前列腺良惡性病變超聲造影參數與VEGF、TGF-β1相關性的初步研究

劉倩，紅華，楊敬春，王芳，李敏，孫冉，吳國柱

內蒙古自治區人民醫院 超聲醫學科，內蒙古 呼和浩特 010017

引言

近年來，前列腺癌的發病率在我國呈逐年上升趨勢，嚴重影響老年男性的身心健康。在前列腺腫瘤的發生和發展中血管生成起著至關重要的作用[1]。超聲造影（Contrast Enhanced Ultrasound，CEUS）技術可以顯示前列腺血管的血流灌注，能夠反映前列腺毛細血管及微循環，有文獻報道經直腸超聲造影能夠使前列腺癌的檢出率得以提高[2-5]。血管內皮生長因子（Vascular Endothelial Groth Factor，VEGF）是重要的促血管生成因子，與健康的個體相比，前列腺癌患者的組織和血清中VEGF水平更高[6]。轉化生長因子（Transforming Growth Factor Beta 1，TGF-β1）能促進前列腺癌血管生成，是前列腺癌侵襲性形成的重要因素[7]。本文旨在研究前列腺良惡性病變超聲造影參數與血清VEGF、TGF-β1值的相關性，對前列腺癌的臨床診斷及治療提供幫助。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

2015年9月至2017年12月間我院泌尿外科收治的前列腺特異性抗原>4 ng/mL（包括TPSA>100 ng/mL的患者）或前列腺CT或MRI檢查可疑前列腺癌患者118例，年齡43～85歲，平均68歲，血清TPSA水平4.34～100 ng/mL，平均19.41 ng/mL。排除患有嚴重心、肺疾病等造影禁忌癥的患者，排除同時患有其他惡性腫瘤的患者。所有研究對象均在兩周內未進行前列腺按摩、直腸指診等刺激性檢查，空腹采靜脈血，離心后取血清，用酶標記免疫吸附測定法測定血清VEGF值、TGF-β1值，且均行經直腸前列腺超聲造影檢查及超聲引導下前列腺穿刺活檢，對于超聲造影無異常增強區域的患者采用12針系統穿刺活檢法，有異常增強區域者加穿1～2針。

1.2 儀器與方法

1.2.1 儀器

采用美國飛利浦公司生產的IU22型彩色多普勒超聲診斷儀，5～10 MHz變頻經直腸端掃式探頭，配經直腸專用穿刺架，18G活檢針（長20 cm）及自動活檢槍（由Bard公司生產），機械指數設為0.11～0.13。超聲造影劑采用意大利Barcco公司生產的注射用六氟化硫微泡（聲諾維SonoVue）、VEGF及TGF-β1血清檢測試劑盒。

1.2.2 方法

靜脈穿刺采集全血，待其凝血，室溫下離心獲取血清，用ELISA法測定患者血清中VEGF、TGF-β1含量。患者左側膝胸臥位，行經直腸前列腺掃查及超聲造影檢查，儲存圖像并實時觀察前列腺內造影劑的整體增強情況，造影觀察時間均為3 min，用QLAB軟件分析前列腺正中最大切面外腺及內腺左右側各2點共4點或結節切面外腺及內腺4點（包含結節）的時間-強度曲線形態，擬合曲線后記錄定量參數，即上升時間（RT）、峰值強度（PI）、平均通過時間（MTT）、曲線下面積（AUC）、強度降半時間（IHT）、上升支斜率（WIS）、達峰時間（TTP），求取各個病例4點相應參數的平均值。

最后行超聲引導下經直腸前列腺穿刺活檢術，用18G穿刺針分別在左右葉底、中、尖進行12針系統穿刺活檢，針對造影所顯示異常增強區域加穿1～2針。

1.2.3 統計學分析

2 結果

2.1 前列腺穿刺病理結果

經直腸前列腺組織穿刺病理結果顯示：118例患者中良性前列腺增生60例，前列腺腺癌52例，前列腺慢性肉芽腫性炎3例，前列腺膿腫2例，前列腺孤立性纖維瘤1例。前列腺慢性肉芽腫性炎、前列腺膿腫、前列腺孤立性纖維瘤共6例，例數過少，在統計中剔除，112例良性前列腺增生及前列腺癌患者納入研究。

2.2 前列腺良惡性病變經直腸超聲造影增強模式經直腸超聲造影參數比較

本組60例良性前列腺增生患者超聲造影多表現為前列腺組織內造影劑緩慢均勻填充，內腺造影劑進入早于外腺，內腺的增強強度高于外腺，造影劑緩慢消退，且內腺廓清時間晚于外腺（圖1）。本組52例前列腺癌患者，23例表現為彌漫性增強，即前列腺組織整體呈彌漫均勻增強，內外腺分界不清，造影劑快速進入，快速消退（圖2）；26例表現為不均勻增強，即前列腺組織整體呈彌漫不均勻增強，內外腺分界不清，造影劑快速進入，快速消退（圖3）；3例表現為局灶性（結節性）增強，即前列腺局部區域呈高增強，造影劑快速進入，快速消退（圖4～5）。在RT、PI、MTT、AUC、IHT、WIS、TTP 7個超聲造影參數中，RT、PI、MTT、AUC、WIS、TTP 6個超聲造影參數在良性病變組和惡性病變組間比較差異有統計學意義（P＜0.01）。惡性病變組PI、AUC、WIS較良性病變組高（P＜0.01），而RT、MTT、TTP較良性病變組短（P＜0.01）（表1）。

