。放疗联合化疗已成为局部晚期鼻咽癌(LA-NPC)主要治疗手段,但由于肿瘤异质性,不同患者治疗反应存在个体差异〔3〕。故早期准确评估LA-NPC放化疗疗效对制定临床决策有着重要意义。研究表明肿瘤内部血供状况和局部氧含量与放化疗敏感性密切相关,是放化疗疗效的重要影响因素〔4〕。动脉自旋标记(ASL)灌注成像作为一种新型功能磁共振成像(MRI),能够实现对血流状况的评估,得到能够反映血流灌注的定量参数,且其以血液中水分子作为对比剂,相比于动态增强(DCE)-MRI安全性上有着明显优势〔5〕。目前,ASL灌注成像已在脑血管疾病的诊断中有着广泛应用〔6,7〕,同时也被应用于鼻咽癌的临床分期诊断中〔8〕,但关于其应用于LA-NPC放化疗疗效早期预测的研究报道少见。本研究旨在探讨ASL灌注成像对老年LA-NPC患者放化疗疗效的预测价值,以期为个体化临床策略的制定提供参考。

1 资料与方法

1.1一般资料 收集2020年1月至2021年12月在厦门大学附属第一医院接受放化疗治疗的老年LA-NPC患者96例,年龄60～83〔平均(68.41±4.12)〕岁。纳入标准:(1)经病理活检证实为原发性鼻咽癌,WHO分型属于Ⅱ或Ⅲ型;(2)参照美国癌症联合会(AJCC)第8版临床分期属于T3～4N0～3M0或T1～2N2～3M0;(3)于治疗前1 w完成鼻咽部MRI(含ASL),并于疗程结束1 w内完成MRI。排除标准:(1)存在远处转移者;(2)既往有其他恶性肿瘤病史者;(3)合并有对鼻咽部血供有影响的其他病变者;(4)治疗前有行抗肿瘤治疗者;(5)有MRI禁忌证者;(6)ASL图像差,难以进行分析者。本研究符合赫尔辛基宣言及相关伦理规定。

1.2MRI 磁共振扫描仪采用PHILIPS3.0T Achieva,选用16通道头颈相控阵线圈。检查时,患者采取仰卧位,由颅底至口咽进行扫描,扫描整个鼻咽部。扫描序列包括:(1)脂肪抑制T2WI-冠状位:TR为2 828 ms,TE为68 ms,层间距为1 mm,层厚为5 mm,矩阵为288 mm×192 mm,激励1次;(2)快速自旋回波T1WI平扫:TR为790 ms,TE为6.5 ms,矩阵为288 mm×256 mm,层间距为1 mm,层厚为4 mm,FOV为220 mm×220 mm,激励2次;(3)ASL序列:采用三维准连续式ASL,轴位扫描,分3次扫描,标记后延迟时间为2 025 ms,TR为5 029 ms,TE为14.6 ms,FOV为240 mm×240 mm,层厚为4 mm,矩阵为1 024 mm×8 mm,扫描层数为36,激励3次;(4)增强扫描采用Gd-DTPA作为对比剂,剂量为0.2 ml/kg,于对比剂注射后即开始进行图像的采集,增强扫描T1WI参数与平扫相同,三维脑容积成像参数:TR为7.9 ms,TE为3.3 ms,矩阵为256 mm×256 mm,层厚为1 mm,FOV为240 mm×216 mm,激励1次。

1.3图像处理及数据测量 在AW4.6后处理工作站上进行图像处理,采用ImageViev软件得到血管流量(BM)功能图并进行预处理,并与三维脑容积成像的横断面解剖图像进行匹配,获得融合脑血流量(CBF)伪彩图。采用体积法确定感兴趣区(ROI),于肿瘤每层CBF图像上沿着肿瘤边界进行ROI的勾画,由软件自动得出ROI内肿瘤血流量(TBF)值,取所有层的均值作为最后测量结果。

1.4治疗和疗效评估 患者均接受放化疗治疗。方案为:新辅助化疗:第1天多西他赛(国药准字H20093092,浙江海正药业股份有限公司)75 mg/m2;第1天顺铂(国药准字H37021358,齐鲁制药有限公司)75 mg/m2;第1～5天5-氟尿嘧啶(国药准字H31020593,上海旭东海普药业有限公司)500 mg/m2;之后在放疗期内每3周予以顺铂8 mg/m2治疗。放疗:T1～2期、T3～4肿瘤总剂量分别设定为66.0 Gy(共30次)、70.4 Gy(共32次)。

疗程结束后,参照实体瘤疗效评价标准(RECIST)1.1〔9〕进行疗效评估,分为4个等级,即完全缓解(CR):目标病灶消失;部分缓解(PR):目标病灶肿瘤最大径退缩≥30%;疾病进展(PD):目标病灶肿瘤最大径增大≥20%或有新病灶出现;疾病稳定(SD):介于PR与PD之间。将CR、PR纳入有效组,PD和SD纳入无效组。

