本文關(guān)鍵詞：腦膠質(zhì)瘤酰胺質(zhì)子轉(zhuǎn)移磁共振成像與組織病理學(xué)及基因組學(xué)相關(guān)研究

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【摘要】：研究背景膠質(zhì)瘤是成人最常見的原發(fā)性腦腫瘤,兒童最常見的腦腫瘤。近年來,盡管外科手術(shù)、放療及化療等治療手段取得了一定的進(jìn)展,但預(yù)后沒有明顯的改善。以個(gè)體基因信息為基礎(chǔ)的精準(zhǔn)醫(yī)療成為惡性膠質(zhì)瘤治療研究的最新熱點(diǎn),但仍處于初步探索階段。世界衛(wèi)生組織(WHO)分級(jí)的III級(jí)膠質(zhì)瘤患者通常有2-3年生存期,而Ⅳ級(jí)膠質(zhì)瘤患者僅有12-15個(gè)月的生存期。當(dāng)前膠質(zhì)瘤的影像診斷面臨的主要難題是術(shù)前膠質(zhì)瘤的鑒別診斷(例如與顱內(nèi)原發(fā)淋巴瘤鑒別)、膠質(zhì)瘤分級(jí)以及惡性膠質(zhì)瘤隨訪過程中準(zhǔn)確鑒別腫瘤復(fù)發(fā)、假性進(jìn)展及放射性壞死。準(zhǔn)確的診斷對(duì)于治療方案的制定及患者生存期的延長(zhǎng)有決定性作用。目前,臨床上仍然以活檢病灶組織的病理診斷結(jié)果作為“金標(biāo)準(zhǔn)”。而公認(rèn)的是磁共振成像技術(shù)是診斷和評(píng)估膠質(zhì)瘤最重要的影像學(xué)方法,對(duì)病理診斷有重要的補(bǔ)充意義,但是常規(guī)MRI技術(shù)多局限于僅僅提供解剖學(xué)信息,未能提供更多病灶生物學(xué)分子水平的信息,更嚴(yán)重的是新近發(fā)現(xiàn)MRI釓劑造影劑會(huì)在小腦齒狀核及基底節(jié)區(qū)中沉積,美國(guó)FDA已預(yù)警釓劑在人腦沉積的健康風(fēng)險(xiǎn)。因此發(fā)展內(nèi)源性的分子水平MRI成像技術(shù)對(duì)于腦膠質(zhì)瘤患者的診治迫在眉睫。酰胺質(zhì)子轉(zhuǎn)移(Amide Proton Transfer, APT)成像是一種特殊類型的化學(xué)交換飽和轉(zhuǎn)移(Chemical Exchange Saturation Transfer, CEST)磁共振成像技術(shù),能探測(cè)活體中內(nèi)源性的位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)游離的蛋白質(zhì)及多肽。前期實(shí)驗(yàn)室結(jié)果表明,APT成像可提供重要的反映膠質(zhì)瘤組織中過度表達(dá)的蛋白及多肽的信息,這一結(jié)果與腦膠質(zhì)瘤患者M(jìn)RI介導(dǎo)的蛋白組學(xué)及活體MR波譜的結(jié)果一致。本論文研究了APT成像在惡性膠質(zhì)瘤臨床診斷和治療過程中的應(yīng)用,包括膠質(zhì)瘤與原發(fā)性中樞性淋巴瘤的術(shù)前鑒別診斷以及引導(dǎo)立體定位活檢膠質(zhì)瘤的應(yīng)用以及相關(guān)組織病理學(xué)做了深入的研究,并將APT成像特征與基因表達(dá)水平聯(lián)系的影像基因組學(xué)做了初步探討,希望不僅能從病理、基因水平更好地理解APT成像機(jī)制,而且能將APT成像技術(shù)從目前簡(jiǎn)單的影像學(xué)診斷推廣到能為外科手術(shù)和基因靶向藥物等臨床治療方案的選擇提供更有意義的分子生物學(xué)水平信息。一、應(yīng)用酰胺質(zhì)子成像鑒別原發(fā)性中樞神經(jīng)系統(tǒng)淋巴瘤和高級(jí)別膠質(zhì)瘤目的：應(yīng)用APT加權(quán)(APT-weighted, APTW)成像鑒別診斷原發(fā)性中樞神經(jīng)系統(tǒng)淋巴瘤(Primary Central Nervous System Lymphoma, PCNSL)與高級(jí)別膠質(zhì)瘤(High-grade Glioma, HGG)。同時(shí)研究APTW信號(hào)強(qiáng)度與腫瘤細(xì)胞核漿比(Nucleus/Cytoplasm Ratio, N/C)之間的相關(guān)性。