能譜CT評價兔VX2肝癌抗血管生成治療的實驗研究

王明月，周悅，董軍強，高劍波

鄭州大學第一附屬醫院 放射科，河南鄭州 450052

能譜CT評價兔VX2肝癌抗血管生成治療的實驗研究

王明月，周悅，董軍強，高劍波

鄭州大學第一附屬醫院 放射科，河南鄭州 450052

目的分析能譜CT對兔VX2肝癌模型抗血管生成療效評估的價值。方法將開腹種植成功的68只肝癌模型，平均分為2組，對照組于移植瘤術后14 d開始，每天靜脈注射和治療組相同劑量安慰劑，生理鹽水，連續注射7 d。治療組每天靜脈注射重組入血管內皮抑制素連續注射7 d。對建模成功的兩組兔VX2肝移植瘤在種植后14 d、21 d均行能譜掃描。將重建圖像數據傳輸到影像后處理工作站進行分析。在碘基圖上定量測量腫瘤區域、鄰近無瘤肝組織、腹主動脈的碘含量，分別計算標準化碘含量（NIC），比較治療前后，腫瘤區域之間標準化碘含量的差異。結果治療前，實驗組、對照組腫瘤組織NIC均大于鄰近無瘤肝組織，之間的差異具有統計學意義（P＜0.05），而實驗組和對照組之間無統計學差異。重組人血管內皮抑制素（Endostar，恩度）治療后，治療組腫瘤區域NIC小于對照組，并且小于治療前腫瘤區域NIC，差異有統計學意義（P＜0.05）。結論重組人血管內皮抑制素（恩度）表現出明顯的抑制腫瘤血管生成作用，在化療的過程可通過能譜掃描評價抗血管治療的效果。

兔VX2肝癌模型；能譜CT；碘含量；血管內皮抑制素；腫瘤血管生成

能譜CT（Energy Computed Tomography，Energy CT）是利用物質在不同能量X線下所吸收的劑量不同，從而提供比常規CT更多的影像信息[1]。可以通過能譜分析和基物質密度圖像。例如，“碘-水”，用來分析組織病理學信息，并對其進行定性、定量分析。在本實驗欲通過能譜掃描中標準化碘含量（Normalized Iodine Concentrations，NIC）的變化與兔VX2肝癌模型的血供變化的關系，來評價抗血管治療的療效，為臨床研究提供更好的診斷及評價腫瘤抗血管治療療效的無創的影像學評價手段和方法。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

經鄭州大學實驗動物倫理委員會批準。由河南省實驗動物中心提供新西蘭大白兔68只，體重2.6～2.9 kg，雌雄不限。VX2荷瘤兔購置于中山大學動物實驗中心。

1.2 肝癌模型的建立

動物需術前12 h禁食，4 h禁水。采用開腹種植接種瘤組織塊的方法進行兔VX2肝移植瘤模型的種植，所有模型均由同一組醫師（1名外科主治醫師，1名住院醫師）進行。于劍突下1 cm腹部正中線逐層切開，切開皮膚后，結扎手術區域腹壁血管，于結扎線中間，進一步切開，刀口長約1.5 cm。開腹后，可見肝左葉位于切口正下方，用無菌紗布輕輕拉出肝臟，用無齒鉗在肝左葉打一小斜行隧道，深約4 mm。棉簽輕壓止血后，用眼科鑷將瘤塊置于隧道底部，然后夾取2 mm×2 mm大小明膠海綿1小塊植入隧道內。填塞后，用組織膠粘合隧道口，并腹腔噴曬4萬單位慶大霉素，逐層縫合關腹。碘伏消毒手術區域。術后肌肉注射慶大霉素8萬單位，連續3 d。

1.3 實驗方法

68只成功種植的模型兔平均隨機分為兩組：生理鹽水滴注對照組（B組）和抗血管生成藥（恩度）治療組（A組）每組34只。于種植后14 d均做CT能譜掃描（Gemstone Spectral Imaging，GSI）成像。掃描后，動物蘇醒后，將恩度和生理鹽水均采用耳緣靜脈滴注的方法，按照3 mg/kg的劑量進行注射，連續注射7 d。每天滴注完畢后，拔出留置針，將實驗動物放回實驗籠內，由專門的飼養人員飼養。種植后21 d（治療后7 d）對所有移植瘤模型做能譜CT掃描。用藥及后續觀測采用單盲法進行，給藥人員在治療及觀側整個過程中不知道動物具體的分組用藥情況。

