洪士彬,程杰軍,狄文
宮頸癌在全球女性腫瘤的發(fā)病率及死亡率均位居第4 位,且在不同經(jīng)濟水平及生活習(xí)俗的國家地區(qū)有明顯的差異,在部分經(jīng)濟欠發(fā)達國家中,發(fā)病率居于第2 位,甚至第1 位,達到40/10 萬~80/10 萬,中國宮頸癌發(fā)病率居惡性腫瘤第7 位,為10.2/10 萬[1]。在宮頸癌的規(guī)范化治療方面,基于磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)在宮頸癌成像技術(shù)方面的進展和日益廣泛研究,在宮頸癌分期評估價值方面越來越受到臨床的重視,國際婦產(chǎn)科聯(lián)盟(International Federation of Gynecology and Obstetrics,F(xiàn)IGO)在2018年根據(jù)臨床實踐更新宮頸癌分期標準。相較于2009年版本,此次更新將MRI 影像診斷的方法列入分期的重要參考指標,分別在ⅠA期、ⅠB期及ⅢC期做了調(diào)整[2]。新增了ⅢC期,即存在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移被劃分為ⅢC期,影像學(xué)證據(jù)和病理學(xué)結(jié)論評估淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況[2-3]。這也是FIGO 首次將影像學(xué)資料納入分期評估系統(tǒng)。在美國國立綜合癌癥網(wǎng)絡(luò)(National Comprehensive Cancer Network,NCCN)的宮頸癌臨床實踐指南以及國內(nèi)結(jié)合實際情況對其的解讀中,不論宮頸癌分期如何,在局部病灶進展的評估、治療后的隨訪等方面,都推薦盆腔MRI 增強檢查[4-5]。在宮頸癌局部病灶和盆腔腹膜后淋巴結(jié)的評估方面,MRI 具有軟組織成像對比度高的特點,且隨著功能成像序列的發(fā)展,MRI 在評估腫瘤大小以及盆腔擴散方面具有優(yōu)勢,為治療方案的優(yōu)化提供了可靠的評估方法[6]?,F(xiàn)從宮頸癌分期評估方面綜述MRI 在宮頸癌的臨床應(yīng)用及進展。
2018年FIGO 分期標準對于ⅠA期定義為浸潤深度不大于5 mm,在臨床工作中ⅠA期的確定,常由宮頸環(huán)切術(shù)后的病理結(jié)果確診。對于常規(guī)T2 加權(quán)成像(T2W)和彌散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging,DWI)序列,其空間分辨率有限,小于5 mm浸潤深度的早期宮頸癌評估有一定的局限性,雖然MRI 檢查對病變本身的顯示存在局限性,但在合并局部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的情況下,完善MRI 檢查仍有其必要性[7]。
對于有生育意愿,要求保留生育功能的宮頸癌患者,可選擇根治性子宮頸切除+盆腔淋巴結(jié)切除[5]。該術(shù)式要求腫塊最大徑不超過2 cm(ⅠA期、ⅠB1期),且局限在宮頸未累及宮頸內(nèi)口(距離宮頸內(nèi)口>5 mm),無宮旁浸潤及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。MRI 能在冠狀位測量腫瘤與宮頸內(nèi)口的距離,能從橫軸位、矢狀位及冠狀位三個不同層面評估腫瘤大小、位置及腫瘤生長方式(外生型、浸潤型),了解宮頸間質(zhì)浸潤情況及局部淋巴結(jié)有無轉(zhuǎn)移[8]。de Boer 等[9]系統(tǒng)分析了366 例宮頸癌累及宮頸內(nèi)口的MRI 圖像特征,發(fā)現(xiàn)冠狀位T2W 對于評估宮頸癌腫塊有無累及宮頸內(nèi)口的敏感度為91%,特異度為97%。
