磁共振擴散張量成像在大鼠C6腦膠質瘤分級中的應用研究*

李香營，蔣錫麗，楊 光，陳建強，戰躍福，唐少虎，韓向君

(中南大學湘雅醫學院附屬海口醫院/海口市人民醫院放射科，海口 570208)

膠質瘤是中樞神經系統最常見的原發性惡性腫瘤[1]，術前準確評估膠質瘤的惡性程度對預測腫瘤生物學行為，制定手術方案至關重要。磁共振擴散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)作為一種新的成像方法，可以反映組織微觀結構變化，廣泛用于膠質瘤診斷、鑒別診斷、分級及手術方案的制訂[2-3]。本研究旨在探討臨床3.0T DTI在Wistar大鼠C6腦膠質瘤分級中的應用價值。

1 材料與方法

1.1材料 C6膠質瘤細胞株購于中國科學院上海生命科學研究院細胞所，復蘇后培養于10%胎牛血清、1%青鏈霉素混合液的RPMI-1640培養基中，傳代接種。采用隨機數字表將67只體質量215～330 g健康雌性Wistar大鼠分成實驗組57只，對照組10只。注射濃度大于1×106/10 μL，注射點位于bregma點前1 mm，矢狀縫右旁開3 mm處，注射方式采用硬腦膜下進6 mm,退1 mm,微量注射器注射速度為10 μL/min,整個過程緩慢進行，接種后大鼠先單籠喂養，記錄蘇醒時間、飲水進食及精神狀態等。對照組為假手術組，注射相同劑量不含C6膠質細胞的全培養基。

1.2方法

1.2.1DTI掃描及圖像處理 DTI掃描采用美國GE公司3.0T醫用掃描機，配備大鼠專用線圈，通道數目為8，所有成活大鼠分別在接種后第1～2周(22只)和3～4周(35只)行常規MRI及DTI檢查，增強方式采用尾靜脈注射釓噴替酸葡甲胺(Gd-DTPA，Mmagnevist，Schering,德國)2.5～3 mL/kg，增強序列為常規軸位T1WI和T1-3D-IR-FSPGR序列。 T2WI序列參數為TR 3 000 ms,TE 120 ms，層間距 0 mm，層厚 3 mm，矩陣 192×192。DTI采用自旋回波的回波平面成像(SE-EPI)，15個非共線梯度方向，梯度擴散因子(b)值為0、800 s/mm2，TR 2 500 ms，TE 88.7 ms。

DTI原始數據均由GE公司ADW4.4后處理工作站的Function Tool軟件進行,首先消除圖像噪聲,經工作站自動計算產生部分各向異性分數(FA)圖,并進行圖像配準,獲得瘤體感興趣區(ROI)的FA 值。ROI選擇避開出血、壞死、腦溝裂池等影響測量結果的區域[4]，以降低測量誤差。圖像分析由兩名高級職稱神經影像專家共同完成,在兩人達成共識的情況下確定瘤體及對側鏡像腦組織區各多個等大(2 mm2，9Pix)ROI,得到相應部位的FA值。

1.2.2HE染色和免疫組織化學檢查 所有接受DTI掃描的大鼠，1%戊巴比妥鈉(40 mg/kg)麻醉后經心臟灌注4%多聚甲醛固定全腦24～48 h切片，取瘤體最大層面做連續冠狀切片進行HE染色，光鏡下觀察接種腫瘤的分化程度，根據世界衛生組織(WHO)2002年中樞神級系統腫瘤的分類分級標準

A、B：T1增強及FA偽彩圖顯示右側大鼠大腦半球低級別C6膠質瘤。C、D：T1增強及FA偽彩圖顯示右側大鼠大腦半球高級別C6膠質瘤，瘤體內出現壞死

圖1不同級別C6腦膠質瘤T1增強和FA圖

確定膠質瘤分級，低級別膠質瘤為WHO Ⅰ～Ⅱ級，高級別膠質瘤為WHOⅢ～Ⅳ級。另取切片3張行GFAP免疫組織化學檢查，方法按試劑盒說明書完成。

2 結 果

2.1MRI檢查結果 實驗組57只大鼠均成功完成MRI掃描，低級別膠質瘤體積相對較小，信號均勻，增強后多呈輕度均勻強化。高級別膠質瘤腫瘤體積多較大，信號不均勻，增強后多以明顯不均勻強化或環狀強化為主。DTI顯示瘤體高級別膠質瘤瘤體FA值為(0.167±0.035)，低級別膠質瘤瘤體FA值為(0.147±0.015)，差異有統計學意義(t=2.34,P<0.05)，見圖1。10只對照組大鼠MRI掃描檢查未見異常信號。