1.4 檢查設備

GE Discovery CT750 HD 掃描儀進行掃描。先掃平掃，然后進行三期增強掃描，采用能譜模式采集圖像。管電壓：80 kVp和140 kVp快速瞬時切換；管電流，采用管電流選擇在噪聲指數（Noise Index，NI=8.0）的條件下選擇Auto mA。層厚與層間距均為5 mm，轉速為0.6 s/rot，螺距0.984：1。檢測血管選擇腹主動脈，采用智能追蹤技術（Smart Prep）觸發掃描，監測掃描間延遲（Monitoring ISD）選擇2.0。

1.5 GSI能譜分析

感興趣區（ROI）選擇在腫瘤組織和鄰近無瘤肝組織，注意感興趣選取時要避開大血管，腫瘤感興趣選取時要選擇腫瘤周邊強化明顯的區域，盡量避開液化壞死，并盡可能多的包括腫瘤組織。在生成的碘基圖上連續三個層面測量腫瘤組織、鄰近無瘤肝組織的碘含量ICtICl以及相應層面腹主動脈的碘含量ICaa。每個層面均測量三次，取平均值。然后計算分別計算治療前后標準化碘含量（Normalized Iodine Concentrations，NIC）計算公式為NIC=ICROI/ICaa，標準化碘含量為感興趣區的碘含量與同層面腹主動脈碘含量的比值。

1.6 統計學方法

采用SPSS 16.0統計分析軟件，對模型種植后14、21 d腫瘤組織以及無瘤肝組織標準化碘含量（NIC）采用兩個獨立樣本的t檢驗。治療后治療組、對照組腫瘤組織的標準化碘含量分別比較采用兩個獨立樣本的t檢驗。以P＜0.05為差異具有統計學意義。

2 結果

從建模后14 d到治療后，治療組腫瘤的大小無明顯變化，而對照組腫瘤體積明顯增大，部分肝癌模型出現腹水、轉移征象（圖1）。

圖1 能譜CT圖像

實驗組、對照組腫瘤組織和無瘤肝組織的NIC比較差異具有統計學意義（P＜0.05）。治療前（建模后14 d）分別比較試驗組、對照組腫瘤組織的標準化碘含量（NIC）和無瘤肝組織的NIC，均無統計學差異（P＞0.05）。治療后，治療組腫瘤區域和無瘤肝組織區域的NIC均較對照組減低（P＜0.001）（表1，圖2）。

表1對照組和實驗組，在治療前和治療后7 d前腫瘤組織和正常肝組織碘含量比較

圖2 對照組、實驗組治療前后腫瘤組織、正常肝組織碘含量

治療后，治療組腫瘤區域的NIC（0.570±0.029）較治療前（0.725±0.073）明顯減低（P＜0.001），而無瘤肝組織區域的NIC（0.482±0.046）較治療前（0.487±0.043）無明顯差異（P＞0.05）。對照組腫瘤區域與無瘤肝組織的NIC較治療前均增高。

3 討論

病變的血流動力學變化是診斷疾病及判斷預后的重要因素之一[2]，腫瘤的血管對于腫瘤的生長有著非常重要的作用，腫瘤實質中只有擁有大量的供血血管時，腫瘤才能持續生長，如果腫瘤的供血血管減少，腫瘤的生長就會受到明顯的抑制，甚至出現凋亡和壞死，影像學中對于判斷腫瘤的血流動力學變化，以往文獻中報道[3-4]有灌注成像，灌注成像的缺點是輻射劑量較高，對于肝癌化療后需多次影像學檢查判斷化療效果的患者，增加了風險。李劍穎[5]指出能譜CT是通過后處理軟件處理在不同基物質的條件下例如碘-水，實現物質分析，在碘基圖上可以測量碘含量。雙源CT的體模實驗[6-8]以及大量的臨床實踐已證實通過相應軟件可以獲得組織器官以及病變的碘含量，碘含量值和血管生成因子之間有一定的相關性。本實驗通過動物實驗建立肝癌模型，并采用抗腫瘤血管生成藥物重組人血管內皮抑制素（Endostar，恩度）進行干預，在能譜CT上做了能譜分析，通過測得標準化碘含量（NIC）判斷在治療過程中肝癌的血流動力學。

