脑胶质瘤是最常见的中枢神经系统肿瘤,属于神经上皮性肿瘤,约占颅内原发性肿瘤的40%-60%。因胶质瘤的发生发展为多个基因、多种因素综合作用的结果,脑胶质瘤具有其高增殖性、易复发,且高致残及致死率等特点,临床治疗难度大,预后多为不佳。在胶质瘤患者接受治疗前,需对胶质瘤状况,特别是增殖活性做出准确评估及判断至关重要。活检现在仍被视为是确定肿瘤类型和增殖活性等生物性状的最主要方法。但活检的有创性及并发症的风险性存在,且胶质瘤的分化具有异质性,存在不能完全反应肿瘤细胞真实增殖状况的几率。获得非侵袭性的、能准确地预测胶质瘤增殖活性的诊断方法,对脑胶质瘤患者诊断治疗及预后判断具有重要的意义。随着磁共振技术的快速发展,使临床医师通过无创性的新型磁共振技术弥散加权成像(DWI)及多体素氢质子磁共振波谱成像(1H-MRS)了解胶质瘤细胞增殖活性成为可能。磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)技术很好的提高了术前对胶质瘤定位及定性诊断能力,已成为评价胶质瘤的首选影像方法。但常规MRI检查颅内病变的诊断往往是依据病变的典型部位、形态、周围水肿、强化形式等综合分析做出结论。但不同病变可能具有相似的常规MRI表现,常导致对肿瘤增殖性、良恶分级等重要情况不能作出准确判断,仍具有局限性。新型磁共振成像技术的临床应用(如PWI、DWI、DTI、fMRI、MRS等),很大程度上克服了先前的不足。这些技术能提供肿瘤的血液动力学、代谢和皮质功能区等功能信息,对于胶质瘤的鉴别诊断、性质判定、确定手术边界、预后估计、监测治疗疗效及明确有无复发等具有重要意义。磁共振弥散加权成像(diffusion weighted imaging, DWI)技术通过在生物活体内测量水分子的运动,可以了解组织间的水交换,无创性的测量和描述弥散系数,获取介质和屏障信息,相比较传统MRI是一全新的领域。氢质子波谱成像(proton magnetic resonance spectroscopy,1H-MRS)通过检测脑组织内的各种代谢物来研究人体的病理生理改变。通过1H-MRS得到的局部组织神经生物化学信息,可对胶质瘤的诊断、恶性度分级、肿瘤活检靶点的制定、放射性坏死与肿瘤复发的鉴定等提供重要的活体生化信息。MRS还可提供肿瘤侵袭生长过程中,周边解剖形态正常区域的异常代谢信息。以往临床对胶质瘤的具体了解,仅来源于术中取出肿瘤组织的病理检查。传统的病理学主要是以形态学为基础,所能提供的信息已不能满足医生和病患的需要。临床医师希望获取可靠的肿瘤的生物学行为信息,以设计出个体化的切实可靠的治疗计划,病人及家属期望了解肿瘤的恶性程度、生存期及预后情况等。随之肿瘤分子病理学的重要性愈发显现出来。通过个体化的肿瘤细胞的染色体标志物、免疫组化标志物、基因标志物等,分子病理学在蛋白或基因水平上对肿瘤细胞的癌基因、抑癌基因、生长因子、受体等的变化进行测量,依据这些变化来判断目的肿瘤细胞的生物学行为,并对其预后作出判断,设计最佳治疗方案。Ki-67是一种细胞增殖核抗原,也是目前较为肯定的核增殖标志基因。Ki-67的表达变化可较客观反映肿瘤的增殖活性,Ki-67高增殖指数表示细胞增殖明显活跃,恶性度高,预后差；低指数表示恶性度低,预后佳。研究不同级别胶质瘤的ADC值、1H-MRS代谢物比值变化与Ki-67表达,同时分析它们间相关性,以期通过磁共振波谱及弥散加权像分析能提高对肿瘤增殖活性的认识,提高治疗前病理级别诊断正确率,为临床治疗计划的制定和患者预后的评估提供更大帮助。本课题关注在胶质瘤实变和(或)强化部位中主要代谢物(NAA、Cr. Cho)及ADC,研究在不同级别胶质瘤(低级别组及高级别组)及正常组(肿瘤对侧相同部位)上述代谢物间比值(NAA/Cr、Cho/Cr以及NAA/Cho)及ADC值、rADC值在不同级别胶质瘤的表达及相关性。免疫组化方法分析了(低级别组+高级别组)40例脑肿瘤组织标本Ki-67在不同恶性程度胶质瘤肿瘤细胞增殖的变化并对它们之间的相互关系进行讨论。统计学方法分别研究ADC值、1H-MRS代谢物比值及Ki-67在不同级别胶质瘤(低级别Ⅰ/Ⅱ级及高级别Ⅲ/Ⅳ级)及对侧正常脑组织中的表达和作用,以及前二者与后者间的相关性。探讨DWI、1H-MRS、Ki-67在评估脑胶质瘤增值活性及其分类与分级过程中的作用及相关性。目的本课题探讨DWI及多体素1H-MRS与不同级别胶质瘤Ki-67表达相关性及价值,期望使DWI及多体素1H-MRS等影像学技术作为生物影像学指标,使其成为明确胶质瘤细胞增殖活性的有力理论和实验依据,实现活体、无创地评价脑胶质瘤生物学行为。方法收集2009年12月至2011年09月间在我院行常规MRI及DWI及多体素1H-MRS检查,术后病检为脑胶质瘤病例40例,按照WHO2000胶质瘤分级标准设计低级别胶质瘤组(Ⅰ-Ⅱ级)与高级别胶质瘤组(Ⅲ-Ⅳ级)各20例。