3.0T 小視野擴散加權成像ADC 值與垂體腺瘤Ki-67表達指數相關性的研究

徐曉晗，李磊，郭清，李松柏

（1.中國醫科大學附屬第一醫院，遼寧 沈陽 110001；2.赤峰市醫院放射科，內蒙古 赤峰 024000）

垂體腺瘤約占原發性顱內腫瘤的15%，是成人鞍區最常見的腫瘤[1]，占鞍區腫瘤的80%[2]。有研究者認為垂體腺瘤名稱不準確，最近也被建議稱為垂體神經內分泌腫瘤[3]。盡管垂體腺瘤通常被認為是良性的[4]，但世界衛生組織將具有較高有絲分裂活性、Ki-67≥3%和高p53 免疫反應性的垂體腺瘤歸為具有侵襲性的非典型腺瘤[5]，其特征是快速生長并侵犯周圍組織，這類垂體腺瘤具有高增殖性、外周侵襲生長、低治愈率及高復發率的特點[6]，因此研究垂體腺瘤的侵襲潛能標志物具有重要意義。常規MRI 能夠充分顯示垂體腺瘤與鄰近結構的解剖關系，但并不能提供垂體腺瘤侵襲潛能的信息。擴散加權成像（Diffusion weighted imaging，DWI）利用組織細胞內水分子的布朗運動，通過對表觀擴散系數（ADC）進行測量，定量反映組織的生理或病理功能信息。臨床中常規DWI 使用的是單次激發平面回波序列，能夠在較短時間內完成較多的掃描內容，但是由于視野范圍較大，掃描范圍內的骨骼、氣體等容易對圖像質量產生一定影響，隨著技術的發展，出現了能夠減輕偽影、提高組織分辨率的小視野DWI（Reduced field of view DWI，r-FOV DWI）[7]，但目前國內鮮有r-FOV DWI 用于研究垂體腺瘤的報道。本文通過探討3.0T r-FOV DWI 的ADC 值與垂體腺瘤Ki-67 表達指數的相關性，從而為臨床制定手術計劃和隨訪提供更多信息。

1 材料與方法

1.1 研究對象

本研究為回顧性研究，經過中國醫科大學附屬第一醫院醫學倫理委員會批準，免除受試者知情同意。回顧性分析我院2019 年3 月—2020 年9 月經手術切除且病理證實的垂體腺瘤患者30例，術前均行鞍區MRI 常規平掃、增強掃描及r-FOV DWI，術后病理均測量Ki-67 表達指數。男12例，女18例，年齡39～75歲，平均54 歲。

1.2 病理資料

Ki-67 免疫組化染色是采用標準方法對福爾馬林固定的石蠟包埋組織的5 μm 厚全切片進行的。由病理科醫師觀察腫瘤細胞核克隆Ki-67 標記腫瘤核的百分比。選擇陽性腫瘤細胞數量最多的區域進行計數，至少計數200 個細胞。

1.3 檢查方法

1.3.1 儀器設備

使用GE 3.0T Signa Pioneer MRI 掃描儀，24通道頭顱矩陣線圈。掃描時患者取仰臥位。囑患者盡可能減少頭部運動，患者頭部兩側用軟物填充，以減少掃描過程中移動造成的偽影。所有患者行鞍區MRI 常規平掃、增強掃描及r-FOV DWI。增強掃描對比劑采用Gd-DTPA，靜脈團注，劑量0.1 mmol/kg體質量。

首先進行鞍區常規平掃：矢狀位T1WI（TR/TE：1 931 ms/24 ms），掃描13層，層厚3 mm；冠狀位T2WI（TR/TE：2 496 ms/128 ms）、冠狀位T1WI（TR/TE：400 ms/10 ms），掃描12層，層厚3 mm。然后進行r-FOV DWI：TR：4 000 ms，TE：Min Full，b 值為0和1 000 s/mm2，NEX：4，激勵方式：Focus，視野：256×256×30%，矩陣：128×128×30%，掃描12層，層厚3 mm，掃描時間72 s。最后進行鞍區增強掃描。

1.3.2 圖像處理方法

掃描結束后，運用GE 3.0T Signa Pioneer 主機配置的Ready View 軟件進行r-FOV DWI 后處理及數據測量。對比鞍區常規MRI 圖像，手動選取感興趣區，選擇病灶最大層面，避開囊變、出血，測量腫瘤ADC值，測量3 次取平均值。

1.4 統計學方法

所有數據均經SPSS 24 統計軟件進行處理，統計結果以均數±標準差（）表示。ADC 值與Ki-67表達指數采用Spearman 秩相關檢驗進行線性相關性分析，并計算相關指數R 值。繪制受試者工作特征（Receiver operating characteristic，ROC）曲線，計算ROC 曲線下面積（AUC）、敏感度、特異度，評價ADC 值預測Ki-67 表達指數的性能。將Ki-67≥3%（15 例）和Ki-67<3%（15 例）分成高侵襲潛能組及低侵襲潛能組，對兩組的平均ADC 值進行差異性分析，兩組數據間比較先進行正態分布分析，符合正態分布的數據進行獨立樣本t 檢驗，不符合正態分布的數據進行獨立樣本非參數檢驗。P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

