良恶性淋巴结放疗前后DWI变化与病理学的关系

　　MRI扩散成像（diffusion-weighted imaging，DWI）监测肿瘤治疗效果是当今研究的热点。DWI监测转移性淋巴结放疗早期疗效能力已证实。但是，临床工作中转移性与反应增生性淋巴结常并存于同一患者。良恶性淋巴结组织病理学的差异是否会引起DWI疗效评价出现误差呢？本研究旨在利用良性淋巴结的动物模型研究放疗前后DWI变化与病理学的关系，寻找上述问题的答案。
　　
　　方 法
　　
　　1. 材料
　　纯种健康新西兰大白兔26只，雌雄不限，2~3个月龄，体质量1.8~2.2kg（长海医院实验动物中心提供）。

　　2. 实验方法
　　实验兔分别制成转移性淋巴结模型（n＝17）和良性淋巴结模型（n＝9）。①转移淋巴结组：将种兔大腿处的VX2瘤取部分含瘤细胞丰富的瘤块，制成浓度107/ml的单细胞悬液，经右侧股四头肌注射VX2癌细胞悬液0.5 ml；②良性组：经左侧足垫注射完全弗氏佐剂0.5ml。

　　3. 放射治疗
　　转移性淋巴结模型兔随机分成A（n=10）、B（n＝7）两组。A组和良性淋巴结组（C组）实验兔接受单剂量10Gy的放射治疗。放疗前，从兔耳缘静脉注射3％戊巴比妥钠(1ml/kg)麻醉，仰卧位，以铅模屏蔽正常组织，源面间距100cm，剂量为2Gy/min。

　　4. MRI检查
　　采用仪器为德国Siemens Avanto 1.5T磁共振扫描仪，建模2周后行常规MRI及DWI检查。次日行放射治疗，放疗后第1、3、7天行常规MRI及DWI序列检查。扫描前从兔耳缘静脉注射3％戊巴比妥钠(1ml / kg体质量)全麻控制呼吸，俯卧位，足先进，扫描范围转移组包括双侧腘窝及髂窝，良性组包括接种同侧腘窝。采用腹部6通道线圈。常规MRI扫描包括冠状位定位（TE/TR＝2/4.09ms，层厚/间隔＝4/0.4mm，FOV＝260mm2，NEX＝2），行轴位T1WI（TE/TR＝11/640ms，层厚/间隔＝4/0.4mm，FOV＝320mm2，NEX＝6）与T2WI（TE/TR＝91/3000ms，层厚/间隔＝4/0.4mm，FOV＝320mm2，NEX＝6）观察淋巴结。DWI采用EPI序列，复制轴位MR位置，TR/TE=5000/81ms，层数20，层厚＝4mm，间隔0.4mm，FOV20cm×l6cm，矩阵128×128，NEX＝6。在相互垂直的X、Y、Z轴3个方向上施加扩散敏感梯度场，b值为0，1000s /mm2。

　　5. 数据分析
　　通过b值条件不同的2帧DWI图像点对点的计算，得到淋巴结实质部分的ADC值。计算公式为ADC=[ln(S低/S高)]/(b高－b低)，式中S高代表b为1000 s/mm2的扩散图像信号值，S低代表b为0的扩散图像信号值。根据T2WI选取ROI，避开血管、坏死、囊变区域。

　　分别测量所有淋巴结的ADC值，每个淋巴结取3个不同部位，取平均值。每只动物在放疗前后各时间所选择ROI位置基本相同。

　　6. 病理学分析
　　A组和C组分别于放疗后第1、3天各处死1只动物，其余动物于放疗后第7天全部处死。实验兔心脏内注射空气处死，取淋巴结用10％甲醛溶液浸泡，石蜡包埋，HE染色及光镜下观察。

　　7. 统计学分析
　　使用SPSS14进行统计学分析。所有淋巴结的ADC值以x±s表示。淋巴结ADC值采用重复测量数据的方差分析。所有分析P<0.05认为差异有统计学意义。

　　结 果
　　
　　A组和B组共26枚淋巴结，其中A组16枚，B组10枚。C组在接种同侧腘窝共有9枚淋巴结。

　　所有淋巴结实质部分T1WI均呈等信号、T2WI高信号。A组4枚淋巴结于第7天出现坏死，呈长T1长T2信号；B组淋巴结信号未见明显变化。3组淋巴结实质成分的DWI图呈高信号，ADC图呈低信号。

