腦膜瘤的MRI特征與Ki-67指數相關性研究

謝彬　王洪正　王浩

[摘要] 目的 探討腦膜瘤的各項MRI特征與Ki-67指數的相關性。 方法 通過回顧性分析111例經病理組織學證實的顱內腦膜瘤病例，將病例的臨床表現、術前影像學和組織學結果進行統計學分析。 結果 在111例腦膜瘤病例中，組織學結果：79例為WHOⅠ級，21例為WHOⅡ級，11例為WHOⅢ級腫瘤。Ki-67表達分級：陰性、弱陽性、中陽性和強陽性分別為60例、27例、7例和17例。綜合磁共振特征分級后，采用序貫Logistic回歸模型，發現表觀彌散系數（ADC）值、壞死和T2加權MRI上蛛網膜破裂是Ki-67高表達的獨立預測因子。 結論 ADC值越低，壞死及T2加權的蛛網膜破裂等影像學特點可能預示著腦膜瘤存在高增殖性。

[關鍵詞] 腦膜瘤;Ki-67;磁共振;表觀彌散系數;壞死

[中圖分類號] R651? ? ? ? ? [文獻標識碼] A? ? ? ? ? [文章編號] 1673-9701（2019）23-0011-04

[Abstract] Objective To investigate the correlation between MRI characteristics and Ki-67 index of meningioma. Methods 111 cases of intracranial meningioma who were confirmed by histopathology were retrospectively analyzed. The clinical manifestations， preoperative imaging and histological results of the cases were statistically analyzed. Results In 111 cases of meningioma， histological findings： 79 cases were in WHO grade Ⅰ， 21 cases were in WHO grade Ⅱ， and 11 cases were in WHO grade III tumor. Ki-67 expression grading： there were 60 negative cases， 27 weak positive cases， 7 medium positive cases and 17 strong positive cases respectively. After the comprehensive grading of magnetic resonance characteristics， a sequential logistic regression model was used to find that the apparent diffusion coefficient（ADC）value， necrosis and T2-weighted MRI upper arachnoid rupture were independent predictive factors of high Ki-67 expression. Conclusion Imaging characteristics such as lower ADC value， necrosis and T2-weighted arachnoid rupture may indicate the high proliferation of meningioma.

[Key words] Meningioma; Ki-67;Magnetic resonance imaging;Apparent diffusion coefficient（ADC）;Necrosis

腦膜瘤占所有原發性顱內腫瘤的20%～32%。根據世界衛生組織2016年的分類系統，腦膜瘤分為三個等級。WHOⅡ級（非典型）和Ⅲ級（間變性）腦膜瘤在臨床和組織學上比WHO Ⅰ級病變更具侵襲性[1]。有人提出，使用免疫組織化學標記物，即增殖標記物（Ki-67），將對腦膜瘤侵襲行為有一定的幫助。Ki-67有助于評估腦膜瘤的侵襲力，是判斷腦膜瘤預后的有用生物標記物[2]。同時有許多研究也明確了與腦膜瘤侵襲行為相關的MRI放射學參數[3-5]。本研究的主要目的是探討腦膜瘤的MRI特征與Ki-67指數的關系，并進行相關性分析。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2012年1月～2018年10月共111例經病理組織學證實的顱內腦膜瘤病例。對每例患者的病歷、術前影像學和組織學結果進行回顧性分析。根據2016年世衛組織腦膜瘤分類系統，對所有手術標本的組織病理學切片進行了重新評估，并對組織病理學診斷進行了重新分類。

1.2 影像分析

患者均使用西門子1.5T Aera超導型磁共振機進行MRI檢查。MRI包括以下序列：T1加權圖像、T2加權圖像、Flair圖像。利用截面厚度為5 mm的B值1000 s/mm2在軸面上獲得彌散加權成像（DWI）磁共振成像，在Siemens Synogo工作站中通過人工將感興趣區域（ROI）放置在B=1000的ADC圖上的各個腫瘤部位，由對腫瘤分級不清的的合作者確定ADC值。ROI被有意放置在腫瘤中心，并避開囊性、壞死和出血區域。根據ADC圖上的3～5個ROI，計算每個腫瘤的ADC值。同時收集了注射0.1 mmol/kg 的磁共振造影劑（Gd-DTPA）后的軸位、冠狀位和矢狀位T1加權圖像。

本研究分析的術前MRI參數包括：腫瘤位置（顱底與凸面）、腫瘤大小（<3 cm、3～5 cm、>5 cm）、腫瘤形狀（不規則形狀或規則形狀）、T1加權信號（與灰質相比高、低或等強度）、T2加權信號（與灰質相比高、低或等強度）、T1加權增強成像（均勻或不均）、ADC值、Flair信號（與灰質相比高、低或等強度）、腫瘤周圍水腫（PTE）、t2加權MRI上的蛛網膜層（完整或破壞）、腫瘤壞死。壞死成分為增強T1加權圖像上增強病變范圍內的非增強部分。