腫瘤的脈管浸潤(lymphovascular invasion,LVSI)是指腫瘤細胞侵襲到血管或淋巴管。在宮頸癌分期標準中,LVSI 的結(jié)果并不改變分期,但是有無LVSI 決定了早期無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移宮頸癌患者的手術(shù)方式,若有LVSI 則需要行盆腔淋巴結(jié)清掃術(shù)[4]。并且在宮頸癌的SEDLIS 標準(淋巴結(jié)陰性、切緣陰性和宮旁陰性患者行根治性子宮切除術(shù)后是否考慮盆腔外放療的標準)[4],LVSI 的有無是其重要的參考因素之一。腫瘤LVSI 的有無,常由術(shù)后病理確定。近年通過術(shù)前影像學(xué)手段預(yù)測宮頸癌患者有無LVSI 逐步成為研究熱點。Xu 等[10]用PET 聯(lián)合體素不相干運動成像(intravoxel incoherent motion,IVIM)預(yù)測宮頸癌患者的LVSI 情況,PET 圖像參數(shù)中的病灶糖酵解總量(total lesion glycolysis,TLG)和IVIM 圖像參數(shù)中的真彌散系數(shù)最小值(Dmin)在LVSI 陽性組和陰性組中存在差異,可作為預(yù)測有無LVSI 的重要參考因素,聯(lián)合TLG 與Dmin 判斷宮頸癌患者LVSI 情況,其受試者工作特征(ROC)曲線下面積(area under the curve,AUC)為0.624,敏感度為80%,特異度為86%。在有無LVSI 的評估中,除了新研發(fā)序列的應(yīng)用,還有基于常規(guī)序列的后處理。Hua 等[11]用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析等方法對早期病灶區(qū)域的T2W、DWI 進行分析,提取圖像特征,并用機器學(xué)習(xí)支持向量機模型、邏輯回歸模型等方式建立模型預(yù)測腫瘤有無LVSI,敏感度和特異度分別是73.9%和66.7%。
宮頸位于子宮的下端,連接子宮體及陰道穹窿,宮頸癌可沿著宮頸正常組織浸潤生長,侵犯宮體、穹窿以及陰道。陰道累及范圍的不同程度決定腫瘤是ⅡA期還是ⅢA期。腫塊局限在陰道上2/3 且沒有宮旁浸潤被認為局部晚期(ⅡA期),可以行外科手術(shù);若是腫塊已經(jīng)累及到陰道下1/3,則認為是ⅢA期,不再考慮手術(shù)治療。冠狀位T2W 上陰道壁連續(xù)正常的低信號的丟失,正常的陰道壁低信號被腫瘤高信號所取代,或是腫瘤突入陰道,被認為是陰道受腫瘤累及的MRI 表現(xiàn)。
宮頸緊貼于膀胱,兩者間存在狹長的宮頸膀胱間隙,被膀胱宮頸韌帶牽拉固定。宮頸向后毗鄰直腸,存在直腸宮頸間隙,由子宮骶韌帶固定。宮頸旁的結(jié)締組織主要由豐富的脂肪、血管、神經(jīng)、纖維組織及淋巴管構(gòu)成,由于缺乏筋膜的限制,腫瘤左右宮旁的直接浸潤侵襲比前后宮旁更易發(fā)生。宮旁浸潤的有無是宮頸癌分期中ⅡB期的關(guān)鍵。ⅡA期到ⅡB期的轉(zhuǎn)變意味著宮頸癌治療方式的不同,基于2021年NCCN 的宮頸癌臨床實踐指南,對于ⅡB期以上,推薦非手術(shù)治療,以同步放化療為主[5]。同時,ⅡB期也是宮頸癌5年生存率的分界點,ⅡB期前的5年生存率高于65.3%,Ⅲ期后的宮頸癌生存率低于41.4%[12]。
MRI 對于宮旁浸潤的評估準確度高于單獨經(jīng)陰道超聲檢查,MRI 對宮旁浸潤的敏感度、特異度及準確度分別為72.73%、82.14%和79.49%,均高于單獨經(jīng)陰道超聲檢查的18.18%、71.43%和56.41%[13]。宮旁浸潤在MRI 圖像的征象為腫瘤范圍超過宮頸,宮頸基質(zhì)環(huán)不完整或者缺失,宮頸外緣不規(guī)則毛糙,在T2W 上宮頸間質(zhì)低信號環(huán)完整性的破壞。早期的宮旁浸潤主要體現(xiàn)在宮頸外緣的不規(guī)則和毛糙,晚期的宮旁浸潤是在宮旁脂肪組織中有腫塊影。