圖1 良性前列腺增生患者超聲造影均勻性增強

圖2 前列腺癌患者超聲造影彌漫性增強

圖3 前列腺癌超聲造影不均勻性增強

圖4 前列腺癌超聲造影局灶性增強

圖5 前列腺癌超聲造影結節性增強

2.3 前列腺良惡性病變血清VEGF及TGF-β1值比較

良性病變組、惡性病變組血清VEGF及TGF-β1值比較差異有統計學意義（P＜0.01），良性病變組血清VEGF及TGF-β1值低，惡性病變組血清VEGF及TGF-β1值高（表2）。

表2 前列腺良性病變與前列腺惡性病變血清VEGF及TGF-β1值比較（±s）

表2 前列腺良性病變與前列腺惡性病變血清VEGF及TGF-β1值比較（±s）

注：采用Wilcoxon秩和檢驗，*P＜0.01。

血清值 前列腺增生 前列腺癌 統計量 P VEGF (pg/mL) 25.26±24.09 35.57±33.52 2.861 0.004*TGF-β1 (ng/mL)33.70±22.30 57.85±36.14 5.382 ＜0.001*

2.4 前列腺良惡性病變超聲造影參數與血清VEGF及TGF-β1值相關性分析

參數PI與血清VEGF值呈顯著正相關，參數 WIS與血清VEGF值呈顯著正相關，參數TTP與血清VEGF值呈負相關，參數RT、MTT、AUC、IHT與血清VEGF值無明確相關關系（表3）；參數RT與血清TGF-β1值呈負相關，參數PI與血清TGF-β1值呈顯著正相關，參數AUC與血清TGF-β1值呈顯著正相關，參數WIS與血清TGF-β1值呈顯著正相關，參數MTT、IHT、TTP與血清TGF-β1值無明確相關關系（表4）。

3 討論

血管生成和腫瘤生長密切相關[8]。經直腸超聲造影對于腫瘤血管生成成像尤其有意義，因為它能夠突出前列腺微血管中的低速血流，能較為客觀地反映前列腺組織血流灌注情況，這種能力是由超聲造影劑實現的，由于其由氣體微泡填充，且大小與紅細胞相似，故可以流經最小的微血管，只在血管中停留幾分鐘，不外滲到組織間隙，更適合于血流動力學的定量[9]，這種定量方法是通過時間-強度（TIC）曲線實現的，從TIC曲線中提取超聲造影參數，可以定量分析前列腺腫瘤的血管生成和組織學特性，對于提高前列腺穿刺活檢陽性率及病變檢出率有積極的意義。前列腺癌的發生發展過程中有多種因子參與。目前已知的促血管因子中VEGF是作用最強的因子之一，其通過與血管內皮生長因子受體結合發揮作用，可刺激前列腺血管內皮細胞增殖、促進前列腺癌組織轉移，VEGF通過自分泌和旁分泌兩種途徑刺激腫瘤細胞的生長和間質新生血管的形成[10]。TGF-β1也能夠促進前列腺癌血管生成，通過刺激癌周細胞、血管平滑肌細胞增殖和分化，使血管結構成為穩定成熟的血管床，進而促進腫瘤血管增生、腫瘤細胞侵襲轉移[11]。

表1 前列腺良性病變與前列腺惡性病變超聲造影參數比較（±s）

表1 前列腺良性病變與前列腺惡性病變超聲造影參數比較（±s）

注：采用Wilcoxon秩和檢驗，*P＜0.01。

參數 前列腺增生 前列腺癌 統計量 P RT (s) 11.45±11.44 6.11±3.61 5.385 ＜0.001*PI (dB) 4.54±3.32 10.12±3.93 7.333 ＜0.001*MTT (s) 33.29±20.24 26.47±15.12 3.447 ＜0.001*AUC (dBs) 294.57±307.03 568.11±377.71 4.422 ＜0.001*IHT (s) 45.65±34.85 40.49±26.1 1.765 0.077 WIS (dB/s) 0.35±0.52 1.48±0.87 7.39 ＜0.001*TTP (s) 30.21±16.05 23.95±0.49 5.102 ＜0.001*