方法：1.受試者錄用及MR成像掃描經(jīng)手術(shù)切除或立體定向穿刺活檢病理證實(shí)的11例PCNSL(共13個(gè)病灶)患者和21例HGG患者在治療前行常規(guī)磁共振序列(T1W、T2W、FLAIR和Gd-T1W)及APT序列掃描。MRI常規(guī)圖像確定病灶實(shí)質(zhì)部分最大截面,對(duì)該層面進(jìn)行APT成像,獲得偏置范圍在±6ppm之間的Z譜和15.6ppm處的傳統(tǒng)的與組織中類固體相關(guān)的磁化轉(zhuǎn)移率(Magnetization Transfer Ratio, MTR)。2. APTw圖像處理所有的原始圖像數(shù)據(jù)用交互式數(shù)據(jù)語言(IDL; ITT Visual Information Solutions, Boulder, CO, USA)進(jìn)行分析。APTW數(shù)據(jù)首先進(jìn)行B0不均勻性校正,APTW圖像用校正后的頻率偏置在±3.5ppm的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算:MTRasym(3.5ppm)= Ssat(-3.5 ppm)/S0-Ssat(+3.5 ppm)/S0。此方程中Ssat和So分別指代有或沒有選擇性射頻發(fā)射時(shí)圖像的信號(hào)強(qiáng)度�？紤]到相對(duì)于MTRasym(3.5ppm)在-3.5ppm偏置處可能存在的奧氏核效應(yīng)(]nuclear Overhauser effect, NOE),計(jì)算得出的MTRasym(3.5ppm)通常被稱為APT加權(quán)(APTW)圖像。3.影像學(xué)參數(shù)測(cè)量?jī)晌挥跋襻t(yī)師獨(dú)立勾畫感興趣區(qū)(Region of Interest, ROI),勾畫ROI時(shí)參考T1W增強(qiáng)圖像,ROI均盡量避開腫瘤壞死區(qū)域及腫瘤血管,對(duì)于每例病灶,在釓劑增強(qiáng)范圍內(nèi)至少勾畫5個(gè)ROI。記錄每個(gè)病灶對(duì)應(yīng)的最大APTW信號(hào)值(APTWmax)、最小APTW信號(hào)值(APTWmin),病灶內(nèi)APTW值分布值(APTWmax-min)和APTW平均值(APTWmean),總化學(xué)交換飽和轉(zhuǎn)移信號(hào)CESTtotal和MTR值,同時(shí)測(cè)量瘤周水腫區(qū)的APTW值和MTR值。CESTtotal和MTR值在對(duì)應(yīng)于測(cè)量APTWmax的ROI處采集。4.組織病理學(xué)數(shù)據(jù)分析在每張HE切片中選擇熱點(diǎn)區(qū)域于200倍視野下拍攝數(shù)碼照片。熱點(diǎn)區(qū)域?yàn)楸M量避免非腫瘤成分(腫瘤血管,壞死區(qū)域,浸潤(rùn)的炎癥細(xì)胞和組織切片偽影)的腫瘤實(shí)質(zhì)部分。然后應(yīng)用圖片分析軟件Image-Pro Plus分析熱點(diǎn)拍攝的數(shù)碼照片。病理醫(yī)師在程序中分別選擇藍(lán)染的細(xì)胞核和紅染的細(xì)胞漿定義細(xì)胞核和細(xì)胞漿,該軟件把待測(cè)圖像進(jìn)行選定的顏色分離后而計(jì)算出各自顏色對(duì)應(yīng)的總面積。核漿比由細(xì)胞核總面積除以細(xì)胞漿總面積得出。5.統(tǒng)計(jì)學(xué)處理采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(Intraclass Correlation Coefficient, ICC)檢驗(yàn)兩觀察者獲得的兩組圖像測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)果一致性。