1.3 免疫組化

石蠟包埋切片用于染色，切片為4 μm層厚連續切割。在去石蠟化和再水化后，在氯化鈉緩沖液（pH6.0）中加熱20 min。通過在3%過氧化氫中培養10 min來阻斷過氧化物酶。用小鼠單克隆抗Ki-67（稀釋液1：500，Abcam公司，AB6526）在4℃培養過夜。在用PBS洗滌后，將載玻片與Dako Realtm enVision TM/HRP兔/小鼠（env）試劑（k-5007，Dako，Glostrup，丹麥）一起培養。使用DAB顯色劑進行1-3 min的染色。用蘇木精復染切片，脫水，然后用中性樹膠封片。陰性對照組用磷酸鹽緩沖液（PBS）代替主要抗體。

切片由2位病理科醫生用雙盲法進行閱片。對于Ki-67染色，他們從5個隨機選擇的代表性區域（×400）計數細胞。根據陽性細胞的比例對染色進行半定量評價，評價標準：陰性（-）<5%，弱陽性（+）：5%～10%，中陽性（++）10%～30%，強陽性（+++）>30%[6]。

1.4 統計學方法

采用SPSS統計軟件（Windows版，19.0）對數據進行分析。采用非參數Spearman相關分析和Kruskal-Wallis檢驗（Mann-Whitney檢驗）評價免疫組化表達水平與MRI參數的關系。采用單因素方差分析法對不同Ki-67表達水平的ADC值進行評價，采用Logistic邏輯回歸模型對預測Ki-67指數較高的因素進行評價，計數資料比較采用χ2檢驗。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 臨床結果

本研究包括111例腦膜瘤。男36例，女75例，平均年齡44.3（15～71）歲。WHOⅠ級79例，WHOⅡ級21例，WHOⅢ級腫瘤11例。

2.2 免疫組化結果

60例（54.1%）的手術組織中觀察到陰性（-）Ki-67表達樣品。弱陽性、中陽性和強陽性分別為27例（24.3%）、7例（6.3%）和17例（15.3%）。

2.3 磁共振成像結果

Ki-67表達與術前臨床和放射學參數的關系如表1所示。根據T1信號（Spearman相關分析，r=0.609，P<0.001）、Flair信號（Spearman相關分析，r=0.523，P<0.001）、PET（Spearman相關分析，r=0.888，P<0.001）和腫瘤大小（Spearman相關分析，r=0.362，P<0.001），Ki-67的表達有顯著差異。在t2加權上蛛網膜層完整性（χ2檢驗，χ2=45.281，P<0.001）、腫瘤形態（χ2檢驗，χ2=48.048，P<0.001）、壞死（χ2檢驗，χ2=24.931，P<0.001）和增強（χ2檢驗，χ2=24.510，P<0.001）上，Ki-67表達也有顯著差異。平均ADC隨Ki-67表達的不同而變化，較高的Ki-67表達顯示較小的ADC值（單向方差分析，P<0.001）（表1）。

采用序貫Logistic回歸模型對術前臨床和放射學參數進行進一步分析，以評估這些參數是否能預測Ki-67的表達。發現ADC值（P=0.019）、壞死（P=0.021）和T2加權MRI上蛛網膜破裂（P=0.026）是Ki-67高表達的獨立預測因子（表2）。

3 討論

腦膜瘤是最常見的原發性顱內腫瘤之一。根據世界衛生組織2016年的分類體系，這種組織病理學分類通常用于預測腦膜瘤的臨床進程。一些免疫組化參數，包括Ki-67/MIB-1、mmp-9、pr、er，被用作組織病理分級的輔助指標，以預測腦膜瘤預后[7-8]。其他作者已經對腦膜瘤中各種增殖指數的預后意義進行了評估，并認為Ki-67/MIB-1可以在不同的研究中預測患者的臨床進程[9]。Ki-67抗原是一種僅在細胞周期（G1、S、G2和M）的活躍階段存在的核蛋白。在腦膜瘤中使用Ki-67作為預后指標一直是許多研究的主題。大多數（但不是全部）研究發現良性、非典型和間變性腦膜瘤的Ki-67表達存在顯著差異，結合放射學特征與組織病理學分級，用來鑒別良性和侵襲性腦膜瘤行為。在彌散加權成像（DWI）和PET中，腫瘤-腦界面消失、瘤周水腫、腫瘤形狀不規則、MRI增強不均勻、表觀彌散系數（ADC）降低，可預測腦膜瘤的侵襲性[10-12]。

在本研究中，T1信號越高，FLAIR信號越高，瘤周水腫越強，腫瘤越大，T2加權MRI上蛛網膜層被破壞，腫瘤形狀不規則，增強存在壞死，ADC值越低，則Ki-67表達越高。在這些參數中，較低的ADC值是Ki-67高表達的最強獨立預測因子，其次是T2加權上的蛛網膜不完整。

