MRI多功能参数对直肠癌新辅助放化疗后病理完全缓解的预测价值

兰 琼

湖北省公安县人民医院放射医学影像科 434300

直肠癌是严重危害人类健康的消化道恶性肿瘤之一。国内外指南均表明[1-2],局部进展期直肠癌(Locally advanced rectal cancer,LARC)的标准术式是新辅助放化疗(Neoadjuvant chemoradiotherapy,nCRT)后行全直肠系膜切除术。研究表明[3],50%～75%LARC患者经nCRT可获得不同程度肿瘤退缩,有10%～30%患者可达到病理完全缓解(pathologic complete response,pCR)。随着个体化诊疗的发展,临床认为不同nCRT疗效应给予不同治疗方案,pCR患者可考虑损伤更小的外科治疗或采取等待观察方案。因此,准确预测nCRT疗效显得尤为重要。盆腔核磁共振成像(MRI)是目前公认评估直肠癌nCRT效果的主要手段,但目前尚未对评估疗效的MRI参数达成统一[4]。虽然肿瘤体积缩小与pCR有一定相关性,但仅根据肿瘤大小来评估nCRT疗效并不准确,且空腔脏器机体测量的可重复性较差。因此,需要整合更多MRI参数来全面评估nCRT后活体肿瘤状态,以指导临床诊疗。基于此,本文旨在探讨MRI多功能参数对LARC患者nCRT后pCR的预测价值,用以指导临床诊疗。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析2020年8月—2022年9月于本院诊断及治疗的LARC患者的临床资料。纳入标准:(1)结肠镜活检为直肠腺癌,且经病理证实为LARC(≥T3期或N+);(2)肿瘤距肛门距离<10cm;(3)无MRI检查禁忌证;(4)nCRT前(基线)、后6～8周(术前)均行MRI检查;(5)nCRT后1周内行全直肠系膜切除术;(6)术后病理标本按照TRG分级;(7)患者病理及手术报告完整。排除标准:(1)治疗前或治疗中发现远处转移者;(2)合并其他系统的恶性肿瘤;(3)nCRT前接受过其他治疗者;(4)有盆腔手术史或化疗史者;(5)nCRT前后MRI扫描病灶位置不一致者或MRI图像不清晰者。共纳入109例LARC患者,其中有4例因MRI资料不完整或不清晰,2例在治疗过程中发生肝转移而被排除。最终103例患者纳入研究,根据术后Mandard提出的TRG肿瘤消退等级将患者分为病理完全缓解(pCR)组(n=36)和非pCR组(n=67)。本研究经医院伦理委员会审批。

1.2 方法 所有患者均在肠镜确诊后1周内行nCRT,并于化疗结束后1周内行全直肠系膜切除术。nCRT方案为:放疗(5次/周,共照射25～28次;单次剂量1.8～2.0Gy/d,总剂量45.0～50.4Gy/d)+化疗(放疗时同时服用卡培他滨825mg/m2,2次/d,5次/周,共4～6周,放疗结束后口服卡培他滨和静滴奥沙利铂进行巩固疗效,共2周)。nCRT过程中可针对患者情况给予止吐、升白等治疗,结束后行全直肠系膜切除术。MRI检查方法:所有患者均于nCRT前及术前采用siemens3.0TMRI扫描仪及16通道体表线圈进行检查。先行盆腔常规FSE-T1WI和FSE-T2WI压脂序列,再行冠状、矢状及斜轴位小FOV及高分辨率FSE-T2WI非脂肪抑制序列扫描,最后行DWI序列扫描。检查结束后将图像传输至3.0T西门子syngo工作站,由2名具有8年以上工作经验的腹部放射科医师在未知MRI诊断结果及病理结果的情况下进行数据测量和分析。先勾画感兴趣区,参考T2WI横轴位和DWI序列测量肿瘤最大横截面积(MTA)、ADC及最大厚度(MTT);参考T2WI矢状位和DWI序列测量肿瘤长径(MTL)、距肛缘距离(DTA)。肿瘤近似体积(CATV)=MTA×MTL。各参数变化百分比(Δ%)=[治疗后参数(post)-治疗前参数(pre)]/治疗前参数(pre)×100%。

TRG肿瘤退缩分级参考Mandard标准[5]:1级,无肿瘤细胞;2级,单个或小簇肿瘤细胞;3级,残存更多肿瘤细胞,但肿瘤占比<纤维化;4级,肿瘤占比>纤维化;5级,无纤维化伴肿瘤广泛残留。1～2级定义为pCR。