單獨依靠MRI 征象對局部晚期腫瘤的宮旁浸潤評估還存在局限,Kim 等[14]回顧性分析了ⅠB1~ⅡA2期患者術(shù)前MRI 圖像及術(shù)后病理證實的宮旁浸潤結(jié)果,基于MRI 宮旁浸潤的征象,聯(lián)合腫瘤最大徑或者腫瘤體積(最佳篩查陽性界值分別為3.2 cm 與18 cm3),相對于單獨依據(jù)宮旁浸潤征象,能提高術(shù)前評估宮旁浸潤的敏感度,達到86.7%?;贛RI 的T2W 和DWI 圖像特征,并提取圖像特征建立預(yù)測模型,結(jié)合臨床信息(年齡、病理類型等)的影像組學(xué)評估ⅠB1~ⅡA1期腫瘤宮旁浸潤的研究也成為近年的熱點[15-16],有助于更加精準判斷宮頸癌的宮旁浸潤情況。
膀胱直腸作為毗鄰宮頸前后的盆腔臟器,可受到腫瘤直接蔓延的轉(zhuǎn)移侵襲。宮頸與直腸及膀胱之間的脂肪間隙的消失,僅能提示直腸和膀胱受累及,不能證實是腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移,需要內(nèi)鏡活檢證實[2]。Rockall 等[17]對比MRI 和內(nèi)鏡兩種方法評估宮頸癌有無累及膀胱直腸,MRI 的陰性預(yù)測值為100%,MRI 檢查能夠避免不必要的內(nèi)鏡檢查,但是也存在過度評估的局限性,MRI 檢查的特異度在88%~91%。在T2W 圖像上,膀胱直腸壁若表現(xiàn)為局部的增厚與高信號,更傾向于泡樣水腫而不是腫瘤浸潤,而泡樣水腫不是Ⅳ期的標準。MRI 圖像中脂肪間隙完整可以排除腫瘤對相鄰器官的侵犯[18]。若是膀胱直腸的內(nèi)鏡活檢證實腫瘤侵犯累及,意味著腫瘤侵襲到膀胱直腸的黏膜層,則劃分為ⅣA期,行同步放化療及后裝治療,5年生存率在24%左右[12]。
2018年宮頸癌FIGO 分期中,在原來ⅢA期、ⅢB期的基礎(chǔ)上新增了ⅢC期,并根據(jù)僅盆腔淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和存在腹主動脈旁淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移分為ⅢC1期和ⅢC2期,兩者的5年生存率存在較大差別,前者60.8%,后者37.5%[12]。淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的有無以及不同部位淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移作為宮頸癌預(yù)后的高危因素,是此次分期更新單獨列出ⅢC期的重要依據(jù)。與此同時,此次分期更新也首次提出影像學(xué)(r)及病理學(xué)(p)分期證據(jù)。
MRI 和CT 廣泛用于盆腔淋巴結(jié)及腹主動脈旁淋巴結(jié)的評估,但是兩者對于淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的評估主要基于淋巴結(jié)的形態(tài)學(xué)特征。動態(tài)增強MRI(DCEMRI)和DWI 能夠提供灌注和彌散受限的信息,反映腫瘤生長特征。在針對宮頸癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的回顧性研究中,聯(lián)合淋巴結(jié)短徑、短長徑比值以及表觀彌散系數(shù)(apparent diffusion coefficient,ADC)最小值,三者的最佳篩查陽性界值分別為6.12 mm、0.69 和0.910×10-3mm2/s,其鑒別淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的敏感度及特異度分別是93.5%和88.2%[19]。