磁共振成像灌注參數與COL5A2、Galectin-3的相關性及對食管癌的診斷價值*

曹利鋒 馬凱 范卡 李晉生

(晉城市人民醫院1.CT 室;2.腫瘤科,山西 晉城 048026)

食管癌是一種起源于食管上皮的惡性腫瘤,典型癥狀有咽部異物感,進行性加重的進食梗咽感,進食后胸骨后疼痛等[1-2]。引起食管癌的病因尚不明了,但飲食所致的慢性刺激(如長期飲烈性酒和強型刺激性食品)、進食過快、過熱、過粗、慢性口腔炎癥、口腔內化膿性病變等均可能為本病的發病因素[3]。食管癌目前主要的治療手段有手術、放療、化療、食管支架等[4]。食管癌的影像學檢查有很多,如鋇餐檢查、CT檢查、MRI檢查和腔內超聲檢查,每種檢查方法都有其優點和局限性[5]。MRI具有良好的軟組織分辨率和非常高的對比度分辨率,可以清楚地顯示病變的位置和程度以及周圍組織與器官之間的關系,可以準確判斷病變;動態增強MRI依據其定量參數與腫瘤治療效果具有一定相關性,現已廣泛應用于腫瘤放化療領域[6]。V型膠原蛋白a2鏈(Type V collagen 2 chain,COL5A2)被認為是食管鱗癌的發展中關鍵基因,半乳糖苷凝集素-3(Galactoside lectin-3,Galectin-3)可能參與了腫瘤的發生發展,但進一步的研究報道鮮少。因此,本研究將探究磁共振成像灌注參數與COL5A2、Galectin-3的相關性及對食管癌的診斷價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2020年12月—2021年12月我院收治的疑似食管癌患者100例,以內鏡和活檢病理檢查為金標準,最終確診為食管癌患者的55例為觀察組,年齡34.0～75.0歲,平均(54.5±16.4)歲,BMI為21.0～25.0 kg/m2;按臨床分期標準分Ⅰ～Ⅱ期食管癌32例,Ⅲ～Ⅳ期食管癌23例,平均(23.0±1.2) kg/m2;其余45例食管炎病變患者為對照組,年齡35.0～75.0歲,平均(55.0±16.0)歲,BMI為20.0～25.0 kg/m2,平均(22.5±2.0) kg/m2。納入標準:經病理學組織檢查確診為食管癌的患者;無既往病史,未接受過系統治療。排除標準:有其他影像學檢查并發現惡性病灶;造影劑過敏者;心、腎等臟器嚴重損害;凝血功能異常者;陷入昏迷、意識不清或精神異常不可正常溝通者。本研究經我院倫理委員會審批通過(2019)倫審第(62)號。

1.2 診斷方法 MRI檢查:飛利浦Ingenia 3.0T磁共振進行檢查,叮囑受檢者受檢前提前空腹6 h,練習呼吸、屏氣,使其檢查過程中盡量屏住呼吸。指導患者呈仰臥位,采用腹部相位控陣表面線圈。T1WI序列:回波時間(TE)0.87 ms,重復時間(TR)2.85 ms;T2WI序列:回波時間(TE)96.00 ms,重復時間(TR)6315.45 ms;冠狀位:重復時間(TR)2540 ms;回波時間(TE)94.00 ms。翻轉角85°;視野(FOV)261 mm×380 mm;DCE-MRI檢查采用RadiaiviBE序列,層厚2.5 mm,TE1.78 ms,翻轉角12°,矩陣288×288,視野380 mm×380 mm。通過測量組織和器官的血液灌注情況來反映其血流動力學及功能變化,定性和定量的測量組織和病變的參數轉運常數(Ktrans)、速率常數(Kep)及細胞外血管外間隙百分比(Ve)等。目測病變區域中造影強化均勻且明顯的部位,將其勾畫為感興趣區(Region of interest,ROI),于其附近勾畫相同大小的正常組織作為對照感興趣區。在病變區域分散選取3個ROI測量,并且計算出其平均值,記錄其灌注參數。

