多模态MRI在人脑胶质瘤病理分级、基因型及其预后评估中的应用

发布时间：2020-05-06 13:09

【摘要】：研究背景人脑胶质瘤是常见的原发性脑恶性肿瘤,目前的治疗仍以手术切除为主,术后辅以放化疗,但是不同的病理分级,其恶性程度不同,对治疗的反应不同,预后也不相同。有文献报道了MRI影像特征与人脑胶质瘤的病理分级和细胞增殖、基因型和预后的关系,但是文献报道仅限于某个或者某几个影像学特征或参数与病理分级、基因型和预后的某一方面的关系讨论,缺乏系统的较为全面的研究。本研究应用常规MRI和高级MRI的检测技术即多模态MRI成像技术探讨了MRI影像学特征与胶质瘤分级、细胞增殖活性、基因型和预后的关系,旨在寻找无创地反映胶质瘤病理分级、基因型和预后的可能的影像标记物。目的本研究利用多模态的MRI成像技术,即常规MRI的平扫和增强扫描以及功能MRI的DWI、DTI和1H-MRS三种成像技术,通过分析常规MRI的影像特征以及定量测定功能MRI的影像参数(DWI的相对ADC值,DTI的相对FA值以及MRS的Cho/Cr、Cho/NAA、NAA/Cr的比值),探讨多模态MRI与胶质瘤的病理分级、基因型和预后的关系,以寻找能够预测胶质瘤治疗反应以及预后的可能的影像标记,从而达到进一步改善胶质瘤患者预后的目的。方法(1)收集2014年10月~2017年12月诊治的76例胶质瘤患者的全部资料。其中男性61例,女性15例,年龄19~79岁,平均年龄51.29岁。全部患者均签署了知情同意书。(2)全部患者均行常规MRI平扫及增强扫描,观察肿瘤的部位、测量肿瘤大小、评估肿瘤的强化特征、判断瘤体有无坏死、出血、囊变以及瘤周水肿的情况。在常规MRI扫描基础上,进行DWI、DTI、DTT以及1H-MRS检查。分别测量瘤体中心以及对侧脑白质的DWI的r ADC值、DTI的r FA值,检测1H-MRS的NAA、Cr、Cho等代谢物的化学位移和波峰,计算Cho/Cr、Cho/NAA、NAA/Cr的比值。扩散张量纤维束成像(diffusion tensortractography,DTT)采用连续示踪法,选择肿瘤区域及对侧的白质纤维束作为感兴趣区,白质纤维束与肿瘤的关系判断标准,参照国内通用的三种基本形式:推移、浸润和破坏中断。(3)应用免疫组织化学S-P法检测胶质瘤组织中的Ki-67表达情况。应用焦磷酸测序检测胶质瘤组织中MGMT甲基化状态;应用PCR测序法检测胶质瘤组织中IDH1/2的突变情况;应用荧光原位杂交技术检测胶质瘤组织中染色体1p19q的完整性。此外,我们对全部患者进行术后随访,随访时间为1-36个月(4)数据处理应用SPSS 21.0统计软件分析。P0.05被认为有统计学意义。结果(1)常规MRI的影像学特征显示,肿瘤强化、水肿和坏死在LGG组和HGG组有差异性(P0.05)。肿瘤强化、水肿、坏死HGG组明显多于LGG组。(2)肿瘤瘤周水肿、坏死和强化与Ki-67的阳性率相关(P0.05)。Ki-67阳性率提示肿瘤强化、瘤周水肿和坏死。(3)胶质瘤瘤周纤维传导束(DTT)改变与胶质瘤的病理分级相关(P0.05)。高级别胶质瘤中DTT破坏中断多见,而DTT破坏中断的胶质瘤中,Ki-67表达阳性率增加。(4)r FA值在低级别和高级别胶质瘤之间有差异(P0.05),低级别胶质瘤的r FA值高于高级别胶质瘤。r FA值与Ki-67的阳性表达有关,呈负相关关系,相关系数为-0.277(P=0.016)。1H-MRS的Cho/Cr与Ki-67的阳性表达之间存在正相关性,相关系数为0.270(P=0.018)。(5)MGMT甲基化、IDH1突变和1p19q染色体缺失与否在LGG组和HGG组之间存在差异性(P0.05),其中MGMT启动子甲基化在LGG组高于HGG组;IDH1突变在LGG组高于HGG组;1p19q联合缺失在LGG组高于HGG组。肿瘤瘤周水肿与肿瘤的MGMT基因甲基化、IDH1基因突变、1p19q联合缺失与否相关(P0.05)。瘤周水肿的出现提示肿瘤的MGMT启动子非甲基化、IDH1基因野生型和1p19q完整型。(6)胶质瘤肿瘤实质部分r FA、r ADC值在胶质瘤染色体1p19q完整型和联合缺失型中有差异(P0.05),联合缺失型胶质瘤组具有更高的r FA、r ADC值。1H-MRS NAA/Cr比值在MGMT甲基化和非甲基化的胶质瘤组中有差异(P0.05),MGMT甲基化的胶质瘤中具有更高的NAA/Cr比值。(7)生存期分析结果显示,LGG组与HGG组相比,在总体生存率(Overall survival,OS)上存在差异(Log-rank P=0.011),LGG组生存状况明显优于HGG组。(8)常规MRI扫描所示,胶质瘤伴有的瘤周水肿与生存期有关(Log-rank P0.001)。高级MRI成像中,1H-MRS的Cho/Cr在生存组和死亡组之间有差异(Log-rank P=0.029),能反应胶质瘤的预后。结论(1)常规MRI扫描所示的肿瘤瘤周水肿、坏死和强化不仅可以区别高级别胶质瘤和低级别胶质瘤,而且可以反映胶质瘤的细胞增殖情况。其中,瘤周水肿的出现提示肿瘤的MGMT启动子非甲基化、IDH1基因野生型和1p19q完整型,是能够反映胶质瘤预后的潜在的影像标记物。(2)高级MRI所示的DTT状态、DTI的r FA值和1H-MRS的NAA/Cr和Cho/Cr的比值是能够反映胶质瘤病理分级和细胞增殖活性的潜在的影像标记物。DTI的r FA值和DWI的r ADC值可以帮助区分胶质瘤染色体1p19q联合缺失型和完整型。1H-MRS的NAA/Cr的比值可以提示MGMT的甲基化状态。(3)1H-MRS的Cho/Cr的比值与胶质瘤的生存期有关,是反映胶质瘤预后的可能的潜在的影像标记物。
【图文】：