相對于正電子發(fā)射計算機斷層掃描(PET-CT)反映組織代謝狀態(tài),MRI 對淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的敏感度還存在局限性,尤其在淋巴結(jié)微轉(zhuǎn)移的識別方面[20]。相對于常規(guī)影像診斷,Wu 等[21]和Xiao 等[22]通過對T2W、T1W 以及DWI 等提取圖像特征,用人工智能及影像組學(xué)的方式解決早期宮頸癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移評估敏感度低的問題,其檢出淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的敏感度達到94.3%以上。
臨床實踐中常規(guī)成像序列有T1W、T2W、DWI和DCE-MRI 等。除常規(guī)序列外,近年逐漸研發(fā)的IVIM-MRI、彌散張量成像(diffusion tensor imaging,DTI)、小視野彌散加權(quán)圖像(rFOV-DWI)和磁共振波譜(magnetic resonance spectroscopy,MRS)等新技術(shù)在宮頸癌診斷及分期評估方面有了新的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用,作為常規(guī)MRI 診斷的補充手段。
rFOV-DWI 技術(shù)的出現(xiàn)為早期局部病灶的評估提供了可能。該成像技術(shù)具有較高的空間分辨率,相對于常規(guī)DWI 圖像2.143 mm×2.143 mm 的空間分辨率,rFOV-DWI 的分辨率達到了1.375 mm×1.375 mm[23]。Takeuchi 等[24]比較rFOV-DWI、T2W 和對比增強T1 加權(quán)成像在27 例早期子宮頸癌大小及邊緣的評估,相對于后者,在小病灶(直徑≤20 mm)的腫塊邊緣、宮旁浸潤等方面,rFOV-DWI 優(yōu)于后兩者,敏感度與特異度均為100%。
IVIM-MRI 是基于DWI 的雙指數(shù)模型來定量評估組織擴散成像參數(shù)[25]。相較于DWI 序列,該序列可區(qū)別組織中水分子的自由彌散擴散和微循環(huán)中的灌注,更真實地反映組織的彌散特點。米紅蘭等[26]回顧性分析對比LVSI 陽性組與陰性組的IVIM 與DCEMRI 的影像參數(shù),陽性組的容積轉(zhuǎn)運常數(shù)(Ktrans)與假彌散系數(shù)(D*)顯著低于陰性組(P 分別為0.003和0.004),聯(lián)合IVIM 和DCE-MRI 技術(shù)診斷LVSI的敏感度與特異度分別是84.2%和90.3%。
DTI 是以水分子在不同組織中呈現(xiàn)不同彌散方向和速率為基礎(chǔ)原理的MRI 成像方法,反映組織的微觀結(jié)構(gòu),包括了細胞密度以及纖維組織的方向性[27]。在一項針對15 例宮頸癌病例的前瞻性研究中,發(fā)現(xiàn)DTI 中的部分各項異性(fractional anisotropy,F(xiàn)A)、平均擴散系數(shù)(mean diffusivity,MD)、軸向擴散系數(shù)(axial diffusivity,AD)與腫瘤的分化程度、浸潤深度以及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān),腫瘤分化程度越差,F(xiàn)A、MD 及AD 的值越低;轉(zhuǎn)移的淋巴結(jié)相對于正常淋巴結(jié),F(xiàn)A、MD 及AD 的值也較低[28]。Dappa 等[29]通過對DWI、IVIM 及DCE 多種方法評估宮頸癌的宮旁浸潤、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、病理分型及復(fù)發(fā)預(yù)測的Meta 分析,指出DWI 能清晰勾勒出腫瘤輪廓以及預(yù)測淋巴結(jié)有無轉(zhuǎn)移,DWI 聯(lián)合DCE 能預(yù)測病理分型,并且IVIM 以及DCE 的參數(shù)能作為腫瘤生物學(xué)行為以及微環(huán)境的定量分析工具。