1.5统计学方法 采用SPSS28.0软件进行t检验、χ2检验;绘制TBF值评价LA-NPC患者放化疗疗效的受试者工作特征(ROC)曲线,根据约登指数确定截断点;采用Logistic回归模型进行多因素分析。

2 结 果

2.1放化疗疗效 CR 12例,PR 56例,SD 26例,PD 2例,放化疗治疗有效率为70.83%。

2.2两组TBF值及诊断截点确定 有效组TBF值〔(108.41±10.23)ml/(100 g·min),n=68〕显著高于无效组〔(92.44±12.36)ml/(100 g·min),n=28;t=6.527,P<0.001〕。绘制治疗前TBF值预测放化疗疗效的ROC曲线,其曲线下面积为0.810(95%CI:0.718～0.883),以TBF=99 ml/(100 g·min)作为截断点时,敏感度为82.4%,特异度为69.1%。见图1。

图1 治疗前TBF值预测放化疗疗效的ROC曲线

2.3临床指标及TBF值与放化疗疗效的关系 单因素分析显示,老年LA-NPC患者放化疗疗效与临床分期、病理类型、肿瘤最大径和TBF值有相关性(P<0.05)。见表1。

2.4Logistic回归分析 以放化疗是否有效为因变量(有效=0,无效=1),以临床分期、病理类型、肿瘤最大径、TBF值为自变量行Logistic回归分析,结果显示,低TBF值、临床分期为ⅣA期是老年LA-NPC患者放化疗疗效的不利因素(OR>1,P<0.05)。见表2。

表2 老年LA-NPC患者放化疗疗效影响因素的Logistic回归分析

3 讨 论

研究表明,瘤体对放化疗的敏感性是影响放化疗疗效的关键因素,其敏感性又主要由肿瘤内血供状况和氧含量等因素决定〔10〕。研究报道,DCE-MRI由于能够评估肿瘤血管状况,可对鼻咽癌放化疗疗效进行早期预测〔11〕。但DCE-MRI需要应用含钆对比剂,存在引起过敏、肾损害等诸多风险,尤其是老年人身体机能减退,危害更为明显。ASL作为一种新型的磁共振功能技术,通过利用血液中水分子作为内源性对比剂,即可实现组织微循环灌注的无创评估,重复性好,其定量参数TBF值可客观、准确反映肿瘤内部血流状况〔12〕。目前,磁共振ASL技术在脑血管疾病的诊治中已有广泛〔6,7〕,并在鼻咽癌的诊断中也有应用〔8〕,但关于其对鼻咽癌放化疗疗效的预测研究尚缺乏。本研究结果提示,放化疗敏感的LA-NPC患者肿瘤血流灌注量更高,血氧含量也更高。而对放化疗不敏感的LA-NPC患者肿瘤血流呈低灌注状态,血氧含量较低,进而容易对放化疗治疗产生抵抗。研究证实〔13〕,肿瘤血管生成与鼻咽癌放疗疗效密切相关。就放疗而言,缺氧是致使治疗抵抗的关键因素,肿瘤缺氧越严重,对放疗治疗的敏感性也就越差,导致治疗失败的概率也就越高〔14〕。从化疗来讲,化学药物在肿瘤组织的分布主要依赖于肿瘤血管系统的功能、血浆药代动力学及药物在微血管壁的扩散,故肿瘤血管密度是决定化疗反应性的关键因素。研究发现,肿瘤血供越丰富,其组织内部的化疗药物含量越高,进而能够增强抗癌作用,抑制癌细胞增殖〔15〕。赵灿灿等〔16〕采用DCE-MRI评估鼻咽癌放化疗疗效,发现其定量灌注参数也有较高的预测能力。相比DCE-MRI,ASL无需注射对比剂,故能够有效避免过敏、肾损害等风险〔17〕。研究显示,在鼻咽癌诊断中,ASL参数与DCE-MRI灌注参数具有相关性〔18〕。因此ASL作为一种更安全的磁共振功能技术,可替代DCE-MRI成为鼻咽癌微循环灌注的无创监测手段。

非角化型鼻咽癌有着较为丰富的细胞质,这会上调血管内皮生长因子的表达,并利于血管生成,从而使得肿瘤微血管丰富,有益于获得敏感的治疗反应〔19〕。临床分期ⅣA期患者肿瘤体积较大,肿瘤内部常有坏死,可能会造成肿瘤间质内微血管的丢失,故而可能因缺血、缺氧出现治疗抵抗〔20〕。本研究结果表明,TBF值对LA-NPC患者放化疗疗效有重要预测价值,有助于早期识别治疗不敏感的患者,为临床决策提供指导。