方楠 鄭露 齊斌 鄧穎 陳冬平
廣州醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院放療科 510095
鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma,NPC)是我國常見的惡性腫瘤之一,具有明顯的地域高發(fā)現(xiàn)象。放療或以放療為主的綜合治療是NPC目前公認(rèn)的有效根治性治療手段。在調(diào)強(qiáng)放療時(shí)代,NPC的3年總生存率更是達(dá)到90%以上[1]。但盡管如此,仍有30%~40%的NPC患者在初治后出現(xiàn)局部復(fù)發(fā)或遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移,這也是NPC患者治療失敗、死亡的主要原因。因此NPC的早期發(fā)現(xiàn)、診斷治療尤為重要。影像學(xué)檢查是NPC的重要檢查手段,磁共振成像技術(shù)(magnetic resonance imaging,MRI)因具有多參數(shù)成像和較高的軟組織分辨率等優(yōu)點(diǎn),在NPC的定性診斷、確定病變范圍、靶區(qū)勾畫、觀察療效和跟蹤隨訪中有著不可替代作用。彌散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging,DWI)是磁共振的一種功能成像技術(shù),在NPC診斷中的作用日漸受到重視。
1.1 MRI-DWI的原理 在人體的微觀組織中,水分子的自發(fā)性隨機(jī)流動(dòng)被稱為布朗運(yùn)動(dòng),布朗運(yùn)動(dòng)的程度即為彌散。彌散主要受細(xì)胞膜的限制,因此組織中水分子彌散受限程度與組織中的細(xì)胞密度成正比。根據(jù)機(jī)體組織密度的不同,水分子的彌散也就會(huì)受到不同程度的限制。MRI-DWI則可用于觀察布朗運(yùn)動(dòng),并根據(jù)布朗運(yùn)動(dòng)程度的差異對(duì)圖像灰度信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)化。表觀彌散系數(shù)(apparent diffusion coefficient,ADC)是反映活體組織中水分子彌散的指標(biāo)。ADC值受b值,即擴(kuò)散梯度因子的影響,b值越大,對(duì)水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的敏感程度越高,測得的ADC值越準(zhǔn)確,但圖像信噪比也越高,反之亦然。一般的DWI通常采用高低不同的兩種b值,通過單指數(shù)定量計(jì)算模型(the mono-exponential decay model)計(jì)算出ADC值,為達(dá)到成像質(zhì)量與ADC值準(zhǔn)確性之間的平衡,低b值通常為0 s/mm2,高b值通常為800 s/mm2左右[2]。
1.2 MRI-DWI的優(yōu)勢 與傳統(tǒng)MRI依賴于組織的自旋質(zhì)子密度、T1值或T2值等屬性的差異來成像不同,DWI可真實(shí)地反映活體組織中水分子彌散的生物學(xué)特征。腫瘤本質(zhì)上是細(xì)胞的失控性生長,細(xì)胞排列緊密[3],從而引起其中水分子彌散受限,DWI圖像中呈高信號(hào),ADC圖像中呈低信號(hào)。因此ADC值一定程度地反映了腫瘤的分化、增殖程度,能從分子水平觀察組織的早期病理學(xué)改變,并有著安全、無輻射、無需使用造影劑的優(yōu)勢。這一技術(shù)起初被用于診斷腦部疾?。?-5]。近幾年,DWI也逐漸被用于各種惡性腫瘤的研究[6-8]。而其在NPC中的應(yīng)用亦受到廣泛關(guān)注。
2.1 NPC淋巴結(jié)良惡性鑒別 組織學(xué)活檢是腫瘤原發(fā)病灶的最可靠確診手段,但在NPC中,轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的活檢尚存在爭議,因曾有研究表明NPC遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移率與是否行頸部淋巴結(jié)活檢、穿刺有關(guān),頸部淋巴結(jié)穿刺的患者有著更高的遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移率[9],對(duì)于解剖位置相對(duì)較深、不易進(jìn)行活檢和手術(shù)切除的咽后淋巴結(jié)(retropharyngeal lymph nodes,RLN),無創(chuàng)的影像學(xué)評(píng)估更顯得尤為重要,而MRI檢查是轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的主要檢查手段之一。