表3 前列腺良惡性病變超聲造影參數與血清VEGF值相關性分析

表4 前列腺良惡性病變超聲造影參數與血清TGF-β1值相關性分析

本組60例良性前列腺增生患者超聲造影多表現為前列腺組織緩慢均勻增強，這是由于增生的前列腺血管分布均勻，血管直且分支規則，不存在動靜脈分流及動靜脈瘺，故造影劑灌注均勻且流進流出緩慢；內腺增強時間早于外腺且增強強度高于外腺，這與前列腺增生主要以內腺增生為主有關，內腺在增生過程中需要大量新生血管，但這些血管通常都是正常血管，具有完整的血管結構，因此內腺血流灌注較外腺增加且灌注均勻、消退緩慢；52例前列腺癌患者，有23例超聲造影增強模式表現為整體彌漫性增強，26例表現為不均勻增強，3例表現為局灶性（結節性）增強，造影劑均快速增強、快速消退，這是由于前列腺腫瘤血管分布不同，造影劑微泡聚集的形式也不同而造成的，腫瘤微血管在結構上和功能上都與正常血管不同，腫瘤微血管通常呈不規則的分支，缺乏正常的樹枝狀分布結構，迂曲擴張、粗細不均，具有不可預測的血管直徑，高的彎曲度，多見粗大的毛細血管和竇狀間隙，并包含動靜脈分流[12]，故造影劑灌注可能不均勻、也可能均勻，且流進流出速度較快。對這112例前列腺良惡性病變超聲造影TIC曲線擬合得出的7個造影參數中有6個參數（RT、PI、MTT、AUC、WIS、TTP）良惡性比較差異有統計學意義（P＜0.01）。惡性病變組RT、MTT、TTP明顯短于良性病變組，與腫瘤微血管的快速生長，血管網雜亂無章，血流不規則灌注有關；PI表現為惡性_病變組大于良性病變組，說明惡性病變組的微血管密度及組織的血流量大于良性病變組，與吳成愛等[13]的研究結果一致；AUC表現為惡性病變組大于良性病變組，單位時間內造影劑流入量明顯多于良性病變組，可能與前列腺腫瘤內微循環明顯增加、局部形成動靜脈分流及動靜脈瘺、血管內血流量增多有關，與陸殿元等[14]的研究結果一致；WIS表現為惡性病變組大于良性病變組，可能是由于惡性病變組造影曲線的PI高于良性病變組，且TTP、RT短于良性病變組所致，曲線呈速升型，造影劑流進速度快,與腫瘤組織大量新生血管、存在動靜脈短路且血管內血流速度增快有關。

本研究中前列腺惡性病變患者血清VEGF值高于前列腺良性病變組，是由于在前列腺癌中，VEGF主要位于前列腺癌細胞以及血管內皮細胞，而在前列腺增生中，VEGF主要位于腺上皮細胞和血管內皮細胞，因血管內皮細胞本身不產生VEGF，故前列腺癌中大量的VEGF主要來源于前列腺癌細胞，在前列腺癌細胞增殖分化和浸潤轉移的過程中，癌細胞分泌大量的VEGF進入血液，造成前列腺惡性病變患者血清中VEGF濃度較前列腺良性病變組升高[15]。TGF-β1在前列腺癌患者血清中增高，與Baselga等[16]的研究結果一致，TGF-β1可促進前列腺癌細胞的增殖分化、增強前列腺癌的侵襲能力，其參與前列腺癌發病的主要機制是通過參與細胞周期和凋亡的調控，促進細胞外基質的增殖和腫瘤血管的生成[17]。

另外，將經直腸前列腺超聲造影參數與良、惡性病變組血清VEGF值、TGF-β1值進行Spearman相關分析發現：PI與血清VEGF值呈顯著正相關，即血清VEGF值越高，PI越高；WIS與血清VEGF值呈顯著正相關，即血清VEGF值越高，WIS越高；TTP與血清VEGF值呈負相關，即血清VEGF值越高，TTP越短；RT與血清TGF-β1值呈負相關，即血清TGF-β1值越高，RT越短；PI與血清TGF-β1值呈顯著正相關，即血清TGF-β1值越高，PI越高；AUC與血清TGF-β1值呈顯著正相關，即血清TGF-β1值越高，AUC越大；WIS與血清TGF-β1值呈顯著正相關，即血清TGF-β1值越高，WIS越高。

血清VEGF及TGF-β1與前列腺癌血管生成關系密切，且造影參數 PI、WIS、TTP、RT、AUC 與血清 VEGF、TGF-β1具有相關性，故超聲造影參數能夠反映前列腺癌的血管生成，可用于指導前列腺靶向穿刺活檢，以提高前列腺癌的檢出率。本研究的不足之處為超聲造影只選取一個平面，由于前列腺癌的多灶性容易造成其他平面病灶漏診，下一步將進一步研究前列腺三維超聲造影以彌補這一不足。

4 結論

超聲造影參數能夠反映前列腺癌的血管生成，可用于指導前列腺靶向穿刺活檢；血清VEGF值、TGF-β1值能夠反映前列腺癌的生物學行為，對前列腺癌治療及療效評估有一定的價值。