應(yīng)用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)分析PCNSL和HGG兩組的腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)的APTWmax、APTWmin、APTWmax-min、APTWmean、CESTtotal和MTR值以及瘤周水腫區(qū)APTW、MTR值均數(shù)的差異是否有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,并通過受試者工作特征曲線(Receiver Operating Characteristic Curve, ROC曲線)分析腫瘤實(shí)質(zhì)中上述測(cè)量值中具有統(tǒng)計(jì)差異的影像學(xué)參數(shù)在PCNSL和HGG兩組腫瘤之間的鑒別診斷能力。采用簡(jiǎn)單線性回歸分析APTWmax值、MTR值與核漿比之問的關(guān)系。取P0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)果：1. PCNSL和HGG的平均MTRasym譜線顯示水共振信號(hào)下游3.5ppm偏置處可見較強(qiáng)的CEST效應(yīng)。PCNSL和HGG腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)的APT效應(yīng)較對(duì)側(cè)正常表現(xiàn)腦白質(zhì)明顯。2.在APTW圖像上PCNSL通常顯示為相對(duì)均勻一致的高信號(hào)(相對(duì)于病灶同層面對(duì)側(cè)正常表現(xiàn)的腦白質(zhì)信號(hào)為高信號(hào))。對(duì)比HGG腫瘤實(shí)質(zhì)部分,在PCNSL腫瘤實(shí)質(zhì)部分的APTWmax, APTWmax-min和CESTtotal顯著降低(p分別小于0.05,0.01,和0.05),而APTWmin和MTR值顯著增高(兩者p值均小于0.01)。PCNSL的瘤周水腫區(qū)的APTW值較HGG明顯減低。在鑒別PCNSL和HGG兩組腫瘤時(shí),上述諸影像參數(shù)中APTWmax-min具有最大的曲線下面積(AUC=0.963)。3.在本實(shí)驗(yàn)部分中PCNSL的核漿比較HGG明顯升高(1.69±0.72 vs.0.55±0.21,P0.01)。APTWmax與核漿比之間存在明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系(R=0.576,P0.01),但在MTR與核漿比之間則為中等正相關(guān)關(guān)系(R=0.326,P0.084)。結(jié)論：以蛋白質(zhì)濃度為基礎(chǔ)的APTW信號(hào)是一種有臨床應(yīng)用價(jià)值的磁共振生物學(xué)標(biāo)記物,對(duì)術(shù)前鑒別PCNSL和HGG有重要作用。結(jié)果證實(shí)了APTw信號(hào)主要來源于組織中的游離的蛋白質(zhì)和多肽。二、APTw圖像引導(dǎo)立體定向活檢與組織病理學(xué)分析評(píng)估APTw信號(hào)作為新診斷膠質(zhì)瘤的影像學(xué)生物標(biāo)記物目的：通過APTw圖像引導(dǎo)定向活檢技術(shù),將活檢組織的病理結(jié)果與APTw信號(hào)改變進(jìn)行“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”分析,評(píng)估APTw高信號(hào)作為惡性膠質(zhì)瘤的影像學(xué)生物標(biāo)記物的可行性。方法：1.患者入選標(biāo)準(zhǔn)本部分試驗(yàn)為前瞻性研究,24例臨床根據(jù)病史、體征和常規(guī)MR圖像治療,臨床懷疑為膠質(zhì)瘤且未經(jīng)治療,術(shù)前短期內(nèi)經(jīng)APT序列掃描,手術(shù)病理確認(rèn)為膠質(zhì)瘤的患者入選本實(shí)驗(yàn)。所有受試者APT掃描后行應(yīng)用神經(jīng)導(dǎo)航定向系統(tǒng)介導(dǎo)立體定向活檢術(shù)。APT成像掃描與手術(shù)間隔時(shí)間除一例(15天)外均少于6天。2.MR成像采集技術(shù)病人在3 T磁共振上掃描。此部分研究采用三維APT全腦掃描方案,包括射頻飽和脈沖、脂肪抑制、三維梯度自旋回波成像采集等三部分。常規(guī)MRI序列包括T1W、T2W、FLAIR和Gd-T1W。