1.3 食管癌病情分期標準[7]Ⅰ期:病變浸潤黏膜層和黏膜下層,無有遠處淋巴結轉移,或病變浸潤到固有肌層,但分化程度為高分化;Ⅱ期:病變主要是病變浸潤固有肌層,無淋巴結和遠處轉移,病變為中分化或高分化,或者病變浸潤到外膜,病變為高分化;Ⅲ期:病變主要是指病變浸潤道固有肌層及黏膜層,伴有淋巴結轉移;Ⅳ期:病變浸潤到外膜以外的組織,有淋巴結轉移,且有遠處轉移。

1.4 COL5A2、Galectin-3水平測定 時熒光定量PCR法檢測血清標本中的COL5A2表達:采用microRNA提取分離試劑盒分離血清COL5A2細胞總RNA,采用TaqMan microRNA反轉錄試劑盒進行microRNA逆轉錄,采用SYBR Premix ExTaq II kit進行定量PCR反應,設置反應條件為預火95 ℃,預變性30 min,取出降溫至90 ℃,變性5 s,迅速降溫至58 ℃,退火20 s,溫度保持60 ℃,延伸45 s,40個循環,重復實驗3次。GAPDH為內參,上游引物:5′-UAG CUUAUCAGACUGAUGUUGA-3′;下游引物:5′-G TCAGTCGCTTGGGCTGT-3′;COL5A2引物上游序列為:5′-AGGAACAGAAGTGCGAGGAGG-3′,下游序列為:5′-GGATGGAGTTGTCGGTGTAGATG-3′。上下游引物均購自廣州銳博生物科技有限公司。采用2-△△Ct方法計算COL5A2相對水平倍數。免疫組織化學法測定Galectin-3水平:石蠟切片脫蠟、水化后清洗3次,使用95 ℃檸檬酸鹽緩沖液(pH6.0)加熱,20～30 min后取出冷卻,PBS液清洗。滴加山羊血清,恒溫孵育30 min后PBS清洗3次,26 ℃環境中培養0.5 h,添加一抗(1∶1000),4 ℃孵育過夜,取出后PBS液清洗,滴加二抗兔抗羊IgG(1∶1000),孵育30 min,與抗生物素蛋白-生物素-過氧化物酶復合物,孵育30 min,使用PBS液清洗,DAB溶液顯色處理 8min,蘇木精染核,反藍、脫水處理后封片,顯微鏡觀察,使用ImageJ軟件分析Galectin-3表達的積分光密度值。見圖1。

圖1 Galectin-3在食管癌組織中陽性表達(200×)

1.5 統計學分析 應用SPSS 19.0軟件進行統計學分析,計數資料比較采用χ2檢驗,levene法進行方差齊性檢驗,組間比較采用獨立樣本t檢驗,采用受試者工作特征(ROC)曲線分析核磁共振成像影像對食管癌的臨床價值。以P<0.05為差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 MRI圖像表現 MRI圖像顯示,未見明顯食管癌病灶,周邊肌層線狀低信號完整,DWI病灶顯示為明顯高信號(圖2A);中等信號病灶突破低信號基層并向食管壁外生長,DWI病灶顯示為高信號且病灶直徑≥10 mm(圖2B),見圖2。

圖2 食管癌病灶情況顯示圖

2.2 兩組患者MRI灌注參數變化 與對照組相比,觀察組Ktrans、Kep、Ve水平較高,差異具有統計學意義(P<0.05),見表1。

表1 兩組患者動態增強掃描MRI灌注參數的變化

2.3 不同分期食管癌患者動態增強掃描MRI灌注參數變化 與Ⅰ～Ⅱ期食管癌患者相比,Ⅲ～Ⅳ期食管癌患者Ktrans、Kep、Ve水平較高(P<0.05),見表2。

表2 不同分期食管癌患者動態增強掃描MRI灌注參數變化

2.4 不同分期食管癌患者COL5A2、Galectin-3水平比較 與Ⅰ～Ⅱ期食管癌患者相比,Ⅲ～Ⅳ期食管癌COL5A2、Galectin-3水平升高(P<0.05),見表3。

表3 不同分期食管癌患者COL5A2、Galectin-3水平比較

2.5 食管癌患者MRI灌注參數、COL5A2、Galectin-3水平與病情分期的相關性 食管癌患者Ktrans、Kep、Ve、COL5A2、Galectin-3均與病情分期呈正相關(P<0.05),見表4。