不同于傳統(tǒng)MRI檢查僅能從淋巴結(jié)直徑進(jìn)行良、惡性的判斷,DWI可從分子水平進(jìn)行淋巴結(jié)的定性診斷[10]。如前所述,腫瘤組織細(xì)胞密度較高,ADC值較低,這種與正常組織的信號(hào)差異可通過測量ADC值進(jìn)行觀察,并診斷轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)。已有研究者將DWI應(yīng)用于宮頸癌、肺癌等腫瘤轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)診斷[11-13],而其在判斷NPC轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)中的準(zhǔn)確性也得到了肯定。
黃濤等[14]對(duì)88例NPC患者進(jìn)行多b值DWI掃描檢查,發(fā)現(xiàn)NPC患者原發(fā)灶、頸部轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)ADC值均低于良性淋巴結(jié)腫大患者,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05),當(dāng)b值取800 s/mm2時(shí),鑒別和診斷淋巴結(jié)良惡性的價(jià)值最高,對(duì)應(yīng)的受試者操作特性曲線(receiver operating characteristic curve,ROC)下面積為0.91。而對(duì)于大小、形態(tài)等傳統(tǒng)影像學(xué)表現(xiàn)與良性淋巴結(jié)極為相似的頸部轉(zhuǎn)移性小淋巴結(jié)來說,鑒別診斷更為困難,但DWI卻可為二者的區(qū)分提供一定的參考價(jià)值:劉芬與方向軍[15]學(xué)者的研究以健康志愿者的頸部良性淋巴結(jié)為對(duì)照,發(fā)現(xiàn)短徑≤15 mm的26枚轉(zhuǎn)移性小淋巴結(jié)ADC值均低于良性淋巴結(jié),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),ADC值用于鑒別良性淋巴結(jié)與轉(zhuǎn)移性小淋巴結(jié)的ROC下面積為0.862,截?cái)嘀禐?.842×10-3mm2/s。Li等[16]對(duì)NPC患者轉(zhuǎn)移性與良性RLN的ADC值分析研究同樣表明轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的平均ADC值及最小ADC值均小于良性淋巴結(jié),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),且最小ADC值是鑒別以上兩種淋巴結(jié)的最敏感指標(biāo),當(dāng)最小ADC值取0.89×10-3mm2/s時(shí),敏感性、特異性、準(zhǔn)確性分別為95.7%、95.1%、96.5%。
2.2 輔助NPC分期 NPC的綜合治療方案需根據(jù)分期來確定,精確判斷腫瘤侵犯范圍是準(zhǔn)確分期的關(guān)鍵。鼻咽部的解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜、隱蔽,MRI不僅軟組織分辨率優(yōu)良,還能獲得橫斷、矢狀面和冠狀面的成像信息,故而NPC分期檢測首選MRI。但部分NPC患者腫瘤部位與鼻咽炎性增生等良性病變的影像表現(xiàn)類似,常規(guī)MRI難以判斷;鑒于DWI可通過測量水分子運(yùn)動(dòng)情況對(duì)良、惡性組織進(jìn)行區(qū)分,陸續(xù)有研究將此技術(shù)應(yīng)用于NPC分期。閆鳳全等[17]分別測量了病理確診NPC患者的腫瘤原發(fā)灶、受累肌肉、受累斜坡的ADC值,發(fā)現(xiàn)三者的ADC值均低于健康人群,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05)。與單純MRI或DWI的檢查手段相比,MRI聯(lián)合DWI診斷對(duì)腫瘤T分期的準(zhǔn)確率較高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),但對(duì)其各臨床分期的診斷準(zhǔn)確率對(duì)比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。