3. APTw圖像處理為了減少在掃描過程中可能出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)偽影,采集的原始APTw數(shù)據(jù)系列首先通過3.5ppm偏置處的飽和圖像校準(zhǔn)。此校準(zhǔn)過程由功能神經(jīng)影像軟件(AFNI)完成。然后,根據(jù)之前計(jì)算的WASSR B0不均勻性圖像,APTw數(shù)據(jù)進(jìn)行頻率偏置移位,從而校正APTw數(shù)據(jù)中可能的B0不均勻性。APTw圖像用校正后的頻率偏置在±3.5ppm的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,MTRasym(3.5 ppm)。4.立體定向活檢在每個(gè)病灶中選定3到6個(gè)ROI來采樣活檢組織,優(yōu)先考慮病灶內(nèi)的APTw高信號(hào)區(qū)和釓劑強(qiáng)化區(qū)重疊的區(qū)域?yàn)榛顧z目標(biāo)。在缺乏明顯APTw高信號(hào)或釓劑增強(qiáng)的病灶中,則在T2/FLAIR高信號(hào)區(qū)內(nèi)選取手術(shù)路徑最可行的ROI作為活檢目標(biāo)。ROI在BrainLab神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)中被標(biāo)記在共校準(zhǔn)的臨床MR圖像上。應(yīng)用術(shù)中導(dǎo)航技術(shù),術(shù)中實(shí)際精確的活檢部位被實(shí)時(shí)標(biāo)注在BrainLab截屏圖像上。最后經(jīng)導(dǎo)航獲取的活檢組織保存固定于4%的福爾馬林中待進(jìn)一步病理分析。5.病理學(xué)參數(shù)半定量及定量分析兩位神經(jīng)病理醫(yī)師(盲向于對(duì)影像特征和活檢部位)于HE切片上半定量分析腫瘤分級(jí)(Grade),腫瘤細(xì)胞密度(Cell_ove和Cell_hot)和壞死程度(Nec_ove和Nec_hot)并轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的有序分類變量。每份樣本都經(jīng)過兩個(gè)不同觀測(cè)范圍的評(píng)估：整體觀(對(duì)應(yīng)“ove”)和局部熱點(diǎn)區(qū)(對(duì)應(yīng)“hot”)。定量分析絕對(duì)腫瘤細(xì)胞密度(Cell_count)和增殖指數(shù)(Ki-67)。通過圖像處理軟件ImageJ分析在熱點(diǎn)區(qū)拍攝的數(shù)碼相片,運(yùn)用“粒子分析”的插件功能半自動(dòng)計(jì)算細(xì)胞密度Cell_count,單位為個(gè)/視野。增殖指數(shù)(Ki-67)的計(jì)數(shù)在Ki-67免疫組化染色切片上進(jìn)行評(píng)估。計(jì)數(shù)熱點(diǎn)區(qū)Ki-67陽性染色的腫瘤細(xì)胞核所占整個(gè)視野內(nèi)總的腫瘤細(xì)胞核的百分?jǐn)?shù)得出增殖指數(shù)。6.測(cè)量APTw值將每個(gè)靶向活檢位點(diǎn)標(biāo)記到配準(zhǔn)后的實(shí)驗(yàn)用常規(guī)MR圖像上,再將活檢位點(diǎn)定位到3.5ppm偏置處飽和的Ssat配準(zhǔn)后圖像,神經(jīng)影像科醫(yī)師在位點(diǎn)處手動(dòng)勾畫包括4到5個(gè)體素的ROI,同時(shí)也選取同層面的對(duì)側(cè)正常表現(xiàn)腦白質(zhì)作為APTw值校正參考。最后將上述ROI內(nèi)的絕對(duì)APTw信號(hào)值減去對(duì)側(cè)CNAWM的APTw值,并記錄下來作為對(duì)應(yīng)ROI的APTw強(qiáng)度。7.統(tǒng)計(jì)分析應(yīng)用Pearson's或者Spearman's相關(guān)分析評(píng)估APTw信號(hào)強(qiáng)度和各個(gè)病理指數(shù)之間的相互關(guān)系,設(shè)置統(tǒng)計(jì)顯著性水平為p0.05。