磁共振成像與膠質母細胞瘤特征分子相關性研究.pdf

1、目的：
　　采用磁共振成像（常規(guī)成像及功能代謝成像）檢測GBM的形態(tài)學及病理生理學數(shù)據，分析膠質母細胞瘤5個特征分子(P53、EGFR、IDH-1、PTEN及NEFL)的組織學表達，探討GBM磁共振成像與其特征分子表達的相關性，為臨床個性化治療方案的選擇、治療效果及預后評估提供更多的信息。
　　方法：
　　1.研究對象
　　回顧性分析2009年5月至2015年3月本院經手術病理證實的60例GBM的臨床資料及影像學

2、表現(xiàn)。男36例，女24例，年齡34～79歲，平均54.2±12.4歲，納入標準為:1）患者年齡在18周歲以上;2）均位于幕上;2）腫瘤無擴散;3）新診斷的GBM手術前未經化療;4）術前進行常規(guī)磁共振及功能磁共振掃描，并獲得有效的原始數(shù)據;5）病人知情并同意進入此項研究，簽署同意書。
　　正常對照組:10例，皆取自切除癲癇病人標本的周圍正常腦組織。
　　2.掃描設備及數(shù)據測量
　　SIEMENS lagnetom Ver

3、io3.0T MR成像儀器和GE SIGNA HDX1.5T超導型MR掃描儀，完成常規(guī)磁共振掃描（T1WI、T2WI、FLAIR和增強掃描）、PWI灌注掃描、MRS掃描、SWI掃描及DWI掃描。分別測定計算腫瘤區(qū)最長徑(TLD)、水腫區(qū)最長徑(ELD)、強化與T2范圍比例(CTE/T2)、最大血容灌注值(CBVmax)、膽堿復合物/肌酐(choline/creatinine， Cho/Cr)、膽堿復合物/N-乙酰天冬氨酸(choline

4、/n-acetylapartate，Cho/NAA)、N-乙酰天冬氨酸/肌酐(n-acetylapartate/creatinine，NAA/Cr)、表觀彌散系數(shù)（Apparent diffusion coefficient，ADC）值及對側正常腦白質病變區(qū)CBV值和ADC值，并依據ITSS分級標準對SWI圖像中腫瘤區(qū)微出血情況進行分級。
　　3.病理組織學分析及指標測定
　　60例GBM患者及10例對照組石蠟標本制備，切片

5、中包含腫瘤組織不少于25％，每個切片層厚均為5um。分別進行P53、IDH、EGFR、PTEN和NEFL免疫組織化學染色，兩名資深病理科醫(yī)師采用雙盲法閱片。光鏡下隨機觀察8個高倍視野，記錄視野中陽性細胞百分率，根據陽性細胞率按下述標準進行分級及評分:(1)陰性（-），隨機視野中無陽性細胞，記為0分;(2)弱陽性(+)，陽性細胞數(shù)少于25％，記為1分;(3)中等陽性(++)，陽性細胞數(shù)25％-50％，記為2分;(4)強陽性(+++)，陽性

6、細胞數(shù)大于50％，記為3分。瘤細胞染色程度分為:0級，無染色;1級，外觀輕度變黃;2級，呈棕黃色;3級，呈棕色。染色指數(shù)計算為染色程度×瘤細胞陽性比率。免疫染色的程度結合陽性染色瘤細胞數(shù)目和染色程度綜合判斷，高表達組定義為染色指數(shù)＞4，低表達組定義為染色指數(shù)≤4。
　　4.數(shù)據分析
　　采用SPSS19.0統(tǒng)計軟件，采用pearson相關分析法比較各分子的陽性表達率和各影像學指標數(shù)值間的相關性，由于影像學數(shù)據為非正態(tài)分布，低

7、表達組和高表達組之間用非參數(shù)t檢驗比較其組間差異。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。繪制受試者工作特征(ROC)曲線，尋找最佳診斷界值，評價敏感性和特異性。
　　結果：
　　1.膠質母細胞瘤的特征分子組織病理學表現(xiàn)
　　突變型p53陽性定位于腫瘤細胞核，呈棕黃或棕黑色;EGFR、IDH1、PTEN、NEFL陽性定位于腫瘤細胞質，以胞質內出現(xiàn)棕黃色為準。60例膠質母細胞瘤中，PTEN的陽性表達率最高，為80％，強陽性率也

8、最高，為51％，中等陽性率22％，弱陽性率7％。EGFR的陽性表達率其次，為77％，弱陽性率13％，中等陽性率42％，強陽性率22％。 NEFL的陽性表達率為63％，弱陽性率35％，中等陽性率13％，強陽性15％。P53的陽性表達率為52％，弱陽性率為32％，中等陽性為15％，強陽性為5％。5個分子指標中，IDH-1陽性表達率最低，為33％，弱陽性率為22％，中等陽性為10％，強陽性為1％，60名患者中只有1例為強陽性表達。
　　

