丁治民，翟 建，陈基明，俞咏梅，张峥嵘

(皖南医学院弋矶山医院影像中心，安徽 芜湖 241000)

研究显示，在肿瘤死因中，神经系统肿瘤位居20岁之前女性、40岁之前男性首位，位居20～40岁女性第4位[1]。胶质瘤是最常见的原发脑肿瘤，手术致残率较高，同时由于较强的异质性，化疗敏感性差异明显，总体预后较差，是难治性肿瘤之一[2]。国外临床对照研究显示，即使联合手术、放化疗等措施，Ⅳ级胶质瘤的3年生存率不超过16.0%。胶质瘤的生物学特征难以通过形态学很好地反映[3]。研究显示Ki-67 LI是胶质瘤的重要分子标记物之一[4]，可用于评估分级和预后。作为DTI最常用的参数，各项FA与胶质瘤的分级、预后密切相关。FA值与Ki-67 LI之间有无潜在联系，能否通过FA值预测Ki-67 LI值得研究。

1 资料与方法

1.1 临床资料在我院数据库搜集2012年1月至2019年5月间行手术治疗病理确诊的胶质瘤病例MRI资料。纳入标准：①术前行头颅MRI常规平扫、增强及DTI检查；②术前未行治疗，无其它恶性肿瘤；③有明确病理结果和分期，有Ki-67免疫组化分析并记录其百分比。排除标准：①同时伴其它恶性肿瘤者；②未行病变分级或免疫组化分析，未记录KI-67 LI百分比。共40例纳入分析(男：女=23：17)，年龄21～68岁，平均年龄(46.36±12.61)岁；按WHO分级标准，I级5例、II级12例、Ⅲ级15例、Ⅳ级8例。

1.2 数据采集

1.2.1 MRI检查 扫描仪为GE Signa HDxt 3.0 T MR，头颅8通道相控阵线圈。扫描序列包括T1-FLAIR：TR 2100～2400ms，TE 15～25ms，TI 800～900ms；FSE-T2WI：TR 3800～4400ms，TE 100～110ms；T2-FLAIR序列TR 8200～8700ms，TE 150～170ms，TI 2000～2100ms。层厚/层距：6mm/2mm，FOV 240mm×240mm，矩阵256×256。增强扫描：高压注射器肘静脉团注Gd-DTPA，剂量0.1mmol/kg，流速2.0mL/s。DTI采用SE-EPI序列：TR 8000ms，TE 90ms，b值取0和1000s/mm2，激励次数3次，弥散梯度方向25个，矩阵256×256，层厚/层距：3 mm/0mm，扫描时间225s。

1.2.2 Ki-67检测 取手术切除的肿瘤组织，石蜡包埋、切片，二甲苯溶液脱蜡，酒精脱水，3%双氧水浸泡10min使内源性过氧化酶活性减低，乙二胺四乙酸高压热修复后滴加比例为1:100的Ki-67抗体(鼠抗人，上海新肽生物科技有限公司)，4℃冰箱放置12h后添加DAB显色10min，苏木精染色后中性树胶封片。细胞核显示棕黄色颗粒即为Ki-67阳性表达，在400×高倍镜视野下随机挑选5个典型视野，使用Image-J软件统计阳性细胞占肿瘤细胞数的百分比，即阳性细胞表达率，取其平均值为最终结果。阳性细胞表达率>10%为高Ki-67 LI组，≤10%为低Ki-67 LI组。

1.3 图像分析与后处理将DTI图像传至ADW4.4工作站，用Functool 2.0软件行后处理，图像校正后计算FA参数值。图像的分析由两位中枢神经系统诊断经验丰富的高年资医生共同完成，确定并参考病灶显示最清晰的序列及层面，在FA图像上相应位置选定ROI勾画区域和范围并测量3次，注意避开坏死囊变区、大血管、颅骨及鞍区气体，取平均值作分析用。

1.4 统计学方法采用SPSS 22.0软件用于数据统计分析。定性资料行卡方检验。计量资料行单样本Kolmogorov-Smirnov检验做正态性分析，不符合正态分布以中位数(范围)表示，符合正态分布以“均数±标准差”表示，且作Levene方差齐性检验。使用Spearman相关分析FA值与Ki67表达的相关性。低、高Ki-67 LI组间FA值差异的比较使用Mann-Whitney u检验(方差不齐)或LSD法(方差齐)。应用ROC曲线分析FA值鉴别低、高Ki-67 LI的最佳诊断截断值、敏感度和特异度，并计算ROC下面积(AUC)。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 FA值与Ki-67 Ll的相关性Spearman相关分析显示胶质瘤FA值[0.1168(0.0154～0.7885)]与Ki-67 LI表达水平[16%(2%～40%)]之间呈负相关(r=-0.783，P<0.001)，伴随着Ki-67 LI表达水平的增加，FA值总体上呈减低趋势。

2.2 低、高Ki-67 LI组间FA值的差异本研究共纳入胶质瘤病例40例，包括17例中低级别(I级、II级)及23例高级别(Ⅲ、Ⅳ级)肿瘤(图1A-E)。40例中，低Ki-67 LI组18例，FA值为0.1610(0.0760～0.7885)，高Ki-67 LI组22例，FA值为0.0683(0.0154～0.1645)，总体而言，高Ki-67 LI组胶质瘤的FA值低于低Ki-67 LI组，组间差异具有统计学意义(z=-3.292，P<0.001)。17例中低级别胶质瘤中有2例为高Ki-67 LI(Ki-67 LI分别为15%、20%)，23例高级别胶质瘤中有3例为低Ki-67 LI(Ki-67 LI为5%～10%)。

