肝細胞癌31P磁共振波譜診斷價(jià)值的初步研究

【摘要】  目的 利用31P磁共振波譜(magnetic resonance spectroscopy,MRS)分析肝細胞癌與正常肝組織的磷脂和能量代謝特點(diǎn)。方法 16例正常人(對照組)及10例肝細胞癌患者(觀(guān)察組)納入本研究，對照組既往無(wú)肝病史，生化檢查確認無(wú)異常，肝細胞癌患者經(jīng)病理檢查證實(shí)，用Sonata 1.5T磁共振儀行31P?MRS檢查，對磷酸單脂、磷酸單脂/β?3磷酸腺苷、磷酸單脂/磷酸2脂指標作獨立樣本t檢驗。結果 對照組和觀(guān)察組的上述3個(gè)指標均值分別為0.71±0.19、0.33±0.16、0.37±0.12和3.13±0.53、1.88±0.2、2.27±0.42，兩組比較差異有統計學(xué)意義(P<0.05)。結論 31P?MRS能夠無(wú)創(chuàng )性鑒別肝細胞癌與正常肝組織的代謝改變， 可以對肝細胞癌進(jìn)行早期診斷。

【關(guān)鍵詞】  磁共振波譜； 肝腫瘤； 31P； 在體研究

    【Abstract】  Objective  To evaluate metabolism of different phospholipids and energy between hepatic cellular carcinoma and normal hepatic tissues by using 31P magnetic resonance spectroscopy (31P?MRS) in vivo.Methods  A total of 16 healthy adult persons with normal biochemical examination and without history of liver disease (control group) and 10 patients with hepatic cellular carcinoma (treatment group) were diagnosed with 31P?MRS by using 1.5T MRI. Phosphomonoesterase (PME), phosphomonoesterase/β?ATP (PME/β?ATP), and Phosphomonoesterase/phosphodiesterase (PME/PDE) were chosen for independent sample t test. Results  The mean values of PME, PME/β?ATP, PME/PDE were 0.71±0.19, 0.33±0.16 and 0.37±0.12 respectively in control group, and 3.13±0.53, 1.88±0.2 and 2.27±0.42 respectively in treatment group, with significant statistical difference (P<0.05). Conclusion  31P?MRS can identify noninvasively the change of metabolism between the healthy adult persons and the patients with hepatic cellular carcinoma and provide early diagnosis of hepatic cellular carcinoma.

    【Key words】  Magnetic resonance spectroscopy;  Hepatic cellular carcinoma;  31P;  In vivo study

    磁共振波譜(magnetic resonance spectroscopy,MRS)技術(shù)是指利用化學(xué)位移的微小變化采集信息，通過(guò)傅里葉變換將其轉換為MRS，測定人體物質(zhì)代謝和體內化學(xué)物，并用數值和圖譜的形式來(lái)表示的影像技術(shù)。隨著(zhù)MRI硬件和軟件的發(fā)展，MRS應用越來(lái)越表現出其臨床價(jià)值，但目前多還限于神經(jīng)系統疾病的診斷［1-2］，在其他系統的器官如肝臟、前列腺及肌肉等應用較少。本文目的旨在探討肝細胞癌的31P?MRS表現特點(diǎn)以及對肝細胞癌早期診斷的可能性。

   1  材料與方法

    1.1  研究對象

    16例既往無(wú)肝病史，經(jīng)生化檢查正常者作為對照組，平均年齡29歲(24～52歲)；10例肝細胞癌患者為觀(guān)察組，平均年齡51歲(33～65歲)。所有肝細胞癌患者均經(jīng)病理組織學(xué)檢查證實(shí)。

    1.2  掃描參數和方法

    Sonata 1.5T磁共振儀購自Siemens公司�；颊呷⊙雠P位，應用心/肝磷波譜表面線(xiàn)圈，呼吸門(mén)控腹帶置于中腹部，常規掃描定位肝臟后，用31P 2D?csi多體素采集數據。

    1.3  波譜后處理

    波譜后處理盡量減少非感興趣代謝物質(zhì)的共振峰，調整感興趣物質(zhì)的采集數據(紅線(xiàn))，盡量與實(shí)際數據(白線(xiàn))相擬合。

    1.4  統計學(xué)分析

    取磷酸單脂(PME)、磷酸單脂/β?3磷酸腺苷(PME/β?ATP)、磷酸單脂/磷酸2脂(PME/PDE)3個(gè)指標進(jìn)行統計學(xué)分析。對照組和觀(guān)察組這3項指標呈正態(tài)分布，但方差不具齊性，采用非參數獨立樣本t檢驗。P<0.05為差異有統計學(xué)意義。

    2  結果

    2.1  正常肝臟的31P?MRS圖及特點(diǎn)

