项目总结报告
陕西省科技计划项目
实施总结报告
项目编号：2011K12-05-04
项目名称: 多层螺旋CT肺癌灌注成像与肿瘤血管生成的相关性研究
项目承担单位（甲方）：陕西省科技厅
项目委托单位（乙方）：陕西省肿瘤医院
起止年月：2011/07/01至2013/12/01
陕西省科学技术厅制
多层螺旋CT肺癌灌注成像与肿瘤血管生成的相关性研究
实施总结报告
一、项目基本情况
CT 灌注成像技术是一种经济实用、无需使用放射性核素、影像的空间和时间分辨力高且成像时间短的定量研究方法,预期作为一种定量分析肺癌血流状况的非侵袭性方法，有利于提高诊断的灵敏度，对肺癌血管生成及定量评价提供肺癌预后信息，作为评价肺癌的抗血管生成治疗疗效的潜在工具。
利用活体CT灌注成像技术获取肺癌血流模式的多个灌注参数值,并将其与肺癌微血管密度（MVD）、血管生成因子（VEGF）表达的病理结果作相关性分析研究,利用CT灌注成像技术各参数获取的较为完整的肺癌血供信息，探讨肺癌CT灌注各参数和组织分型、分化程度、淋巴结转移及肿瘤血管生成的相关性。
二、项目执行情况
（一）对照合同书项目总体实施结果
课题组经过近1 年的研究与实施，按照制定的项目实施计划，项目主要进行等研究内容。对照项目合同书，已经全部完成了项目合同书中全部研究内容，同时全部实现了合同书中预定的全部预期目标。项目总体实施结果如下：
1、对45例通过手术切除并经病理证实为非小细胞肺癌进行CT灌注成像注检查。
2、对45例患者进行了病理微血管表达分析。
3、统计学分析：采用相关分析的方法分析肺癌CTP各参数与MVD 的相关关系；VEGF的表达分为阴性，阳性和强阳性，采用Spearman 秩相关分析的方法分析肺癌CT灌注各参数与VEGF的相关关系。统计分析用SAS软件系统进行，以P<0.05为差异有统计学意义。
（二）项目主要工作措施和结果
本实验研究表明灌注参数BF与VEGF和MVD均具有一定的相关性，而PEI 和TTP则仅与MVD 有关，未发现其他灌注参数与VEGF和MVD 有相关关系。值得注意的是，本研究CTP部分灌注参数虽然与VEGF和MVD有相关关系，但相关系数r值较小，其并不呈线性相关，而且并不是所有的个体都具有相关关系，结合总体来看，CTP可以用于总体抗血管药物疗效的评价，但对个体微血管生成的评估则具有一定的局限性。
三、科技成果转化（论文）
多层螺旋CT肺癌灌注成像与VEGF和MVD表达的关系樊涛韩琴芳曹冬花潘历波赵学武王曙生李军赵妍韦霜[摘要]目的: 探讨血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF ) 、微血管密度(microvascular density,MVD) 表达与多层螺旋计算机体层扫描(Multi-Slicespiral computed tomography,MSCT) 肺灌
注成像的关系。方法:对80 例肺内单发结节患者行MSCT肺灌注扫描，其中45例非小细胞肺癌(Non-small cell lung carcinoma ,NSCLC ) 获得与灌注成像兴趣区相当的病理层面，采用免疫组化的方法观察VEGF 和MVD 表达。用Spearman 相关分析探讨45 例NSCLC患者灌注参数与MVD和VEGF表达的相互关系。结果: VEGF 与MVD在肿瘤组织中呈异质性表达。灌注参数血流量(BF) 与VEGF 与MVD相关(P<0.05 ), 强化峰值( PEI) 和对比剂到达峰值时间(TTP)与MVD相关(P<0.05 )。结论：肺癌灌注成像部分参数与MVD与VEGF有一定的相关性。
[关键词] 灌注成像；微血管密度；血管内皮生长因子；非小细胞肺癌[基金项目] 陕西省科学技术研究发展计划项目（2011K12-05-04）
[作者简介] 樊涛（1969-）年，男，副主任医师。擅长胸腹部肿瘤影像诊断。工作单位：陕西省肿瘤医院CT室。
通讯作者：韩琴芳121010465@https://www.wendangku.net/doc/c18306564.html,
Multi-slice spiral CT pulmonary perfusion imaging and the expression of VEGF / MVD in non-small cell lung cancer
Shanxi Oncology Hospital of Medical College of Xi’an Jiaotong University, Shangxi 710061, China
Abstract: Objective This paper expects to investigate the relation between expression of vascular endothelial growth factor (VEGF ) and microvessel density( MVD ) with multi-slice spiral computer tomography perfusion imaging. Methods 80 solitary pulmonary nodule patients who underwent CT perfusion scan by 16-slice spiral CT were examined. Among them , 45
diagnosed with lung cancer were brought into our research after surgery. The corresponding layers of tumor tissue specimens to the layer of CT perfusion scan were selected to determine the expression of VEGF and MVD. Spearman correlation analysis was used to determine the expression of VEGF and MVD with CT perfusion parameters. Results There was a lot of heterogeneity in VEGF and MVD expression of NSCLC. There was positive correlation between the expression of VEGF and BF. There were also positive correlations between the expression of MVD and BF( both P < 0.