病理診斷為不同WHO腫瘤級(jí)別Grade(Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)和Ⅳ級(jí))的樣本之間的APTw信號(hào)強(qiáng)度的均數(shù)差異由單因素方差分析檢驗(yàn),然后采用LSD檢驗(yàn)APTw強(qiáng)度的兩兩組間比較是否有差異。應(yīng)用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)分別分析高級(jí)別膠質(zhì)瘤(WHO分級(jí)Ⅲ級(jí)和Ⅳ級(jí))與低級(jí)別膠質(zhì)瘤(WHO分級(jí)Ⅱ級(jí))兩組樣本組織之間的APTw強(qiáng)度均數(shù)是否有差別,以及高級(jí)別膠質(zhì)瘤和低級(jí)別膠質(zhì)瘤兩組患者之間的APTwmax強(qiáng)度均數(shù)是否有差別。為分析APTw信號(hào)的病理預(yù)測(cè)因子,將一組病理學(xué)預(yù)測(cè)變量(Grade、Cell_ove、Cell_hot、Nec_ove、Nec_hot和Ki-67)輸入以APTw信號(hào)強(qiáng)度為獨(dú)立變量的多重線性回歸模型分析中。應(yīng)用ROC曲線進(jìn)一步評(píng)估應(yīng)用APTw或APTwmax信號(hào)強(qiáng)度鑒別高級(jí)別樣本區(qū)與低級(jí)別樣本的診斷能力。結(jié)果：1.實(shí)驗(yàn)共收集70份新診斷膠質(zhì)瘤的組織樣本。根據(jù)WHO標(biāo)準(zhǔn),33份組織診斷為Ⅱ級(jí)膠質(zhì)瘤,14份組織為Ⅲ級(jí)膠質(zhì)瘤,15份標(biāo)本為Ⅳ級(jí)膠質(zhì)瘤,8份樣本被診為瘤周水腫組織。在6例病灶中發(fā)現(xiàn)同時(shí)存在多重級(jí)別的膠質(zhì)瘤成分。24例患者中有21例立體定向活檢后隨即接受腫瘤切除術(shù),基于腫瘤切除術(shù)中采樣組織得出的最終病理結(jié)果與根據(jù)術(shù)中立體定向活檢組織得出的最終病理結(jié)果一致。2.不管高級(jí)別膠質(zhì)瘤病灶是否顯示釓劑強(qiáng)化在APTw圖像上都一致性地表現(xiàn)為APTw高信號(hào)病灶,低級(jí)別膠質(zhì)瘤則顯示為等一稍高APTw信號(hào)。3. APTw信號(hào)強(qiáng)度分別與樣本的病理分級(jí)Grade (R= 0.572, p 0.001),絕對(duì)細(xì)胞密度Cell_count (R= 0.757, p 0.001)以及增殖指數(shù)Ki-67(R=0.538,p0.001)存在顯著強(qiáng)正相關(guān)關(guān)系。4.多重線性回歸分析顯示APTw信號(hào)強(qiáng)度主要受腫瘤組織細(xì)胞密度(Cell_count)和增殖指數(shù)Ki-67的影響。ROC分析證實(shí)APTw信號(hào)強(qiáng)度能夠很好地區(qū)分高級(jí)別膠質(zhì)瘤組織和低級(jí)別膠質(zhì)瘤組織(APTw閾值為2.74%,AUC為0.804)。結(jié)論：APT信號(hào)是一種能反映惡性膠質(zhì)瘤組織病理特征的、有價(jià)值的影像學(xué)生物標(biāo)記物,尤其在異質(zhì)性明顯的膠質(zhì)瘤內(nèi)部來定位局部高級(jí)別的腫瘤組織,有重要作用。APTw成像引導(dǎo)的立體活檢術(shù)能提高活檢取材準(zhǔn)確性。三、酰胺質(zhì)子轉(zhuǎn)移成像鑒別惡性膠質(zhì)瘤腫瘤復(fù)發(fā)和放射性壞死的臨床價(jià)值目的：在APTw圖像引導(dǎo)下,對(duì)術(shù)后疑似復(fù)發(fā)惡性膠質(zhì)瘤患者的進(jìn)行立體定向活檢,評(píng)估APTw成像鑒別惡性膠質(zhì)瘤腫瘤復(fù)發(fā)和放射性壞死的價(jià)值。方法：1.患者入選標(biāo)準(zhǔn)本部分試驗(yàn)為前瞻性研究,收集21例臨床懷疑惡性膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)的患者,APTw掃描前都行手術(shù)切除術(shù)、術(shù)后標(biāo)準(zhǔn)放療和化療。