MRI多功能參數對直腸癌新輔助放化療后病理完全緩解的預測價值

蘭 瓊

湖北省公安縣人民醫院放射醫學影像科 434300

直腸癌是嚴重危害人類健康的消化道惡性腫瘤之一。國內外指南均表明[1-2],局部進展期直腸癌(Locally advanced rectal cancer,LARC)的標準術式是新輔助放化療(Neoadjuvant chemoradiotherapy,nCRT)后行全直腸系膜切除術。研究表明[3],50%～75%LARC患者經nCRT可獲得不同程度腫瘤退縮,有10%～30%患者可達到病理完全緩解(pathologic complete response,pCR)。隨著個體化診療的發展,臨床認為不同nCRT療效應給予不同治療方案,pCR患者可考慮損傷更小的外科治療或采取等待觀察方案。因此,準確預測nCRT療效顯得尤為重要。盆腔核磁共振成像(MRI)是目前公認評估直腸癌nCRT效果的主要手段,但目前尚未對評估療效的MRI參數達成統一[4]。雖然腫瘤體積縮小與pCR有一定相關性,但僅根據腫瘤大小來評估nCRT療效并不準確,且空腔臟器機體測量的可重復性較差。因此,需要整合更多MRI參數來全面評估nCRT后活體腫瘤狀態,以指導臨床診療。基于此,本文旨在探討MRI多功能參數對LARC患者nCRT后pCR的預測價值,用以指導臨床診療。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2020年8月—2022年9月于本院診斷及治療的LARC患者的臨床資料。納入標準:(1)結腸鏡活檢為直腸腺癌,且經病理證實為LARC(≥T3期或N+);(2)腫瘤距肛門距離<10cm;(3)無MRI檢查禁忌證;(4)nCRT前(基線)、后6～8周(術前)均行MRI檢查;(5)nCRT后1周內行全直腸系膜切除術;(6)術后病理標本按照TRG分級;(7)患者病理及手術報告完整。排除標準:(1)治療前或治療中發現遠處轉移者;(2)合并其他系統的惡性腫瘤;(3)nCRT前接受過其他治療者;(4)有盆腔手術史或化療史者;(5)nCRT前后MRI掃描病灶位置不一致者或MRI圖像不清晰者。共納入109例LARC患者,其中有4例因MRI資料不完整或不清晰,2例在治療過程中發生肝轉移而被排除。最終103例患者納入研究,根據術后Mandard提出的TRG腫瘤消退等級將患者分為病理完全緩解(pCR)組(n=36)和非pCR組(n=67)。本研究經醫院倫理委員會審批。

1.2 方法 所有患者均在腸鏡確診后1周內行nCRT,并于化療結束后1周內行全直腸系膜切除術。nCRT方案為:放療(5次/周,共照射25～28次;單次劑量1.8～2.0Gy/d,總劑量45.0～50.4Gy/d)+化療(放療時同時服用卡培他濱825mg/m2,2次/d,5次/周,共4～6周,放療結束后口服卡培他濱和靜滴奧沙利鉑進行鞏固療效,共2周)。nCRT過程中可針對患者情況給予止吐、升白等治療,結束后行全直腸系膜切除術。MRI檢查方法:所有患者均于nCRT前及術前采用siemens3.0TMRI掃描儀及16通道體表線圈進行檢查。先行盆腔常規FSE-T1WI和FSE-T2WI壓脂序列,再行冠狀、矢狀及斜軸位小FOV及高分辨率FSE-T2WI非脂肪抑制序列掃描,最后行DWI序列掃描。檢查結束后將圖像傳輸至3.0T西門子syngo工作站,由2名具有8年以上工作經驗的腹部放射科醫師在未知MRI診斷結果及病理結果的情況下進行數據測量和分析。先勾畫感興趣區,參考T2WI橫軸位和DWI序列測量腫瘤最大橫截面積(MTA)、ADC及最大厚度(MTT);參考T2WI矢狀位和DWI序列測量腫瘤長徑(MTL)、距肛緣距離(DTA)。腫瘤近似體積(CATV)=MTA×MTL。各參數變化百分比(Δ%)=[治療后參數(post)-治療前參數(pre)]/治療前參數(pre)×100%。

TRG腫瘤退縮分級參考Mandard標準[5]:1級,無腫瘤細胞;2級,單個或小簇腫瘤細胞;3級,殘存更多腫瘤細胞,但腫瘤占比<纖維化;4級,腫瘤占比>纖維化;5級,無纖維化伴腫瘤廣泛殘留。1～2級定義為pCR。