ADC 值和Ki-67 表達指數存在很強的相關性，呈負相關關系，R 值為-0.735（圖1）。

繪制ROC 曲線（圖2），ADC 值預測Ki-67 表達指數的AUC 為0.778，ADC 值預測Ki-67 表達指數的敏感度為87.5%，特異度為59.1%，ADC 值≥763.25×10-6mm2/s 作為Ki-67<3%的臨界值出現。

高侵襲潛能組垂體腺瘤的平均ADC 值為（698.8±41.2）×10-6mm2/s，低侵襲潛能組垂體腺瘤的平均ADC 值為（897.2±29.3）×10-6mm2/s，高侵襲潛能組垂體腺瘤的平均ADC 值明顯低于低侵襲潛能組，且兩組ADC 值的差異具有統計學意義（表1，圖3）。

表1 兩組的Ki-67 范圍及平均ADC值

3 討論

MRI DWI 是唯一檢測活體組織中水分子擴散的非侵入性方法，信號來自組織中的自由水，結合水的運動受限，不能產生信號，可根據病變組織和正常組織之間自由水擴散限制的不同程度，產生DWI 對比，以檢測組織中自由水限制性擴散的程度，DWI信號與ADC 值之間的差異能較好地反映組織結構信息[8]，具有高核質比的密集腫瘤細胞可以減少水分子運動，可用于惡性腫瘤的診斷[9]。由于顱底結構解剖關系復雜，鞍區鞍背、蝶竇、海綿竇密度差別較大，易受磁敏感偽影影響，常規DWI 顱底偽影較大，所以我們選用3.0T r-FOV DWI。r-FOV DWI 采用二維空間選擇性激勵射頻脈沖激發及180 度重聚脈沖，僅激發一小部分的感興趣區，可以有效減輕圖像變形和偽影[7]，通過兩個方向射頻脈沖的同時激發，減少相位編碼的次數，提高空間分辨率的同時，又保證了掃描時間的不延長，目前許多文獻已經證實了其可行性和應用價值[10-12]。

DWI 提供了組織內水分子流動或擴散的信息，可以反映組織的結構特點和生物學行為，ADC 值則反映了局部水分子的擴散能力。Ki-67 是一種參與細胞增殖過程的非組蛋白，在細胞周期的所有活動階段（G1、S、G2 和有絲分裂）參與合成核蛋白[13]。有絲分裂中核仁尺寸會增加，之前有研究發現核大小/體積與ADC 值之間有統計學上的顯著相關性[14-16]，Ki-67 的細胞含量在細胞周期S 期的細胞進程中顯著增加，有絲分裂期也可能引起細胞質蛋白的增加，從而導致細胞質黏蛋白的增加，使得細胞質黏度增加[17]，進一步降低ADC 值。許多研究探討了ADC 值與Ki-67 的相關性，包括膠質瘤、乳腺癌、肝癌、直腸癌等[18-21]。

本研究發現，ADC 值和Ki-67 表達指數之間存在負相關關系，R 值為-0.735，Ki-67 水平越高，ADC值越低。這一發現表明r-FOV DWI 可作為常規MRI 序列來預測垂體腺瘤復發的可能性。高侵襲潛能組垂體腺瘤的ADC 值明顯低于低侵襲潛能組，且在統計學上有顯著差異，其原因可能是因為高侵襲潛能組腫瘤細胞的增殖程度高、密度高，水分子擴散運動的細胞外空間相對更小，水分子的擴散程度受到限制程度更高，ADC 值則更低。ADC 值預測Ki-67 表達指數的AUC 為0.778，ADC 值預測Ki-67 表達指數的敏感度為87.5%、特異度為59.1%，說明ADC 值在預測Ki-67 表達指數的高低中具有潛力。

雖然大多數垂體腺瘤在組織學上表現為良性，但只有當垂體腺瘤侵犯到周圍結構時才能發現其侵襲潛能，在垂體腺瘤向周圍結構侵襲之前，預測其侵襲潛能對臨床制定手術入路及長期隨訪具有重要意義[22]，尤其是在治療后存在殘留病灶的情況下。細胞增殖標志物Ki-67 是一種在增殖細胞中表達的核抗原。盡管Ki-67 暫無明確的閾值，但Ki-67 作為病理學診斷中確立的增殖標記，其表達程度反映腫瘤的侵襲潛能[23]，高Ki-67 表達指數往往提示患者預后較差[24]，這樣的患者需要更加密切的隨訪或者放射治療[25-26]。Ki-67 表達指數對預測垂體腺瘤術后是否容易復發有臨床意義。

本研究的局限性：本研究樣本量偏小；感興趣區包含了腫瘤的實性部分，并未包含整個腫瘤，可能與病理結果存在偏倚；沒有納入其他MRI 技術。

綜上所述，r-FOV DWI 的ADC 值可以反映垂體腺瘤的Ki-67 表達指數，在術前預測垂體腺瘤的侵襲潛能與術后復發的可能，為垂體腺瘤術式的選擇及術后隨訪管理提供有價值的信息。