MRS 是利用化合物不同原子核共振頻率的不同,了解化合物結(jié)構(gòu)信息,反映組織代謝物變化,最初主要應(yīng)用于大腦腫瘤的診斷,后逐漸擴展到前列腺癌、乳腺癌等腫瘤的診斷[30-31]。Rizzo 等[32]回顧性分析MRS 與DWI 評估宮頸癌輔助治療效果,其中MRS 的膽堿/水比值對于預(yù)測治療效果不理想,但是DWI 的ADC 能較好預(yù)測治療效果。
針對MRI 影像數(shù)據(jù)的處理并建立模型評估腫瘤生物學(xué)行為的方法也日益受到研究者的關(guān)注,影像組學(xué)分析方法是基于腫瘤影像學(xué)特征,與基因、蛋白質(zhì)等改變密切相關(guān),腫瘤異質(zhì)性在基因與蛋白上的改變可能體現(xiàn)在宏觀影像特征的假設(shè),通過提取分析腫瘤的圖像特征,分析其生物學(xué)行為[33],判斷病理分型和治療預(yù)后等。Wu 等[21]、Xiao 等[22]針對早期宮頸癌的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的MRI 評估,通過對MR 不同成像序列等進行圖像特征提取,通過機器學(xué)習(xí)的方式(支持向量機、隨機樹等)建立模型,訓(xùn)練模型,預(yù)測淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移,其特異度及敏感度均優(yōu)于常規(guī)影像診斷。Becker 等[34]的前瞻性研究通過對患者術(shù)前DWI 圖像行紋理分析提取圖像特征,發(fā)現(xiàn)灰度矩陣(gray-level matrices,GLM)特征與腫瘤分化程度密切相關(guān),用以預(yù)測病理分型以及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況。Fang等[35]通過對治療前的MRI 影像提取影像組學(xué)特征,建立評分模型作為預(yù)后參考標志物,用于早期宮頸癌患者的無病生存率的預(yù)測,預(yù)測3年無病生存率的敏感度為(78.0±5.3)%,特異度為(70.0±11.7)%。在對婦科腫瘤中的卵巢癌的影像組學(xué)的文獻回顧中,提出用基于MRI 和CT 的影像組學(xué)代替單一的活檢取樣評估整個腫瘤的異質(zhì)性[36]。與常規(guī)影像學(xué)診斷方法比較,影像組學(xué)以及人工智能技術(shù)通過將現(xiàn)有的醫(yī)學(xué)圖像轉(zhuǎn)化為更多維度、更多信息且可挖掘的數(shù)據(jù),通過高通量的數(shù)據(jù)分析獲取更多的信息,為更精確評估腫瘤的生物學(xué)行為,判斷預(yù)后提供較可行的評估方法。
MRI 具有較好的軟組織分辨率且無電離輻射、在宮頸癌診斷及治療評估方面日益受到臨床的重視,在腫瘤大小和周圍組織器官浸潤評估等方面相對于CT 有明顯的優(yōu)勢。對于初發(fā)的宮頸癌患者,不論有無保留生育的需求,都推薦行盆腔MRI 檢查評估腫瘤局部情況。DTI-MRI[28]、rFOV-DWI[37]和IVIMMRI[26]等不僅可以使得宮頸癌的評估更加精準,還可以通過人工智能的方法,基于醫(yī)學(xué)影像的影像組學(xué)大數(shù)據(jù),結(jié)合代謝組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)等其他組學(xué)信息,提高對宮頸癌生物學(xué)特征評估的精準度,從而有助于臨床制定治療方案、改善治療策略和判斷預(yù)后等。相信隨著MRI 新技術(shù)的應(yīng)用及人工智能技術(shù)的日益發(fā)展及成熟,其在宮頸癌治療前分期評估中的臨床應(yīng)用將發(fā)揮更大的潛力。