　　A、B两组淋巴结内坏死DWI图呈低信号，ADC图呈高信号。三组淋巴结各时间点ADC值见表1。A组ADC第1天轻度下降，第3、7天明显升高。C组淋巴结放疗后ADC值逐渐升高。B组淋巴结ADC值相对稳定。【表1】

　　三组ADC值变化有明显的差异（F=9.682，P﹤0.001）。A组与C组之间淋巴结ADC值变化未见明显差异（F= 2.722，P﹥0.05）。

　　病理学结果：A组淋巴结放疗后第1天部分细胞核退变，细胞核色质浓聚，细胞肿胀，胞质透亮呈空泡样变；第3天部分肿瘤细胞退变坏死，肿瘤细胞轮廓残余，细胞核碎裂；第7天淋巴结内出现散在坏死区，肿癌细胞坏死彻底。C组放疗后第1天淋巴结内淋巴细胞被嗜酸性粒细胞和巨噬细胞替代；第3天和第7天，嗜酸性粒细胞数量减少，巨噬细胞逐渐增多。此外，间质水肿和淋巴窦扩张日益明显。
　　
　　讨 论
　　
　　MR DWI利用水分子自由热运动(布朗运动)的原理进行成像，属于MR功能成像技术的一种。放疗直接或间接破坏肿瘤细胞的细胞膜或诱导细胞发生凋亡，肿瘤组织内细胞密度下降，细胞外间隙与细胞内间隙比值增加，水分子弥散随之增加，其ADC值也较治疗前明显增大，是扩散成像得以用于评价疗效的组织学基础。本研究结果显示放疗后第1天淋巴结内细胞呈气球样改变，细胞水肿较明显，同时伴有一定程度核固缩，ADC值轻度下降，而ADC值的下降表明第1天细胞水肿较核固缩相对明显，限制水分子运动效果更明显。治疗后第3天肿瘤细胞核碎裂，出现小片坏死，细胞外间隙相对增大，水分子的扩散运动较前明显增强，淋巴结ADC值明显升高；第7天淋巴结内肿瘤坏死区域继续增大，ADC值持续升高。

　　淋巴细胞（白细胞）对放射治疗比较敏感。淋巴结内细胞，特别是淋巴样细胞，在放疗后迅速死亡，24h内再生。正常淋巴细胞细胞核大，核质比高，水分子运动明显受限。本研究结果证明放疗后大量巨噬细胞增生，取代了部分坏死的淋巴细胞。巨噬细胞增加的原因主要包括两个方面：完全弗氏佐剂刺激细胞介导的免疫反应，导致腘窝淋巴结内巨噬细胞数量增加；巨噬细胞放疗敏感性较淋巴细胞低，导致放疗后更多的巨噬细胞存活。巨噬细胞胞质丰富，核质比明显小于淋巴细胞。此外，放疗后第3和7天，间质水肿日益明显，间质疏松且间隙增宽，细胞外间隙明显增大。核质比降低和细胞外间隙增大共同作用导致放疗后良性淋巴结ADC值逐渐上升。

　　本研究存在几点不足：第一，本研究通过转移性淋巴结和良性淋巴结两种动物模型研究良恶性淋巴结放疗前后ADC值的变化。研究结果表明虽然两种淋巴结放疗引起的病理变化不同，但均造成了ADC值的变化。人体良恶性淋巴结病理变化较动物模型更加复杂和多样，如反应性淋巴结内存在纤维结缔组织时，淋巴结的放疗抵抗性增高。第二，放疗剂量和方案与放疗反应密切相关。本研究采用了单次放射投照，淋巴结病理改变与放疗剂量和方案之间的关系有待进一步研究。第三，由于肿瘤接种后兔生存时间较短，本研究仅就DWI监测良恶性淋巴结放疗早期疗效的能力进行了分析。

　　总之，ADC值能间接反应放疗前后良恶性淋巴结水分子运动变化的总趋势。但是，良恶性淋巴结病理变化的性质并不相同，ADC值区分这些病理变化的能力有其局限性。

　　参 考 文 献
　　
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