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研究背景:恶性肿瘤居城市死亡原因首位,居农村死亡原因第二位,严重威胁着人类的生命和健康[1]。放射治疗是恶性肿瘤治疗的主要手段之一[2]。目前对放射治疗疗效的评价常局限于传统的超声、CT、MRI等形态学影像资料。这些技术仅仅从肿瘤大小、体积等形态学改变去评价治疗效果,存在较大的盲目性和滞后性,因此不能在治疗的早期为后续治疗提供有效的指导意见。成像生物标记能很好的表征组织代谢和功能状态,对肿瘤的疗效预测和评价有重要的作用。磁共振弥散加权成像(diffusion-weighted magnetic resonance imaging,DW-MRI)结合表观弥散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)测量,能定量反应肿瘤组织内水分子的布朗运动(brown motion),间接反应肿瘤的组织学改变,有望成为一种新的影像分子标记[3-5]。疗效评价是DW-MRI优于其他成像方式的价值之一,已有研究证实,放射治疗后肿瘤ADC值的改变先于形态学变化[6],提示ADC值可能对放射治疗早期疗效评价有用。尽管ADC值常与病灶进展和治疗反应相关,但肿瘤放射治疗后ADC改变相关的生物病理学过程却尚未完全明确。基质金属蛋白酶-9(Matrix metalloproteinases-9,MMP-9)、纤溶酶原激活物抑制剂-1(Plasminogen activator inhibitor-1,PAI-1)是调节细胞外基质(Extracellular matrix,ECM)重塑的重要酶类,ADC值改变与细胞外基质重塑关系的研究未见报道。目的:本研究旨在探讨宫颈癌U14移植瘤放射治疗后ADC值的早期改变及其与MMP-9、PAI-1表达的相关性。材料方法:将U14宫颈癌细胞株接种在BALB/C小鼠的左侧背部皮下,待其成瘤后,将成瘤的小鼠(共28只)随机分配到对照组(7只)和照射组(共21只),照射组接受单次20Gy的CO60 Y射线照射,对照组不予照射。照射组在照射后6小时(7只)、24小时(7只)、72小时(7只)分别进行磁共振T1WI、T2WI及DWI成像。在DWI及ADC图像上进行ADC值的测量。对照组及照射组均在成像结束后处死小鼠、取出瘤体,经标本固定处理后进行H-E染色了解肿瘤组织形态学改变,使用免疫组化法测量瘤体MMP-9和PAI-1的表达。结果:U14宫颈癌移植瘤放疗后ADC值的改变与肿瘤体积的改变无相关性;肿瘤非坏死区平均ADC值在对照组、放疗后6小时组、放疗后 24 小 时 组 和 放疗后 72 小 时 组分别 为0.518±0.081*106mm2/s,0.501±0.052*106mm2/s,0.625±0.076*106mm2/s,0.756±0.102*106mm2/s。H-E染色观察到随放疗后时间延长出现细胞水肿和肿瘤坏死的增多。放疗后移植瘤非坏死区ADC值的改变与放疗后的时间呈现强正相关(r=0.734,p<0.001),显示出U14移植瘤在放疗后早期ADC值改变对放射线的时间动态效应。移植瘤非坏死区MMP-9免疫组化H-评分显示其照射后6小时表达增强(p=0.02),照射组MMP-9染色水平与照射后ADC值改变呈负相关(r=-0.658,p=0.003)。PAI-1照射组表达水平较对照组无统计学差异(p>0.05)。移植瘤非坏死区PAI-1染色水平与照射后ADC值改变无相关性(p=0.905)。结论:U14鼠宫颈癌移植瘤在照射后早期即可出现ADC值的升高,ADC值可定量反应U14宫颈癌移植瘤照射后的早期改变。放疗后MMP-9表达水平的增高导致细胞外基质的降解,可能与放疗后肿瘤ADC值的升高相关。PAI-1表达水平在放疗后早期无明显改变;PAI-1与放疗后早期ADC值的改变无相关性。磁共振弥散加权成像结合ADC值测量作为成像生物标记对评价肿瘤放疗后的早期改变有潜在价值。