亦有學(xué)者對(duì)腫瘤ADC值與T分期、N分期之間的相關(guān)性進(jìn)行探討,但結(jié)論不一。王國杰等[18]回顧性分析了154例初治NPC患者,并按腫瘤體積將患者為小病灶組(<2.0 cm3)、大病灶組(≥2.0 cm3),發(fā)現(xiàn)小病灶組T1、T2、T3、T4分期中的平均ADC值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05),且ADC值與T分期正相關(guān);但大病灶組不同T分期ADC值差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)。周瑋等[19]的研究也指出ADC值與NPC患者的T分期呈正相關(guān)性(r=0.436,P<0.05)。但黃婉云等[20]的研究卻發(fā)現(xiàn)無論是T分期或N分期,均與ADC值呈負(fù)相關(guān)。
就目前文獻(xiàn)來說,DWI多用于輔助T分期的診斷,結(jié)論也存在爭議,且鮮少有研究將ADC值與臨床分期的相關(guān)性進(jìn)行探討。綜合以上研究,筆者認(rèn)為相比單純測量ADC值,與MRI聯(lián)合診斷的方法在判斷NPC分期上更具優(yōu)勢,因此更建議將二者結(jié)合,對(duì)惡性腫瘤分期進(jìn)行更準(zhǔn)確的判斷。
2.3 NPC放化療敏感性的評(píng)估
2.3.1 治療前ADC值對(duì)NPC放化療敏感性的預(yù)測關(guān)于ADC值應(yīng)用于頭頸部鱗狀細(xì)胞癌的研究普遍認(rèn)為,治療前ADC值較低者療效更佳[21-22]。這可能是由于分化較差的腫瘤細(xì)胞致密程度和細(xì)胞更新速度更甚,從而導(dǎo)致組織中水分子彌散受限程度較分化好的腫瘤細(xì)胞更為嚴(yán)重,ADC值更低,而放化療通常對(duì)低分化癌更為有效。因此,治療前ADC值也可一定程度地預(yù)測放化療敏感性。
在NPC方面,早年有學(xué)者提出治療有效組的治療前平均ADC值顯著高于無效組(P<0.05),治療前ADC值與腫瘤消退程度呈負(fù)相關(guān)[23],近年也有學(xué)者認(rèn)為治療有效組的腫瘤ADC值高于無效組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)[24],ROC曲線顯示ADC值用于預(yù)測療效的ROC下面積為0.684,ADC截?cái)嘀禐?.60×10-3mm2/s時(shí)的敏感度為0.74,特異度為0.68。這與ADC值在預(yù)測頭頸部鱗狀細(xì)胞癌放化療敏感性研究的結(jié)論相反。但也有研究發(fā)現(xiàn)治療前更低的ADC值預(yù)示著治療敏感,比如郭煒等[25]利用DWI對(duì)NPC患者進(jìn)行誘導(dǎo)化療敏感性的預(yù)測,結(jié)果顯示16例完全緩解患者化療前ADC值為(0.73±0.03)×10-3mm2/s;20例非完全緩解患者化療前ADC值為(0.81±0.07)×10-3mm2/s。達(dá)到完全緩解患者治療前ADC值較低(P<0.05),且當(dāng)ADC=0.76×10-3mm2/s為閾值預(yù)測誘導(dǎo)化療后達(dá)完全緩解時(shí)取得了較好的敏感度與特異度。
2.3.2 治療開始后ADC值對(duì)NPC放化療敏感性的早期評(píng)估 有效的放化療使腫瘤細(xì)胞破裂壞死,水分子彌散增加,ADC值增加,且這些細(xì)胞水平上的改變較組織學(xué)形態(tài)學(xué)改變發(fā)生更早,因此對(duì)治療開始后NPC患者行ADC值測量,可在治療較早時(shí)期預(yù)測患者對(duì)放化療是否敏感,并據(jù)此及早對(duì)治療方案進(jìn)行調(diào)整。
Chen等[26]進(jìn)行的一項(xiàng)前瞻性研究中,分別對(duì)NPC患者于誘導(dǎo)化療開始前、誘導(dǎo)化療開始后第3天、第20天、第50天進(jìn)行ADC值的測量,發(fā)現(xiàn)治療后緩解者中第20天的ADC值、ADC值變化(ΔADC值)和ADC值變化百分比(ΔADC值%)均高于治療后無緩解者,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05);且誘導(dǎo)化療開始后第20天的ADC值是監(jiān)測早期放化療療效的最佳選擇。
2.4 對(duì)NPC治療后殘留/復(fù)發(fā)的診斷 放射治療后的早期腫瘤細(xì)胞及正常細(xì)胞發(fā)生壞死、再增殖,晚期通過纖維細(xì)胞及其他組織的纖維化、過度生長來修復(fù)受照組織的損傷。因此部分患者在放療后會(huì)出現(xiàn)鼻咽壁及咽隱窩黏膜不均勻增厚,鼻咽腔、咽隱窩變形、變窄,此種變化在MRI中與腫瘤殘留/復(fù)發(fā)的表現(xiàn)類似,僅通過MRI檢查難以明確;對(duì)于壞死、水腫等良性組織,水分子擴(kuò)散強(qiáng)于腫瘤組織,DWI常為低信號(hào),ADC值較高,而對(duì)于復(fù)發(fā)組織則相反,ADC值常較低。故DWI及ADC值的測量可作為鑒別NPC殘留/復(fù)發(fā)的重要參考。