    肝臟31P?MRS可測出7條不同的共振峰，按化學(xué)位移分布從左至右分別是：PME、無(wú)機磷(Pi)、PDE、磷酸肌酸(Pcr)、γ?3磷酸腺苷(γ?ATP)、α?3磷酸腺苷(α?ATP)和β?ATP(圖1)。利用磁共振儀自帶的軟件將譜線(xiàn)轉換成表格形式，可得到每個(gè)代謝物的化學(xué)位移位置，峰下面積(代表該物質(zhì)濃度)和濃度比值。

    正常人肝臟31P?MRS圖中PME值應較低，PDE及代表能量代謝水平的γ?ATP、α?ATP和β?ATP值較高，Pi值因與線(xiàn)粒體的結合水平不1致而變化較大，Pcr峰在理論上應不出現。通過(guò)對對照組的測定，得到PME、PDE及β?ATP的峰下積分面積范圍分別為：0.71±0.19、2.39±1.13、2.03±0.84。

    圖1  正常肝臟的31P磁共振波譜圖

    2.2  肝細胞癌患者的31P?MRS圖及特點(diǎn)

    與對照組的MRS圖比較，在肝細胞癌患者的31P?MRS圖(圖2)中PME明顯增高，PDE及各ATP值降低，另外Pcr值也有明顯增大。觀(guān)察組PME、PDE及β?ATP的峰下積分面積范圍分別為：3.13±0.53、1.69±0.67、1.42±0.53。

    圖2  肝細胞癌31P磁共振波譜圖

    2.3  統計結果(表1，2) 表1  對照組磷酸單脂、磷酸單脂/磷酸2脂、磷酸單脂/β?3磷酸腺苷值表2  觀(guān)察組對照組磷酸單脂、磷酸單脂/磷酸2脂、磷酸單脂/β?3磷酸腺苷值對照組和觀(guān)察組的PME、 PME/PDE及PME/β?ATP各自的P值均<0.05，差異有統計學(xué)意義。

    3  討論

    MRS不僅可以從分子水平上對活體組織或離體器官細胞內部進(jìn)行直接的化學(xué)觀(guān)測，而且可以在保持器官或組織生理功能的情況下非損傷性地對同1觀(guān)測對象實(shí)施多指標動(dòng)態(tài)跟蹤測定。磷譜主要反映組織細胞的磷脂及能量代謝改變，肝臟中許多化合物都含有31P，而且這些化合物參與細胞的能量代謝和與生物膜有關(guān)的磷脂代謝。因此31P波譜被廣泛應用在研究肝臟的能量及磷脂代謝變化。

    肝細胞癌患者的譜圖主要表現為腫瘤組織內出現以PME增高為特征的高水平磷酸代謝。實(shí)驗研究表明，惡性腫瘤導致的肝臟細胞膜合成的增強、細胞生長(cháng)的過(guò)盛、糖異生過(guò)程的加強、細胞的營(yíng)養狀態(tài)的惡化在波譜曲線(xiàn)上表現PME峰值升高和積分面積增加。另外PME還可用來(lái)作肝細胞癌化療前后療效的評估［3］。肝臟細胞內質(zhì)網(wǎng)的減少導致PDE的減少, 腫瘤組織PDE的降低可能標志著(zhù)腫瘤細胞膜降解物的耗竭，因此在肝細胞癌患者中PME/PDE比率升高。由于肝癌細胞對正常細胞的破壞、侵蝕，大量正常細胞的細胞膜和細胞器被破壞，較多Pi析出，組織中Pi明顯增加，所以β?ATP值、α?ATP、γ?ATP在譜線(xiàn)上峰值和積分面積明顯減小。因此在肝細胞癌患者中PME/ATP因升高而被認為是腫瘤組織迅速生長(cháng)的特征。

    在我們的實(shí)驗中，均可見(jiàn)到PME升高，PDE和ATP下降，與部分報道符合。關(guān)于PDE值，也有報道認為肝細胞癌患者中PDE升高，其幾率高達73%［4］。但在我們的實(shí)驗中幾乎所有的肝細胞癌患者PDE均下降，因此，我們認為在肝細胞癌患者中PDE應該是下降的。由于種種原因，諸如病灶周?chē)�正常組織的污染使波譜的信號并不完全來(lái)自腫瘤本身及去偶技術(shù)未得到廣泛應用等［5］。到目前為止肝臟腫瘤31P?MRS研究不多,并且各家報道尚不完全1致，因此對肝臟腫瘤的31P?MRS研究有其必要性。

    通過(guò)本研究得知，肝細胞癌患者和正常人在PME、PME/PDE及PME/β?ATP的代謝改變是可以通過(guò)MRS檢測出來(lái)的。這為肝細胞癌早期診斷提供了1種新的診斷方法。但由于目前國內臨床使用MRI磁場(chǎng)偏低、肝臟易受人體呼吸運動(dòng)等因素影響，使得這項技術(shù)應用于臨床還需1定的時(shí)間。

【參考文獻】
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