2 结果

2.1 pCR组和非pCR组临床病理特征比较 pCR组和非pCR组性别、年龄、临床分期、肛管受累等临床病理资料比较,差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

2.2 pCR组和非pCR组MRI参数分析 pCR组和非pCR组ADCpre、ADCpost、ΔADC%、ΔMTA%、MTLpost、ΔMTL%、ΔCATV%及ΔDTA%比较,差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 pCR组和非pCR组MRI参数分析

2.3 LARC患者nCRT后pCR的Logistic回归分析 Logistic回归分析显示,ΔADC%、ΔMTA%、ΔMTL%、ΔCATV%及ΔDTA%是预测LARC患者nCRT治疗后pCR的独立预测因素(P<0.05)。见表3。

表3 LARC患者nCRT后pCR的Logistic回归分析

2.4 MRI参数的ROC曲线及诊断效能 ROC曲线显示,ΔADC%预测pCR的诊断效能最高,AUC为0.893(95%CI为0.817～0.945),敏感度为80.6%,特异度为83.6%。见表4和图1。

图1 MRI参数预测LARC患者nCRT后pCR的ROC曲线

表4 MRI参数预测LARC患者nCRT后pCR的诊断效能

3 讨论

nCRT+全直肠系膜切除术是LARC的标准治疗方案,nCRT治疗后获得pCR的患者可用保守治疗代替根治性手术。同时,对于可保守治疗的患者需严格筛选,避免因保守治疗增加局部复发率、转移率,延误患者治疗。但是nCRT治疗后纤维化与残余肿瘤难以区分,致使30%左右pCR患者实施了直肠癌根治性手术[6]。因此,寻求准确且易测量的指标术前预测pCR显得尤为重要。既往研究表明[7],nCRT后通过MRI计算到的肿瘤体积缩小率是预测LARC患者nCRT后pCR的有效指标。也有研究表明[8],nCRT治疗后ADC及标准化ADC值对直肠癌pCR具有较好的预测价值。本研究收集我院LARC患者nCRT治疗前后的MRI资料,获取肿瘤形态学及功能学指标,并探讨其对LARC患者nCRT后pCR的预测价值,以指导临床诊疗。

一般认为,肿瘤越大、生长周期越长、分化程度及分期越高,侵犯周围组织的概率也越高。因此,肿瘤大小改变是患者预后的独立预测因素,是评估nCRT疗效最直接、最直观、最易获取的指标[9]。肿瘤大小的评价指标主要有最大长径、最大截断面积、近似体积等。本文中,MRI形态学指标肿瘤最大面积缩小率、长径缩小率、近似体积缩小率及距肛缘距离缩小率是预测nCRT指标,其AUC分别为0.809、0.737、0.826及0.763,由此表明,肿瘤最大面积缩小率及肿瘤近似体积缩小率对预测pCR的诊断效能更好。张翀达[10]研究显示,利用MRI各层叠加计算的肿瘤近似体积在预测pCR方面有其独特优势,此与本文结果一致。另有研究表明[11],肿瘤距肛门距离越近,nCRT治疗后获得pCR的可能性越大。原因是,肿瘤距离肛门越近,放疗是从肛门位置对准病灶越敏感,nCRT效果越好,更易获得pCR。MRI功能学参数ADC是反映水分子扩散能力的指标,可反映肿瘤组织内细胞排列致密程度及细胞胞膜完整性的指标。nCRT治疗后,肿瘤细胞发生溶解、破裂,细胞水分子扩散能力增强,从而导致ADC值升高[12]。本文中,治疗后两组ADC值均升高,但pCR组升高更明显。Logistic回归分析显示,ADC缩小率是预测pCR的重要指标,诊断效能高于形态学指标,且其可重复性最高。研究证明[13],结合ADC与平均扩散峰度,可较准确预测LARC患者对nCRT疗效,评估pCR情况,与本文结果一致。

综上所述,MRI形态学及功能学参数MTA、MTL、CATV、DTA及ADC经nCRT治疗后的缩小率均可预测pCR,且ADC缩小率的诊断效能最高。但本研究尚有一定的局限性,如样本量较少,且只纳入直肠腺癌患者。在今后的研究中,可扩大样本量,纳入其他病理类型直肠癌行进一步研究。