2.2病理結果 本組研究57只荷瘤大鼠中，低級別膠質瘤(WHO Ⅰ～Ⅱ級)18只，高級別膠質瘤(WHO Ⅲ～Ⅳ級)39只，其中1～2周時，腫瘤級別Ⅰ～Ⅱ級18例，Ⅲ～Ⅳ級4例，接種3～4周，腫瘤級別Ⅲ級14例，Ⅳ級21例。HE染色顯示瘤體腫瘤細胞排列密集，以高級別更加明顯，伴有不同程度出血和壞死，細胞核異形性明顯。對照組大鼠均未見腫瘤生長。

3 討 論

膠質瘤是腦內最常見的惡性腫瘤，占原發性腦腫瘤的80%[3]，術前準確評估膠質瘤的惡性程度對預測腫瘤生物學行為，制定手術方案及預測轉歸、評估預后至關重要[2,5]。由于腫瘤存在不同程度的異質性，根據活檢或手術切除標本的組織學特點進行分級存在一定缺陷[6]。DTI作為一種新的功能成像方法，可以反映水分子的彌散特點，評估組織微觀結構變化，廣泛用于膠質瘤診斷、鑒別診斷、分級及手術方案的制訂[1,7]。大鼠C6腦膠質瘤接近于人腦膠質瘤的生物學特性，并且實驗結果具備良好的可重復性，為此本研究通過建立鼠腦膠質瘤模型，旨在探討臨床3.0T DTI在Wistar大鼠C6腦膠質瘤分級中的應用價值。

本組實驗結果顯示C6細胞在接種1～2周時，腫瘤級別Ⅰ～Ⅱ級18例，Ⅲ～Ⅳ級4例，接種3～4周，腫瘤級別Ⅲ級14例，Ⅳ級21例，這與已有研究結果相似[8-9]，也進一步證實了鼠腦膠質瘤的病理級別與C6細胞接種后處死的時間窗有關[10]。不過李明等[11]通過將C6細胞接種到SD大鼠，并在不同時間點掃描處死大鼠后發現腫瘤的病理級別在Ⅱ～Ⅲ級，推測可能與植入的細胞種類、動物個體間差異及接種后處理時間等因素有關。

本研究通過建立不同時間段大鼠C6腦膠質瘤模型后高級別膠質瘤瘤體FA值高于低級別膠質瘤，差異有統計學意義(P<0.05),這與國內外多項研究結果相似[12-13]。不過FA值在膠質瘤分級中的作用研究結果也存在一定爭議，EL-SEROUGY等[3]在一項35例膠質瘤患者的DTI研究中發現瘤體MD值聯合瘤周組織FA值對鑒別高級別膠質瘤和低級別膠質瘤有一定幫助，而瘤體FA值在膠質瘤分級中作用有限。這可能有兩方面原因：(1)FA值受多種因素影響，比如腫瘤細胞密度、細胞外聞隙、白質纖維髓鞘完整性等；(2)目前研究多針對DTI在膠質瘤患者分級中的應用，因不同患者存在異質性，缺乏實驗的可重復性，研究結果存在爭議。不過，本組研究采用接近人腦膠質瘤的大鼠膠質瘤模型，實驗結果具備良好的可重復性，降低了個體異質性造成的實驗偏倚。

綜上所述，通過建立C6大鼠腦膠質瘤模型發現，DTI參數FA值可以為術前膠質瘤分級提供準確可靠、無創的影像學信息。不過本研究也存在一些缺陷，首先本研究樣本量較少，無法確定膠質瘤分級的具體閾值，這也是以后研究的方向。另外臨床3.0T磁共振空間分辨力不足，不能滿足大鼠白質纖維示蹤，之后本課題組將進行更高場強MRI鼠腦膠質瘤分級研究。

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