05 ). The peak enhancement image ( PEI) and TTP has significant correlation with MVD ( P < 0. 05 ) . Conclusion Part of lung perfusion imaging parameters has certain correlation with MVD and VEGF.
[Key words] Perfusion imaging; microvascular density (MVD); vascular endothelial growth factor(VEGF); NSCLC
随着影像技术的迅速发展，功能成像越来越受到人们的关注，CT 灌注成像（computer tomography perfusion, CTP）是一种重要的功能成像技术，在肺癌的早期诊断、鉴别诊断、疗效观察与预测恶性程度等方面已有较多的研究成果。笔者前期研究[1-2]表明CTP不仅有助于鉴别肺内结节，而且与肺癌病理类型有一定的相关性。文献[3]也表明CTP对良恶性结节的鉴别有一定的价值。本文以与CTP感兴趣区相一致的肺癌病理标本为研究对象，观察微血管密度(microvascular density,MVD)、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF )与CTP参数的关系，探讨CTP与肺癌血管生成状态之间的关系，为CTP在活体中动态评价血
管生成以及评价抗血管生成治疗药物疗效提供理论依据。
1、材料与方法
1.1 病例选择20 07 年12 月至2 013年1 月在陕西省肿瘤医院对80 例
肺内单发结节患者行MSCT肺灌注扫描，45例通过手术切除并经病理证实为非小细胞肺癌（Non-small cell lung carcinoma ,NSCLC），其中男30例, 女15 例, 年龄32 ～68 岁, 平均55. 6 岁，病灶直径3～25cm (平均15.2cm)，直径<4 cm者28 例，> 4 cm 者17 例。
1.2 肺灌注成像过程采用Philips Brilliance 6 CT机，先行胸部常规平扫，获取病灶薄层（2～3mm）图像。在进行动态扫描前，指导病人练习闭气，要求患者在平静呼吸或平静状态下闭气。用高压注射器以5ml/s的流速通过肘前静脉注入50ml碘海醇(300mg/ml)，于注射后10s后开始扫描，层厚6mm，扫描时间为0.75s，每次扫描4层，共扫描30个循环，总共1分钟，获得120幅图像，总体厚度
2.4mm。
1.3 图像处理与分析：数据输入PHILIPS公司EBW3.01工作站，在工作站用CT perfusion软件进行图像重组。以最大截面实性软组织区域(除去钙化与坏死)约60%面积为标准兴趣区(ROI)。用灌注软件，绘制出肿瘤和与其同层主动脉(若该层无主动脉,则选择颈总动脉)的时间-密度曲线(time - density curve,TDC)及各项灌注参数值，包括血容量（blood volume,BV）、血流量（blood flow,BF）、对比剂到达峰值时间（time to peak,TTP）、强化峰值（peak enhancement image,PEI）。
1.4病理学处理、观察：病理标本取材部位尽可能与CT图像后处理所测ROI一致。4%多聚甲醛固定，常规石蜡包埋备用，以5μm层厚连续切片，1张行HE染色，另2张制备涂胶白片，采用链霉素抗生物素蛋白-
过氧化酶连接(SP)法进行免疫组织化学(简称免疫组化)染色CD34，操作步骤按试剂说明书进行，常规设立阳性及阴性对照组。观察标准癌巢间及癌巢周围棕色染色的单个内皮细胞或内皮细胞簇为1个血管标记，红细胞的出现及是否有管腔不作为技术标准，较厚的肌层血管排除计数范围之内。在低倍视野下全面观察切片，选取微血管密集的4个视野，然后以200倍视野范围分别计算所有染色的微血管数，取4个视野的平均值作为MVD。显微镜下细胞质呈棕黄色为VEGF表达阳性细胞，阳性细胞所占镜下(×400)比例≥50%为强阳性；<50% ~≥25%者为阳性；<25%者为阴性。
1.5 统计学分析：采用相关分析的方法分析肺癌CTP各参数与MVD的相关关系；VEGF的表达分为阴性，阳性和强阳性，采用Spearman 秩相关分析的方法分析肺癌CT灌注各参数与VEGF的相关关系。统计分析用SAS软件系统进行,以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 VEGF、MVD的表达情况