关注胶质瘤实性部位主要代谢物(NAA、Cr, Cho)及ADC值,研究在不同级别胶质瘤(低级别组及高级别组)及正常组(肿瘤对侧相同部位)上述代谢物间比值(NAA/Cr、Cho/Cr以及NAA/Cho)及ADC值、rADC值在不同级别胶质瘤的表达及相关性。免疫组化方法分析了(低级别组+高级别组)40例脑肿瘤组织标本中Ki-67的变化以及它们之间的相互关系进行讨论。统计学方法分别研究ADC值、rADC值、多体素1H-MRS代谢物比值及Ki-67在不同级别胶质瘤(低级别Ⅰ/Ⅱ及高级别Ⅲ/Ⅳ)的表达和作用,以及前三者与后者间的相关性。结果高级别胶质瘤ADC值(1.21±0.18)×10-3mm2/s较低级别组ADC值(1.67±±0.14)×10-3mm2/s低,高级别胶质瘤ADC值较对侧正常部位组ADC值(0.89±±0.06)×10-3mm2/s高,低级别胶质瘤ADC值较对侧正常部位组ADC值(0.88±0.04)×10-3mm2/S高。高级别胶质瘤rADC值(1.37±0.22)较低级别组rADC值(1.91±±0.19)低。高级别胶质瘤NAA/Cho值(0.31±0.14)较低级别组NAA/Cho值(0.82±±0.12)低,高级别胶质瘤NAA/Cho值较对侧正常部位组NAA/Cho值(1.95±±0.29)低,低级别胶质瘤NAA/Cho值较对侧正常部位组NAA/Cho值(2.10±±0.22)低。高级别胶质瘤NAA/Cr值(1.01±±0.40)较低级别组NAA/Cr值(2.06+0.27)低,高级别胶质瘤NAA/Cr值较对侧正常部位组NAA/Cr值(2.23±±0.39)低,低级别胶质瘤NAA/Cr值较对侧正常部位组NAA/Cr值(2.38±±0.26)低。高级别胶质瘤Cho/Cr值(3.39±±0.37)较低级别组Cho/Cr值(2.544±0.26)高,高级别胶质瘤Cho/Cr值较对侧正常部位组Cho/Cr值(1.154±0.14)高,低级别胶质瘤Cho/Cr值较对侧正常部位组Cho/Cr值(1.14+0.13)高。本研究提示高级别胶质瘤Ki-67抗原标记指数值(0.37±0.06)较低级别组Ki-67抗原标记指数值(0.19±0.05)显著增高。在高级别胶质瘤中Cho/Cr值与Ki-67标记指数呈正相关(r=0.616,P<0.01),NAA/Cho值与Ki-67标记指数呈负相关(r=-0.791, P<0.01), NAA/Cr值与Ki-67标记指数呈负相关(r=-0.759, P<0.01), ADC、rADC值均与Ki-67标记指数呈负相关(r=-0.760、-0.837,P<0.01)。在低级别胶质瘤中Cho/Cr值与Ki-67标记指数不呈相关性(r=0.340, P>0.05), NAA/Cho值与Ki-67标记指数呈负相关(r=-0.744,P<0.01), NAA/Cr值与Ki-67标记指数呈负相关(r=-0.619, P<0.01), ADC. rADC值均与Ki-67标记指数呈负相关(r=-0.826、-0.792,P<0.01)。结论1.多体素1H-MRS能较为准确地反映组织代谢变化,为常规影像学提供代谢方面有用的信息。胶质瘤1H-MRS表现为Cho峰升高明显,Cr峰下降,NAA峰明显下降；NAA/Cho及NAA/Cr比值下降,Cho/Cr比值升高。恶性度高的肿瘤则NAA/Cho下降越明显,Cho/Cr比值越高。本研究显示随着胶质瘤的恶性程度越高,Cho峰有升高的趋势而NAA峰有降低的趋势。不同级别胶质瘤间比较,Cho/Cr、NAA/Cr、NAA/Cho均显示明显差异(P<0.05),有助于胶质瘤的良恶性分级诊断；2.不同级别胶质瘤实体部位间的ADC值存在显著性差异,可以对肿瘤进行分级,起到辅助诊断的作用。3.Ki-67在不同级别胶质瘤表达具有显著性差异。4.胶质瘤肿瘤瘤体实性区域各代谢物比值、ADC值与Ki-67多数存在显著相关。新型磁共振技术多体素1H-MRS、DWI检查方法联合Ki-67免疫组化检查,能够更好地了解胶质瘤细胞增殖活性,为临床上胶质瘤的诊断、治疗和预后提供新的依据。本次研究显示多体素1H-MRS及DWI检查无论是单独或联合应用均能有效反应术前脑胶质瘤的增殖活性,它们是脑胶质瘤分级诊断有用的辅助手段,能在脑胶质瘤临床诊断治疗及判断预后方面发挥作用。瘤体组织的MRS代谢物比值中NAA/Cho测量值的诊断效能最高,其并联瘤体的rADC值筛检可大幅提升胶质瘤细胞增殖活性的诊断敏感性。但其是否能对脑胶质瘤患者总体治疗效果生产良性影响、使患者生存率提高,还有待临床进一步研究。总之,随着研究的深入和临床的广泛应用,1H-MRS和DWI可前瞻性地对脑胶质瘤的增殖活性及分级等提供有益的帮助,将为临床提供更多、更可靠的信息。