表4 食管癌患者MRI灌注參數、COL5A2、Galectin-3水平與病情分期的相關性

2.6 食管癌患者MRI灌注參數與COL5A2、Galectin-3水平的相關性 Ktrans、Kep、Ve均與COL5A2、Galectin-3水平呈正相關,差異具有統計學意義(P<0.05),見表5。

表5 食管癌患者MRI灌注參數與COL5A2、Galectin-3水平的相關性分析

2.7 ROC曲線分析MRI灌注參數對食管癌的預測價值 與磁共振成像、COL5A2、Galectin-3單一診斷相比,聯合診斷對食管癌的預測價值較高(P<0.05),見表6、圖3。

表6 ROC曲線分析MRI灌注參數對食管癌的預測價值

圖3 MRI灌注參數聯合COL5A2、Galectin-3診斷食管癌的ROC曲線

3 討論

食管癌是目前發病率比較高的一種惡性腫瘤,對人類的生命安全造成嚴重的危害[8-9]。食管癌早期癥狀可能不明顯,但隨著病情的發展會造成吞咽困難,病情發展至中晚期,患者會出現逐漸消瘦以及脫水無力或者胸痛等表現,因此一旦確診為食管癌,一定要及時的進行治療,以免造成生命的威脅[10]。

MRI是一種非侵入性技術,無X射線,從而避免了輻射對人體造成的傷害[11-12]。同時,MRI可以實現不使用造影劑便清楚地觀察患者的心臟和血管,消除了患者使用靜脈造影劑和插管所帶來的疼痛以及風險[13]。通過對組織內部的血流灌注狀態觀測以及組織血管化程度分析,可間接反映腫瘤血管的功能狀態,為診斷和治療提供有力依據。有相關研究顯示,食管癌患者MRI灌注參數Ktrans、Kep、Ve隨著分期不同數值逐漸升高,可能為食管癌患者癌組織血管壁通透性增高,組織滲透壓增高,血流速度增能夠快,使Ktrans升高,對比劑進入血管和細胞外腔間隙量增多,腫瘤細胞豐富、緊密,由于細胞密度增大導致細胞外容量降低,進而使Ve值上升,且Kep的升高說明Ktrans值升高幅度更高[14-15]。本研究結果顯示,隨著食管癌分期患者MRI灌注參數水平變化越高,且與食管癌病情分期呈現正相關,說明MRI灌注參數與食管癌病情分期存在一定相關性,其對不同分期的食管癌患者具有診斷價值。

COL5A2是膠原家族的重要成員,被認為與癌癥發生有關[16-17]。既往研究,COL5A2在胃癌、肺腺癌、膀胱癌等組織中均呈高表達,可促進癌細胞增殖、轉移[18]。Galectin-3是半乳糖凝集素家族中的一員,主要存在于細胞質及胞核內,其正常組織中低表達或不表達[19-20]。已有多項文獻[21-23]指出,Galectin-3的糖復合物高親和性可促進內皮、平滑肌細胞有絲分裂的作用,參與腫瘤血管生成,與上述研究結果基本一致。有研究顯示,食管癌血清中Galectin-3、COL5A2呈異常高表達,在其他惡性腫瘤中,胃癌、結腸癌、乳腺癌等腫瘤中也有陽性表達,說明Galectin-3、COL5A2的表達對腫瘤的演進有積極診斷作用[24]。本研究結果說明,Galectin-3、COL5A2在食管癌不同分期中的表達情況不同,其表達情況強度隨著病情分期的升高而增強。MRI灌注參數聯合COL5A2、Galectin-3診斷食管癌的ROC曲線圖結果顯示,聯合檢測特異度、靈敏度顯著高于單項指標的靈敏度和特異度,有作為診斷食管癌病情分期的潛力。但單項檢測血清均低于聯合檢測靈敏度、準確度,MRI聯合血清Galectin-3、COL5A2水平檢測診斷可提高食管癌敏感度的同時且具有較高的特異度,提示血清Galectin-3、COL5A2可彌補MRI對早期食管癌微小病灶檢出率的不足。

4 結論

MRI灌注參數與血清Galectin-3、COL5A2三者聯合檢測準確度及靈敏度較高于單一檢測,彌補了單一檢測的不足,三者聯合對不同分期食管癌患者具有一定的診斷價值。