VEGF在癌周组织的表达明显高于癌周正常组织（P<0.05），MVD 在癌周组织的表达也明显高于癌周正常组织（P<0.05），见表1。
表1 VEGF、MVD 在NSCLC 组织和癌周正常肺组织中的表达（n=45）
组织类型
VEGF
MVD（x±s）－+ ++
癌组织8 20 17 19.18±8.62 癌周正常肺组织32 10 3 5.42±4.31 2.2 NSCLC灌注参数与VEGF和MVD的关系（图1、图2）
BF与VEGF有相关性（P<0.05），与MVD也具有相关性（P<0.05）；BV与VEGF无相关性（P>0.05），与MVD也无相关性（P>0.05）；PEI 与VEGF无相关性（P>0.05），与MVD具有相关性（P<0.05）；TTP与VEGF无相关性（P>0.05），与MVD具有相关性（P<0.05），见表2。
表2 NSCLC灌注参数与VEGF和MVD的关系
BF BV PEI TTP
项目
r P r P r P r P VEGF 0.452 0.013 0.147 0.262 0.132 0.324 0.128 0.345 MVD 0.375 0.032 0.183 0.243 0.414 0.023 0.404 0.025
图1 男，56岁，右肺腺癌。a 纵膈窗可见右肺上叶占位病变；b为血流量彩色灌注图，以蓝色为主，加有少许绿色，病灶T1 BF 20.1、TTP20.4，周围正常肺组织T3的BF为0.0，TTP为4.1；c为时间密度曲线（TDC曲线）见上升支；d 见棕黄色阳性CD34细胞（SP，HPF，×400）; e 腺
癌VEGF阳性细胞腺泡样分布（SP，HPF，×400）。
图2 男，67岁，左肺鳞癌。a 肺窗可见左肺下叶空洞样病变；b为血流量彩色灌注图，以蓝色为主，加有少许绿色、红色与黄色，病灶T1的BF 为90.4、TTP为38.7，周围正常组织T2的BF为41.8，TTP为57.1；c为时间密度曲线（TDC曲线）见上升支；d 见棕黄色阳性CD34细胞（SP, HPF,×400）; e 鳞癌VEGF阳性细胞局灶性分布（SP，HPF,×400）。
3 讨论
CTP是一种具有实用价值和应用前景的功能成像技术，Miles 及其所在的欧洲实验肿瘤医学中心影像网络工作组在2012年公开发表了应
用CTP 评价肿瘤血管生成指南[4]，明确了此项技术对CT设备的要求，质量控制，患者准备，对比剂的使用以及测量参数等细节，表明CTP 评价肿瘤血管生成已经走向成熟。
肿瘤血管是实体肿瘤生长、侵袭和转移的基础[5]。肿瘤的血管生成量通常以肿瘤内MVD表示，MVD不仅反映肿瘤细胞的营养和供氧状
况，而且与肿瘤的浸润和转移能力有关[6]。本研究结果显示MVD在癌边缘组织的表达明显高于癌周正常组织（P<0.05），表明肿瘤组织内的血供较为丰富。VEGF能促进肿瘤内微血管的生成，使微血管生成增加，导致肿瘤内MVD增加，本研究结果显示VEGF在癌边缘组织的表达明显高于癌周正常组织（P<0.05）表明肿瘤组织内更容易形成新生血管。肿瘤血管在形态及功能上与正常血管均明显不同，肿瘤血管形态上呈现杂乱无章的排列，可见广泛吻合的血管网及血管池，基底膜结构不完整；肿瘤血管在功能上表现为毛细血管通透性增加，血流量较大，血流阻力较低，肿瘤血管所特有的这些特征为CTP评价肺癌血管生成提供了理论基础。
CTP作为一种无创性功能成像方法，在判断肿瘤血管生成状态及抗血管生成治疗疗效方面具有潜在的应用价值，已在多个临床前研究及临床研究中被用于判断抗血管生成的疗效[7-8] ，CT 灌注成像参数与血管构筑具有明确的定量关系。研究表明周围型肺癌的CT灌注参数BF 与MVD增高有关[9-10]。BF 值的高低主要由靶病灶微血管的成熟度和管腔化水平所决定[11] ，而文献[6]认为MVD对BF 值有一定影响，但不是主要因素。文献[12]认为BV值与MVD有一定的相关性。本实验研究也表明灌注参数BF与VEGF和MVD均具有一定的相关性，而PEI 和TTP则仅与MVD 有关，未发现其他灌注参数与VEGF和MVD有相关关系。值得注意的是，本研究CTP部分灌注参数虽然与VEGF和MVD有相关关系，但相关系数r值较小，其并不呈线性相关，而且并不是所有的个体都具有相关关系，结合总体来看，CTP可以用于总体抗血管药物疗效
的评价，但对个体微血管生成的评估则具有一定的局限性。
参考文献
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四、经费使用情况