梁梅與鄒光成[27]對(duì)60例NPC患者放療后的隨訪進(jìn)行DWI掃描,測量復(fù)發(fā)灶與非復(fù)發(fā)灶A(yù)DC值,對(duì)兩者ADC值進(jìn)行比較,結(jié)果顯示復(fù)發(fā)灶為(0.77±0.02)×10-3mm2/s,非復(fù)發(fā)灶為(0.97±0.01)×10-3mm2/s,放療后纖維化灶為(1.32±0.11)×10-3mm2/s,復(fù)發(fā)病灶與良性病灶之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),明顯更低。鐘華等[28]的研究同樣認(rèn)為復(fù)發(fā)者鼻咽部腫塊ADC值[(0.96±0.08)×10-3mm2/s]低于無復(fù)發(fā)者[(1.31±0.16)×10-3mm2/s],差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。此外,曾有學(xué)者進(jìn)行了18F-FDG PET/CT(PET/CT)對(duì)比DWI用于判斷NPC放療后殘留/復(fù)發(fā)價(jià)值的meta分析,得出的結(jié)論為PET/CT與DWI的敏感度分別為92%和88%,特異度分別為85%和87%,二者ROC下面積均為0.94,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)[29]。二者診斷效能相當(dāng),而相較于價(jià)格昂貴的PET/CT,DWI無疑是更具優(yōu)勢的檢查手段。
2.5 對(duì)NPC與鼻咽部淋巴瘤(nasopharyngeal lymphoma,NPL)的鑒別診斷 淋巴瘤是亞洲地區(qū)高發(fā)的惡性腫瘤之一,也可發(fā)生于鼻咽部,NPL是發(fā)病率僅次于NPC的鼻咽部惡性腫瘤。二者僅從流行病學(xué)、生物學(xué)行為方面難以鑒別診斷,但在治療、預(yù)后方面卻存在明顯差異,故其鑒別尤為重要。曾有研究表明,傳統(tǒng)的MRI平掃及增強(qiáng)成像中,NPL與NPC表現(xiàn)類似,而ADC值則表現(xiàn)通常為前者明顯低于后者,具有ADC測量值的DWI在淋巴瘤與NPC的鑒別診斷中起補(bǔ)充作用[24]。但就目前文獻(xiàn)所限,這一結(jié)論尚存爭議。
宋承汝等[31]回顧性分析對(duì)比了經(jīng)病理確診的22例NPC和27例NPL患者腫瘤原發(fā)病灶的MRI平掃、增強(qiáng)及DWI圖像,發(fā)現(xiàn)NPL組ADC值[(0.653±0.834 7)×10-3mm2/s]低于NPC組[(0.842±0.9466)×10-3mm2/s],差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)。孫俊旗等[32]的研究認(rèn)為NPL組ADC值[(1.039±0.015)×10-3mm2/s]高于NPC組[(0.803±0.049)×10-3mm2/s](P<0.05)。Ichikawa等[33]的回顧性分析則表明NPL患者及NPC患者ADC值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。NPL與NPC在病灶A(yù)DC值的比較中未得到統(tǒng)一結(jié)論。
DWI在NPC診斷過程中的應(yīng)用范圍隨著人們研究的不斷深入而拓寬,相比于內(nèi)鏡檢查、組織活檢等傳統(tǒng)手段,DWI具有快速、無創(chuàng)等優(yōu)勢,現(xiàn)已成為惡性腫瘤診斷過程中的重要輔助檢查手段。目前,DWI對(duì)于NPC的研究主要為以上提及的方面,亦有研究者對(duì)ADC值與NPC的病理分化程度、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移發(fā)生情況的相關(guān)性進(jìn)行分析[34-35]。但DWI也有一定的局限性,如ADC值在腫瘤的診斷中無特定閾值,且ADC圖像清晰度較差,并且參數(shù)的設(shè)置和腫瘤測量區(qū)域的選取不當(dāng)均會(huì)對(duì)ADC值產(chǎn)生一定程度的影響,這可能也是部分關(guān)于DWI的研究結(jié)論存在爭議的原因。因此該指標(biāo)難以在不同的檢查機(jī)構(gòu)間進(jìn)行橫向比較,DWI圖像也一般不單獨(dú)應(yīng)用于診斷,需要與傳統(tǒng)MRI相結(jié)合。另外,NPC的侵襲性、療效及預(yù)后受多種高危因素的影響,包括腫瘤體積大小、腫瘤細(xì)胞代謝程度以及某些基因的表達(dá)等[36-38]。而既往研究多為將ADC值作為單一指標(biāo)進(jìn)行的分析,目前,尚未見ADC值與其他高危因素聯(lián)合用于NPC診斷的報(bào)道。在以后的研究中,或許可將ADC值與不同的高危因素結(jié)合、對(duì)二者間相關(guān)性進(jìn)行分析,為NPC的診斷治療提供更為精準(zhǔn)的參考指標(biāo)。