2 結果

2.1 pCR組和非pCR組臨床病理特征比較 pCR組和非pCR組性別、年齡、臨床分期、肛管受累等臨床病理資料比較,差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

2.2 pCR組和非pCR組MRI參數分析 pCR組和非pCR組ADCpre、ADCpost、ΔADC%、ΔMTA%、MTLpost、ΔMTL%、ΔCATV%及ΔDTA%比較,差異有統計學意義(P<0.05)。見表2。

表2 pCR組和非pCR組MRI參數分析

2.3 LARC患者nCRT后pCR的Logistic回歸分析 Logistic回歸分析顯示,ΔADC%、ΔMTA%、ΔMTL%、ΔCATV%及ΔDTA%是預測LARC患者nCRT治療后pCR的獨立預測因素(P<0.05)。見表3。

表3 LARC患者nCRT后pCR的Logistic回歸分析

2.4 MRI參數的ROC曲線及診斷效能 ROC曲線顯示,ΔADC%預測pCR的診斷效能最高,AUC為0.893(95%CI為0.817～0.945),敏感度為80.6%,特異度為83.6%。見表4和圖1。

圖1 MRI參數預測LARC患者nCRT后pCR的ROC曲線

表4 MRI參數預測LARC患者nCRT后pCR的診斷效能

3 討論

nCRT+全直腸系膜切除術是LARC的標準治療方案,nCRT治療后獲得pCR的患者可用保守治療代替根治性手術。同時,對于可保守治療的患者需嚴格篩選,避免因保守治療增加局部復發率、轉移率,延誤患者治療。但是nCRT治療后纖維化與殘余腫瘤難以區分,致使30%左右pCR患者實施了直腸癌根治性手術[6]。因此,尋求準確且易測量的指標術前預測pCR顯得尤為重要。既往研究表明[7],nCRT后通過MRI計算到的腫瘤體積縮小率是預測LARC患者nCRT后pCR的有效指標。也有研究表明[8],nCRT治療后ADC及標準化ADC值對直腸癌pCR具有較好的預測價值。本研究收集我院LARC患者nCRT治療前后的MRI資料,獲取腫瘤形態學及功能學指標,并探討其對LARC患者nCRT后pCR的預測價值,以指導臨床診療。

一般認為,腫瘤越大、生長周期越長、分化程度及分期越高,侵犯周圍組織的概率也越高。因此,腫瘤大小改變是患者預后的獨立預測因素,是評估nCRT療效最直接、最直觀、最易獲取的指標[9]。腫瘤大小的評價指標主要有最大長徑、最大截斷面積、近似體積等。本文中,MRI形態學指標腫瘤最大面積縮小率、長徑縮小率、近似體積縮小率及距肛緣距離縮小率是預測nCRT指標,其AUC分別為0.809、0.737、0.826及0.763,由此表明,腫瘤最大面積縮小率及腫瘤近似體積縮小率對預測pCR的診斷效能更好。張翀達[10]研究顯示,利用MRI各層疊加計算的腫瘤近似體積在預測pCR方面有其獨特優勢,此與本文結果一致。另有研究表明[11],腫瘤距肛門距離越近,nCRT治療后獲得pCR的可能性越大。原因是,腫瘤距離肛門越近,放療是從肛門位置對準病灶越敏感,nCRT效果越好,更易獲得pCR。MRI功能學參數ADC是反映水分子擴散能力的指標,可反映腫瘤組織內細胞排列致密程度及細胞胞膜完整性的指標。nCRT治療后,腫瘤細胞發生溶解、破裂,細胞水分子擴散能力增強,從而導致ADC值升高[12]。本文中,治療后兩組ADC值均升高,但pCR組升高更明顯。Logistic回歸分析顯示,ADC縮小率是預測pCR的重要指標,診斷效能高于形態學指標,且其可重復性最高。研究證明[13],結合ADC與平均擴散峰度,可較準確預測LARC患者對nCRT療效,評估pCR情況,與本文結果一致。

綜上所述,MRI形態學及功能學參數MTA、MTL、CATV、DTA及ADC經nCRT治療后的縮小率均可預測pCR,且ADC縮小率的診斷效能最高。但本研究尚有一定的局限性,如樣本量較少,且只納入直腸腺癌患者。在今后的研究中,可擴大樣本量,納入其他病理類型直腸癌行進一步研究。