图1 右侧顶叶胶质瘤WHO Ⅳ级

注：图1A-E 为同一病例，男，62岁，右顶叶胶质瘤WHO Ⅳ级，图1A为T2WI 呈混杂高信号，灶周水肿明显；图1B为T1FLAIR 呈等、低信号；图1C示FA伪彩图，病灶部位FA值较正常脑实质减低；图1D示灶周白质纤维束受压、稀疏；图1E为免疫组织化学染色示Ki-67在镜下呈棕黄色颗粒，Ki-67 LI为30%(×200)。

2.3 ROC曲线诊断效能分析绘制ROC曲线并计算曲线下面积，分析FA值在胶质瘤低、高Ki-67 LI组间的鉴别诊断效能，ROC下面积0.852，当FA值取最佳截断值0.0937时，鉴别诊断的敏感度83.6%，特异度75.7%。见图2。

图2 FA值ROC曲线

注：曲线下面积0.852 ，取0.0937为最佳截断值0.0937时，鉴别诊断的敏感度，特异度，鉴别胶质瘤高、低K i-67 LI的敏感度为83.6%，特异度为75.7%。

3 讨论

胶质瘤WHO分级I～IV级，I级良性，II级交界性，Ⅲ～Ⅳ级恶性度高，形态不规则、边缘模糊，常伴囊变坏死、出血及邻近脑水肿[5-7]。胶质瘤治疗方案的选择和预后随肿瘤分级而定，I～II级单纯手术治疗可获得较好预后，而Ⅲ～Ⅳ级往往需要扩大切除范围并辅以放化疗[8-9]。因此，术前准确分级意义重大。有研究认为胶质瘤FA值随肿瘤级别不同而存在差异，可作为胶质瘤分级的指标[10]。

Spearman相关分析提示FA值与胶质瘤Ki-67 LI表达水平呈明显负相关，FA值在低、高Ki-67 LI组间的差异存在统计学意义。DTI具有无辐射、无创，无需使用造影剂等优势，对肾衰或有过敏史的病人价值尤为明显。作为弥散加权的一种高级形式，其借助三维角度从方向和量上定量检测成像体素内水分子弥散的变化，从而实现成像体素内各向异性评价的量化和定向性。

FA值是扩散张量各向异性成分与张量总值之比，反映了白质纤维束的完整性和扩散的方向，是胶质瘤诊断与鉴别诊断、分级及预后评估的重要指标之一。有研究通过MRI动态增强扫描、MRS、IVIM等影像手段证实Ki-67 LI可反映胶质瘤肿瘤细胞的增殖情况[11-12]。本研究分析发现FA值与Ki-67 LI表达水平之间存在显著负相关，这表明肿瘤细胞在增殖过程中除数量增多外，细胞之间紧密度增加，同时伴有细胞正常结构破坏，细胞核增大，核浆比增高，细胞内空间变小，水分子弥散的各向异性减低，FA值相应减低[13-14]。这可能是FA与Ki-67 LI之间密切相关的主要原因。

分析统计数据发现胶质瘤的低、高Ki-67 LI组FA值差异存在统计学意义，FA值鉴别两组的准确性较好，其曲线下面积0.859，敏感度与特异度分别为92.3%、85.7%。有报道认为扩散峰度成像、动态增强扫描等成像的部分参数与Ki-67 LI存在相关性[15-16]，但评估相关参数与低、高Ki-67 LI关系的进一步研究很少。原因可能是关于低、高Ki-67 LI分界值的确切标准在病理学界尚未形成共识，为此我们参考国内外相关文献[17-20]将区分高、低Ki-67 LI的标准定为10%。尽管从总体观察可发现Ki-67 LI的表达水平是随胶质瘤级别增加而增高的趋势，但纳入的病例中仍然存在少数病例Ki-67 LI结果与肿瘤分级不一致或重叠交叉。说明肿瘤细胞增殖水平与分级并不完全符合，在本组40例病例中，术后病理及免疫组化分析显示23例Ⅲ～Ⅳ级胶质瘤中有3例Ki-67 LI<10%，17例I～II级胶质瘤中有2例Ki-67 LI>10%，与总体趋势相背离。因此，胶质瘤分级应结合Ki-67 LI与组织学结果等指标综合判定。一般来说，若组织学提示为低级别，但Ki-67 LI很高，仍然要考虑肿瘤侵袭性较强；若病变Ki-67 LI很低，则倾向于诊断良性。

本研究的意义主要在于以下几个方面：(1)FA值与Ki-67 LI表达水平存在相关，术前FA值测量不仅能反映Ki-67 LI的表达水平，还有助于预测胶质瘤级别，增加了术前诊断和预后评估的准确性。(2)术前测量FA值预测Ki-67 LI表达水平，可增加术中快速病理诊断的准确性，指导治疗。(3)胶质瘤异质性随级别增高而明显，病理检查时取材点不同将影响肿瘤增殖真实情况的反映，通过术前FA值测量推测胶质瘤Ki-67 LI表达水平，有助于选择取材部位，增加病理诊断的准确性。

本研究的局限性：(1)作为单一中心的回顾性分析，在入组病例的确定上存在一定的选择偏倚，胶质瘤的各级别构成分布不均，I级与Ⅳ级患者纳入数偏少。(2)虽然纳入的病例均进行了完善的MRI扫描序列，同时图像的分析及ROI的选取均由两位中枢神经系统诊断经验丰富的高年资医生共同完成，但仍然难以确保DTI图像FA的测量与肿瘤组织的Ki-67 LI取材的精准匹配。

综上所述，DTI定量参数FA值与胶质瘤Ki-67 LI表达水平具有明显负相关关系，临床上可利用FA值评估其肿瘤细胞增殖状况，为选择治疗方案和预后评估提供依据。