有研究已經證明[13]，DWI的高強度和ADC值的降低預示著腦膜瘤的組織學分級更高。然而，其他研究表明，DWI不能準確預測腦膜瘤的組織病理學分級。Ki-67表達較高的腦膜瘤的特點是腫瘤細胞增多，核/細胞質比率增加，有絲分裂細胞增多，這會限制了水分擴散，因而會表現為較低的ADC值。這與本研究結果中ADC值較低與腦膜瘤侵襲性高正相關是相符合的。另一個與Ki-67高表達相關的MRI特征是T2加權MRI上蛛網膜的破壞，這通常表明腦腫瘤邊界不清[14]。Ki-67表達較高的腦膜瘤，包括WHO Ⅱ級和Ⅲ級腫瘤，可以通過腫瘤細胞直接侵入蛛網膜，侵入神經血管組織而進入腦實質。組織病理學侵犯性在MRI上就會表現為腦組織與腫瘤之間的分界不清，蛛網膜界面被腫瘤侵襲破壞。同樣，MRI上的壞死是另一個與高Ki-67表達相關的特征。Ki-67表達較高的腫瘤生長迅速，供血不足，導致腫瘤中心壞死。壞死可導致缺氧并增加了誘導缺氧誘導因子-1A（HIF1A），HIF1A 增加了VEGF的表達，進而促進了腫瘤的生長[15]。因此可以解釋MRI上的壞死與高Ki-67的正相關性。本研究的臨床意義在于術前預測腦膜瘤的行為。首先，具有上述特征的腫瘤需要完全切除，以減少復發;其次，根據MRI特征進行術中冰凍切片診斷，以指導切除的程度;第三，高度懷疑非良性腦膜瘤的患者需要進行術后Ki-67檢查。

綜上所述，DWI的ADC值越低，T2加權的蛛網膜破裂和壞死可能預示著Ki-67的高表達。對于具有這些特征的腫瘤，可能需要更積極的隨訪和（或）治療。

[參考文獻]

[1] Louis DN，Perry A，Reifenberger G，et al. The 2016 WHO classification of tumours of the central nervous system：A summary[J]. Acta Neuropathol，2016，131（6）：803-820.

[2] Babu S，Uppin SG，Uppin MS，et al. Meningiomas：Correlation of Ki67 with histological grade[J]. Neurol India，2011，59（2）：204-207.

[3] Rockhill J，Mrugala M，Chamberlain MC. Intracranial meningiomas：An overview of diagnosis and treatment[J]. Neurosurg Focus，2007，23（4）：E1.

[4] 段芙紅，白潔，張勇，等. 顱內腦膜瘤ACD值與Ki-67指數和腫瘤細胞計數的相關性[J]. 江蘇醫藥，2018，44（5）：556-558.

[5] Alexey S，Daniel TG，Tchoyoson L，et al. Histogram analysis parameters apparent diffusion coefficient for distinguishing high and low-grade meningiomas：amulticenter study[J]. Translational Oncology，2018，11（5）：1074-1079.

[6] Rezanko T，Akkalp AK，Tunakan M，et al. MIB-1 counting methods in meningiomas and agreement among pathologists[J]. Anal Quant Cytol Histol，2008，30（1）：47-52.

[7] 楊秋雄，林成達，蔡奮忠， 等.腦膜瘤組織中 Ki-67 蛋白的表達及與患者臨床病理特征的關系[J].中國臨床研究，2018，31（3）：362-368.

[8] Henderson VW. Information and misinformation on hormone therapy and meningiomas[J]. Climacteric，2013，16（6）：721-722.

[9] 王文陽，盧珍玲，林曉寧，等.Ki-67與腦膜瘤分級及復發的相關性分析[J]. 中國衛生標準管理，2018，9（22）：46-48.

[10] 蔣春秀，朱建彬，鄒天宇，等. 顱內孤立性纖維瘤/血管外皮瘤與腦膜瘤的臨床和MRI對比分析[J]. 中國醫學影像技術，2017，33（6）：848-852.

[11] Felix S，Daniel S，Damian S，et al. DNA methylation-based classification and grading system for meningioma： A multicentre，retrospective analysis[J]. Lancet Oncol 2017， 18（5）：682-694.

[12] Benedito JAP，Sueli MOS，Ant？觝nio NDA，el al. Molecular alterations in meningiomas：Literature review[J]. Clinical Neurology and Neurosurgery，2019，176：89-96.

[13] Fen X，Ning T，Tong SK，et al. MR diffusion kurtosis imaging predicts malignant potential and the histological type of meningioma[J].European Journal of Radiology，2017，95（8）：286-292.

[14] Fritz J，Roser F，Tatagiba M，et al. The basement membrane at the tumour-brain interface of brain-invasive grade I meningiomas[J].Neuropathology and Applied Neurobiology，2005，31（3）：339-342.

[15] Nassehi D. Intracranial meningiomas，the VEGF-A pathway，and peritumoral brain oedema[J]. Dan Med J 2013， 60（4）：1-15.

（收稿日期：2019-03-09）