9、2.常規(guī)MRI與特征分子表達的相關性
　　本研究在常規(guī)MRI中擬定三個指標，分別為:腫瘤區(qū)最長徑(TLD)、水腫區(qū)最長徑(ELD)、強化與T2范圍比例(CTE/T2)。TLD與EGFR表達成顯著正相關(r=0.796)，與PTEN的表達呈正相關(r=0.533)，與IDH-1表達呈負相關(r=-0.672)，余無顯著相關性。另外，CTE/T2除了與EGFR呈正相關(r=0.622)、IDH-1呈負相關(r=-0.493)外，與PT

10、EN的表達亦呈正相關(r=0.638)。本研究中，ELD與5個特征分子的表達均無顯著相關性。
　　3.功能代謝MRI與特征分子表達的相關性
　　3.1 DSC與特征分子表達的相關性
　　DSC中最常用指標為CBV，本研究中取腫瘤實性區(qū)域最大CBV平均值與對側正常腦白質區(qū)的最大CBV平均值的比值，即rCBVmax作為影像評價指標。5個特征分子中，rCBVmax與EGFR、PTEN呈正相關(r=0.624、r=0.563)

11、，與IDH-1呈顯著負相關（r=-0.505），余無顯著相關性。
　　3.2 DWI與特征分子表達的相關性
　　本研究中為了排除個體差異，選取rADC（腫瘤實性區(qū)域的ADC均值與對側正常腦白質ADC均值的比值）作為影像學指標，分析發(fā)現(xiàn)rADC與5個特征分子均無明顯相關性。
　　3.3 SWI與特征分子表達的相關性
　　通過ITSS分析，將腫瘤區(qū)的微小出血灶進行強度分級，結果顯示ITSS分級與5個特征分子也無顯著相

12、關性。
　　3.4 MRS與特征分子表達的相關性
　　選取Cho/Cr、NAA/Cr及Cho/NAA作為MRS的影像學評價指標。結果顯示，MRS只與NEFL分子的表達存在相關性，與其它4個分子均無顯著相關。Cho/Cr只與NEFL呈負相關（r=-0.403）;Cho/NAA與NEFL呈負相關(r=-0.656)，而NAA/Cr與5個特征分子均無顯著相關性。
　　4.MRI評價GBM特征分子的敏感性和特異性
　　4

13、.1 rCBVmax評價GBM特征分子的敏感性和特異性
　　rCBVmax分別取臨界值5.08、10.39和4.08時，其鑒別EGFR、IDH-1和PTEN陽陰性表達的敏感度為100％、15.4％和100％，特異度為23.1％、89.4％和10.7％，曲線下面積為0.405，0.336，0.228。
　　4.2 CTE/T2評價GBM特征分子的敏感性和特異性
　　CTE/T2分別取臨界值0.77、0.615和0.885

14、時，其鑒別EGFR、IDH-1和PTEN陽陰性表達的敏感度為87.5％、95％和50％，特異度為56％、65％和73％，曲線下面積為0.726，0.849和0.413。
　　4.3 TLD評價GBM特征分子的敏感性和特異性
　　TLD分別取臨界值53.25mm、85.45mm和57.05mm時，其鑒別EGFR、PTEN和IDH-1表達的敏感度為87.5％、95.0％和97.5％，特異度為21.0％、99％和60.0％，曲線下

15、面積為0.535，0.647和0.879。
　　4.4 Cho/NAA評價GBM特征分子的敏感性和特異性
　　Cho/NAA截止值為2.09時，曲線下面積為0.411，其預測NEFL表達的敏感性為90.5％，特異性為28.2％。
　　4.5 Cho/Cr評價GBM特征分子的敏感性和特異性
　　Cho/Cr截止值為2.99時，曲線下面積為0.484，其預測NEFL表達的敏感性為61.9％，特異性為41.0％，準確性

16、為75.6％。
　　結論：
　　1.膠質母細胞瘤PTEN的陽性表達率最高，強陽性率也顯示最高，EGFR和NEFL次之，5個分子指標中，IDH-1陽性表達率及強陽率最低。
　　2.常規(guī)MRI與GBM的特征分子表達有一定的相關性，CTE/T2、TLD與EGFR、PTEN和IDH-1均有顯著相關性。常規(guī)MRI在一定程度上能夠反映GBM特征分子的表達，對腫瘤的分子分級和預后判斷有一定幫助。
　　3.功能代謝MRI揭示GB

17、M腫瘤內部的生理代謝和血流灌注的差異，rCBVmax與EGFR、PTEN呈正相關，與IDH-1呈顯著負相關， Cho/Cr、Cho/NAA僅與NEFL表達呈顯著負相關，ADC和ITSS與特征分子均無顯著相關性。DSC、MRS與GBM特征分子表達的相關性較大，可通過功能MRI的相關參數(shù)初步推測出特征分子的表達情況，對臨床靶向治療有較好的臨床參考價值。
　　GBM磁共振表現(xiàn)與其特征分子表達有較強的相關性，有望為臨床治療方案的選擇及預后