本實驗結果顯示，動脈期，實驗組、對照組腫瘤組織的NIC均高于鄰近無瘤肝組織的NIC，肝癌模型中移植瘤是肝動脈供血，動脈期，移植瘤的血供較鄰近無瘤肝組織血供豐富。治療后，治療組腫瘤區域的NIC 較對照組減低，且較治療前減低，而對照組腫瘤區域的NIC較治療前增高，說明重組人血管內皮抑制素有抗血管生成的作用。對照組鄰近無瘤肝組織較治療前NIC升高，是因為，無抗血管生成藥物的干預，移植瘤的血管生成向鄰近正常肝組織浸潤。本研究結果能很好的為肝癌抗血管治療中血流動力學變化提供影像學信息。

隨著更先進的影像掃描設備及后處理軟件的開發應用，特別是高空間分辨率的多層螺旋CT成像及能譜單能量成像有助于肝臟小病灶的檢出，同時聯合功能學變化信息，能譜CT將會有更廣闊的臨床應用前景。

[1] 張曉鵬.探索的精神與樂趣-CT能譜成像臨床應用研究中的思考[J].中華放射學雜志,2011,45(8):709-712.

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[3] 馬國林,姜慧杰,陳敏.肝癌結節血液動力學變化多層螺旋CT灌注成像觀察[J].中華醫學雜志,2013,93(15):1146-1149.

[4] Wright KC,Ravoori MK,Dixon KA,et al.Perfusion CT Assessment of Tissue Hemodynamics Following Hepatic Arterial Infusion of Increasing Doses of Angiotensin II in a Rabbit Liver Tumor Model[J].Radiology,2011,260(3):718-726.

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[6] 田志輝,王琦,時高峰,等.雙能CT測定體模碘含量[J].中國醫學影像學技術,2012,28(7):1406-1410.

[7] 劉靜紅,劉愛連.多層螺旋CT成像對于膽囊動脈的評價[J].臨床放射學雜志,2012,31(5):754-756.

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Experimental Study on the Evaluation of Anti-Angiogenesis Therapy in Rabbit VX2 Liver Cancers by Spectrum CT

WANG Ming-yue, ZHOU Yue, DONG Jun-qiang, GAO Jian-bo
Department of Radiology, the First Affiliated Hospital of Zhengzhou University, Zhengzhou Henan 450052, China

ObjectiveTo explore the effectiveness of application of the spectral CT for the treatment of endostatin of the rabbit VX2 liver cancer model.MethodsThe 68 rabbits with VX2 liver tumors were randomly and evenly divided into Control Group and Trial Group with 34 rabbits in either group. From the 14 d after tumor transplantation, Group A was injected with endostain at the dose of 0.3 mg/kg continuously for 7 d; while, Group B was injected with saline and endostain at the same dose of 0.3 mg/kg with Group A continuously for 7 d, The rabbits were scanned to obtain gemstone spectral images. The reconstructed image data were transmitted to the image processing workstation for analysis. The iodine content of the tumor, area without tumor and the abdominal aorta were measured in the iodine map to calculate NIC (Normalized Iodine Concentrations). And the pre- and post-treatment NIC was compared.ResultsThe NIC of the tumor tissue in both Group A and Group B were higher than the liver tissue without tumor, with statistically significant difference (P＜0.05). After the endostatin Endostar treatment, the NIC of tumor of Trail Group was less than that of Control Group, and less than pre-trestment NIC, with statistically significant (P＜0.05).ConclusionThe endostain Endosar showed obvious antiangiogenic effects in spectrum CT scan to evaluate the tumor angiogenesis and the effect of the anti-angiogenesis therapy.

rabbit VX2 liver cancer model; spectral computed tomography; iodine content; endostatin; tumor angiogenesis

R735.7

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.07.006

1674-1633(2016)07-0019-03

2015-12-28

河南省醫學科技攻關項目（201204008）。

高劍波，教授。

通訊作者郵箱：cjr.gaojianbo@vip.163.com