所有受試者APT掃描后短期行應(yīng)用神經(jīng)導(dǎo)航定向系統(tǒng)介導(dǎo)立體定向活檢術(shù)或腫瘤切除術(shù)。APT成像掃描與手術(shù)間隔時(shí)間除一例(25天)外均少于6天。2.MR成像采集技術(shù)及APTw圖像處理患者經(jīng)3.0T磁共振掃描儀上行三維APTw全腦掃描,每個(gè)患者經(jīng)Tlw、T2w、FLAIR、釓劑增強(qiáng)T1w和APT成像序列掃描。MR成像采集技術(shù)和APTw圖像處理的具體細(xì)節(jié)參照第二部分。3.立體定向活檢具體操作方法和設(shè)備同第二部分。優(yōu)先考慮病灶內(nèi)的APTw高信號(hào)區(qū)和釓劑強(qiáng)化區(qū)重疊的區(qū)域?yàn)榛顧z目標(biāo),如果APTw信號(hào)沒有明顯增高則從釓劑強(qiáng)化區(qū)采樣。4.病理學(xué)參數(shù)半定量及定量分析具體操作方法,設(shè)備試劑和病理半定量分析方法同第二部分。在HE切片在熱點(diǎn)區(qū)域觀察的細(xì)胞密度、壞死程度分別記錄為Cell_hot和Nec_hot。通過觀察切片整體得出的細(xì)胞密度、壞死程度分別記錄為Cell_ove和Nec_ove。并新增加腫瘤狀態(tài)這一病理指標(biāo),腫瘤狀態(tài)分為三個(gè)等級(jí)：休眠、混合以及活躍,腫瘤狀態(tài)評(píng)估的指標(biāo)包括核異型性,有絲分裂,增值程度,腫瘤血管形成情況以及壞死的形態(tài)等。5. APTw圖像分析圖像配準(zhǔn)細(xì)節(jié)以及APTw信號(hào)ROI勾畫方法參照論文第二部分。6.統(tǒng)計(jì)分析采用單因素方差分析在三組不同的腫瘤狀態(tài)(休眠、混合以及活躍)之間分析病理指標(biāo)以及APTw信號(hào)強(qiáng)度的差異有無統(tǒng)計(jì)意義,分別采用LSD檢驗(yàn)或Wilcoxon-Mann-Whitney法驗(yàn)證兩兩組間的各指標(biāo)是否有差異。應(yīng)用Pearson's, Spearman's或者Kendall's相關(guān)分析方法分析APTw信號(hào)強(qiáng)度和各個(gè)病理指標(biāo)之間以及各個(gè)病理指標(biāo)兩兩之間的相關(guān)關(guān)系。用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)驗(yàn)證腫瘤復(fù)發(fā)和放射性壞死之間的APTw信號(hào)均數(shù)的差別。最后用多重線性分析模型尋找能解釋并預(yù)測(cè)APTw信號(hào)強(qiáng)度的病理指標(biāo),預(yù)測(cè)因子變量包括腫瘤狀態(tài),Cell_ove, Cell_hot, Nec_ove, Nec_hot, Cell_count和Ki-67,輸入標(biāo)準(zhǔn)水平設(shè)置為p0.05。結(jié)果：1.共計(jì)從21例懷疑惡性膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)患者中收集到64份活檢樣本。35份活檢樣本被定義為活躍,13份為休眠,12份為混合,8份樣本被診為瘤周水腫組織。21例患者中發(fā)現(xiàn)有9例患者單一病灶來源的多塊活檢樣本同時(shí)出現(xiàn)兩種以上的腫瘤狀態(tài)。21例患者中有19例立體定向活檢后立即行腫瘤切除術(shù),基于腫瘤切除術(shù)中取得的樣本得出的病理結(jié)果與根據(jù)術(shù)中立體定向活檢組織得出的病理結(jié)果一致。2.休眠組織的平均APTw信號(hào)強(qiáng)度為1.22±0.60%,混合組織為1.97±1.04%,活躍組織為3.14±0.68%,組內(nèi)和組間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。3.本實(shí)驗(yàn)將休眠樣本和混合樣本合并為放射性壞死組,活躍腫瘤狀態(tài)的樣本被定義為腫瘤復(fù)發(fā)。腫瘤復(fù)發(fā)組和放射性壞死組的APTw信號(hào)強(qiáng)度分別為3.14±0.68%和1.61±0.93%(p0.001)。