图 1 男，，45 岁，少突胶质细胞瘤（WHOⅡ级）。右侧颞叶病变，T1Flair 呈等信号（图 A）,T2Flair 呈高信号，信号不均，病灶周围水肿不明显（图 B）；增后强化不明显（图 C）；图 D 为 ADC 伪彩图；图 E 和图 F 为 FA 图及 DTT 图示瘤周白质纤维传导束破坏中断；H-MRS示Cho峰显著增高，NAA峰降低（图G）病理诊断：少枝胶质细胞瘤（WHOⅡ级）（图 H 为 HE 染色，100×）；细胞殖指数 Ki-67 阳性表达率为 6%（图 I，IHC S-P 法，100×）；IDH 基因检测结果IDH1 第 6 外显子存在 R132H 突变（图 J）；IDH2 第 5 外显子序列 140R(CGG)

图 2 A-P, 男，63 岁，胶质母细胞瘤（WHOⅣ级）。右侧颞顶叶病变，T1Flair等低信号（图 A）, T2Flair 呈等高信号，信号不均，病灶周围斑片状水肿（图 B）增强后呈不均匀强化（图 C）；图 D 为 ADC 伪彩图；图 E 和图 F 为 FA 图及 D图显示瘤周白质纤维传导束破坏中断；1H-MRS 示 Cho 峰显著增高，NAA 峰明降低（图 G）；病理诊断：胶质母细胞瘤（WHOⅣ级）（图 H 为 HE 染色，1×）；细胞增殖指数 Ki-67 阳性表达率为 40%（图 I，IHC S-P 法，100×）；ID
【学位授予单位】：安徽医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R739.41;R445.2

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本文编号：2651311