ROC評(píng)估APTw信號(hào)強(qiáng)度區(qū)分放射性壞死和腫瘤復(fù)發(fā)的診斷效能,顯示APTw信號(hào)強(qiáng)度大于2.37%(閾值)時(shí)將腫瘤復(fù)發(fā)組織從放射性壞死組織中鑒別出來即有85.7%的敏感性,84.0%的特異性,AUC為0.891。4. APTw信號(hào)與腫瘤狀態(tài)、Cell_ove、Cell_hot、Cell_count、Ki-67呈顯著正相關(guān)關(guān)系,APTw信號(hào)信號(hào)強(qiáng)度與壞死程度(Nec_ove或Nec_hot)之間僅僅存在非常弱的負(fù)相關(guān)關(guān)系。5.多重線性回歸分析顯示在術(shù)后惡性膠質(zhì)瘤疑似腫瘤復(fù)發(fā)的病灶中,腫瘤狀態(tài)是APTw信號(hào)強(qiáng)度可信的有效的預(yù)測(cè)因子。結(jié)論：APTw圖像高信號(hào)是惡性膠質(zhì)瘤的影像標(biāo)記物,APTw成像可幫助鑒別腫瘤復(fù)發(fā)與放射性壞死。APTw高信號(hào)可能反映復(fù)發(fā)惡性膠質(zhì)瘤病灶內(nèi)最惡性的成分。四、多形性膠質(zhì)母細(xì)胞的影像基因組學(xué)初探：酰胺質(zhì)子轉(zhuǎn)移成像和信使RNA表達(dá)量的關(guān)系目的：初步探討多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的APTw影像學(xué)特征與病灶mRNA表達(dá)量之間的關(guān)系,旨在尋找出GBM不同APTw影像特征之間的mRNA表達(dá)差異基因及模塊。方法：1.受試者資料及磁共振掃描GBM患者16例,APT掃描之前未經(jīng)手術(shù)、放療、化療或激素治療的免疫功能完整的患者�；颊呓�(jīng)3T磁共振掃描儀上行APTw掃描及傳統(tǒng)MRI序列掃描(T1w、T2w、FLAIR和釓劑增強(qiáng)Tlw),MR成像采集技術(shù)及APTw圖像處理具體細(xì)節(jié)參照第一部分。2.組織樣本獲取方法APTw信號(hào)強(qiáng)度≥1.57%同時(shí)合并釓劑增強(qiáng)的腫瘤區(qū)域被定義為腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū),APTw信號(hào)強(qiáng)度≤1.57%且無釓劑增強(qiáng)FLAIR高信號(hào)區(qū)被定義為瘤周組織。術(shù)中使用神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)分別從每位受試者腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)和瘤周水腫區(qū)取組織一對(duì)。3.影像分析方法(1)瘤內(nèi)出血：在病灶內(nèi)觀察到局灶性T2w低信號(hào)或Tlw高信號(hào)認(rèn)為是出現(xiàn)瘤內(nèi)出血灶,必要時(shí)以SWI圖印證。根據(jù)病灶是否合并瘤內(nèi)出血將患者分為兩組影像表型。(2) APTw/FLAIR和APTw/Gd-T1w:根據(jù)本論文第一部分內(nèi)容的結(jié)果,以相對(duì)APTw信號(hào)強(qiáng)度(病灶A(yù)PTw強(qiáng)度減去對(duì)側(cè)CNAWM的APTw信號(hào)強(qiáng)度)大于1.57%定義為APTw高信號(hào)。運(yùn)用IDL結(jié)合Mo計(jì)算病灶內(nèi)APTw高信號(hào)面積。在APTw掃描對(duì)應(yīng)層面的FLAIR及Gd-T1w圖像上手工勾畫出異常信號(hào)區(qū)域ROI,得出FLAIR及Gd-T1W高信號(hào)面積。將上述同一病灶層面的三個(gè)不同面積分別取比值得到APTw/FLAIR(AFR)和APTw/Gd-T1w(ATR),分別以0.8和1.0為分界值將16例患者分成對(duì)應(yīng)的兩對(duì)影像表型。4. mRNA提取及建庫測(cè)序樣品提取總RNA后,富集mRNA,反轉(zhuǎn)錄合成cDNA,純化、脫洗后修飾末端、加堿基腺嘌呤、加測(cè)序接頭引物,回收目的片段,經(jīng)PCR擴(kuò)增制備整個(gè)文庫。]llumina HiSeq2000進(jìn)行測(cè)序,產(chǎn)生的原始圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為序列數(shù)據(jù),得到clean reads,用唯一比對(duì)上基因的reads數(shù)目和比對(duì)上參考序列的總reads數(shù)來計(jì)算基因表達(dá)量�；虮磉_(dá)量的計(jì)算使用RPKM法。查找出差異表達(dá)基因(Differential expression gene, DEG)的GO功能注釋并采用GO功能顯著性富集分析。5.篩選差異基因參照經(jīng)典差異基因檢測(cè)方法,多重假設(shè)檢驗(yàn)校正p-value,控制假陽性率(False Discovery Rate, FDR)來決定p-value的域值。此外還將根據(jù)基因的表達(dá)量計(jì)算不同樣本間的差異表達(dá)倍數(shù)。本研究設(shè)置FDR0.001同時(shí)倍數(shù)差異不低于2倍的基因?yàn)镈EG。結(jié)果：1.合并出血的多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤NFS1表達(dá)顯著下調(diào)(校正p值為5.87E-09)。2. BRCA1在APTw/FLAIR高值組較低值組顯著下調(diào)(校正p值為0.000953)。3. SLAMF9和MIA在APTw/Gd-T1w高值組較低值組顯著下調(diào)(校正 p值分別為1.08E-11和0.00997)。4.各表型的DEG顯著富集GO-term詳見表4-1。結(jié)論：本實(shí)驗(yàn)的初步結(jié)果顯示了膠質(zhì)母細(xì)胞瘤分子影像與基因特征的全新的聯(lián)系,探討了以蛋白質(zhì)信號(hào)為基礎(chǔ)的APTw影像學(xué)特征對(duì)應(yīng)的潛在的基因改變,這在將來可能無創(chuàng)地提供膠質(zhì)瘤母細(xì)胞瘤活體基因表達(dá)譜,為幫助患者有針對(duì)性地選擇合適的精準(zhǔn)治療方案提供基因組學(xué)信息。
【關(guān)鍵詞】：酰胺質(zhì)子轉(zhuǎn)移 淋巴瘤 膠質(zhì)瘤 活檢 組織病理 基因
【學(xué)位授予單位】：南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R739.41;R445.2
【目錄】：

• 摘要3-15
• ABSTRACT15-30
• 前言30-37
• 第一部分 應(yīng)用酰胺質(zhì)子成像鑒別原發(fā)性中樞神經(jīng)系統(tǒng)淋巴瘤和高級(jí)別膠質(zhì)瘤37-55
• 引言37-39
• 材料和方法39-43
• 結(jié)果43-52
• 討論52-55
• 第二部分 APTw圖像引導(dǎo)立體定向活檢與組織病理學(xué)分析評(píng)估APTw信號(hào)作為新診斷膠質(zhì)瘤的影像學(xué)生物標(biāo)記物55-77
• 引言55-56
• 材料與方法56-65
• 結(jié)果65-74
• 討論74-76
• 結(jié)論76-77
• 第三部分 酰胺質(zhì)子轉(zhuǎn)移成像鑒別惡性膠質(zhì)瘤腫瘤復(fù)發(fā)和放射性壞死的臨床價(jià)值77-98
• 引言77-79
• 材料和方法79-82
• 結(jié)果82-95
• 討論95-97
• 結(jié)論97-98
• 第四部分 多形性膠質(zhì)母細(xì)胞的影像基因組學(xué)初探：酰胺質(zhì)子轉(zhuǎn)移成像和信使RNA表達(dá)量98-110
• 引言98-99
• 材料與方法99-103
• 結(jié)果103-106
• 討論106-110
• 不足與展望110-112
• .參考文獻(xiàn)112-122
• 附錄：中英文縮略詞對(duì)照表122-123
• 博士研究生期間發(fā)表論文123-128
• 致謝128-130

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本文編號(hào)：593272