刘铁芳¹, 臧晓¹, 张德康¹, 胡坚兴¹, 李萌¹, 王永昊²
1. 解放军总医院第一医学中心, 北京 100853;
2. 解放军总医院第八医学中心, 北京 100091
2020-12-15 收稿, 2021-03-31 录用
^*通讯作者: 王永昊

摘要: 探讨定量动态增强磁共振成像（DCE-MRI）与脑胶质瘤患者血清白细胞介素-10（IL-10）、白细胞介素-12（IL-12）表达的相关性。本研究选取脑胶质瘤患者150例作为观察组，其中低级别脑胶质瘤68例、高级别脑胶质瘤82例，并选取100例健康者作为对照组。检测两组血清IL-10和IL-12水平，观察组给予MRI动态对比增强扫描。结果显示，观察组血清IL-10、IL-12明显高于对照组（P < 0.05）；观察组高级别脑胶质瘤患者容积转运常数（K^trans）、速率常数（K_e）、血管外细胞外容积分数（V_e）明显高于低级别脑胶质瘤患者（P < 0.05）；高级别脑胶质瘤患者血清IL-10、IL-12明显高于低级别脑胶质瘤患者（P < 0.05）；K^trans与IL-10、IL-12呈正相关（P < 0.05）；K^trans、K_e、V_e联合IL-10和IL-12鉴别脑胶质瘤高级别的ROC曲线下面积为0.954，明显高于其他指标单独诊断（P < 0.05）。脑胶质瘤患者MRI参数K^trans与血清IL-10、IL-12呈正相关，且在鉴别低级别和高级别脑胶质瘤中有一定应用价值。
关键词: 磁共振成像脑胶质瘤白细胞介素-10白细胞介素-12
Correlation Analysis of Quantitative Dynamic Contrast-Enhanced MRI and Serum IL-10, IL-12 Expression in Patients with Glioma
LIU Tiefang¹, ZANG Xiao¹, ZHANG Dekang¹, HU Jianxing¹, LI Meng¹, WANG Yonghao²
1. The First Medical Center of PLA General Hospital, Beijing 100853, P. R. China;
2. The Eighth Medical Center of PLA General Hospital, Beijing 100091, P. R. China
^*Corresponding author: WANG Yonghao
Abstract: The purpose of this study was to investigate the correlation between quantitative dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging (DCE-MRI) and the expression of serum interleukin-10 (IL-10) and interleukin-12 (IL-12) in patients with glioma. In this study, 150 patients with glioma were included as the observation group, including 68 cases of low-grade glioma and 82 cases of high-grade glioma, as well as 100 healthy patients as control group. The serum IL-10 and IL-12 levels of the two groups were detected, and the observation group was given MRI dynamic contrast enhancement scan. Serum IL-10 and IL-12 in the observation group were significantly higher than those in the control group (P < 0.05). In the observation group, the volume transport constant (K^trans), rate constant (K_e) and extracellular volume fraction (V_e) of high-grade glioma patients were significantly higher than those of low-grade glioma patients (P < 0.05). The serum IL-10 and IL-12 levels of patients with high-grade glioma in the observation group were significantly higher than those of patients with low-grade glioma (P < 0.05). K^trans was positively correlated with IL-10 and IL-12 (P < 0.05). The area under the high grade ROC curve of K^trans, K_e, V_e combined with 579 IL-10 and IL-12 glioma was 0.954, which was significantly higher than that of other indexes (P < 0.05). MRI parameter K^trans is positively correlated with serum IL-10 and IL-12 in patients with glioma, and has certain application value in differentiating low-grade and high-grade gliomas.
Key words: magnetic resonance imagingbrain gliomainterleukin-10interleukin-12
胶质瘤是最常见的原发性颅脑肿瘤，发病率居颅内肿瘤首位，多表现为严重的中枢神经系统症状，多数患者确诊时肿瘤处于中晚期，致死率高，且预后较差，尤其是胶质母细胞瘤的预后最差^[1]。目前，大多数临床认为，脑胶质瘤与遗传因素、电离辐射、病毒感染等有关，但具体发病机制和病因还未完全阐明，需要进一步研究证实^[2]。
磁共振动态对比增强DCE(dynamic contrast enhancement)通过连续快速的成像序列，分析注入对比剂过程中组织强化的一系列动态增强图像，在某些病变中(如肿瘤)血流灌注和血管通透性均会发生改变，而DCE可用于观测此类改变。相较于传统的颅脑增强扫描，DCE不仅能够反映病变形态学特征，也能够反映病变的生理学改变，有助于肿瘤良恶性判断、检测肿瘤对治疗的反应、判断肿瘤预后等。并且扫描相对较快，扫描方案相对比较统一，不同操作者之间差别不大。最新研究^{[3, 4]}提示，肿瘤的发生、发展与慢性炎症具有密切相关性，炎性因子的异常可导致免疫功能紊乱，进而诱发肿瘤。因此，本研究探讨了DCE-MRI与脑胶质瘤患者血清白细胞介素(interleukin，IL)-10、IL-12表达的相关性，旨在为临床脑胶质瘤的鉴别提供数据参考。
1 资料与方法1.1 一般资料选取2018年1月至2020年5月在解放军总医院第一医学中心就诊的脑胶质瘤患者150例作为观察组。其中，男性91例、女性59例；年龄34~71岁，平均(52.20±9.40)岁；低级别脑胶质瘤68例，高级别脑胶质瘤82例。纳入标准：均经病理学确诊为脑胶质瘤；入组前未行放化疗等治疗；患者均知情同意。排除标准：合并有其他系统恶性肿瘤者、肝肾功能障碍、急慢性感染等。本次研究获得医院伦理委员会批准。同时，选取100例健康者作为对照组。其中，男性65例、女性35例；年龄31~68岁，平均(50.02±10.32)岁。两组一般资料比较见表 1。
表1

表 1 观察组和对照组一般资料比较 临床资料 观察组(n=150) 对照组(n=100) t/χ2 P 性别 ??男 91(60.67) 65(65.00) ??女 59(39.33) 35(35.00) 0.480 0.488 年龄(岁) 52.20±9.40 50.02±10.32 1.727 0.085 体重指数(kg·m-2) 22.18±2.73 22.02±3.31 0.417 0.677 吸烟(%) 67(44.67) 41(41.00) 0.329 0.566 饮酒(%) 51(34.00) 39(39.00) 0.651 0.420 高血压(%) 60(40.00) 35(35.00) 0.637 0.425 糖尿病(%) 43(28.67) 30(30.00) 0.052 0.82 高血脂(%) 31(20.67) 23(23.00) 0.193 0.661

表 1 观察组和对照组一般资料比较

1.2 实验方法所有患者应禁食8 h后进行抽血，入院后取空腹3 mL肘静脉抽血，真空采血管(加入EDTA抗凝)静置30 min，离心10 min(3000 r/min)后分离血清，-80 ℃冰箱保存备用；采用酶标仪酶联免疫法检测血清IL-10和IL-12水平：固相载体连接将特异性抗体形成固相抗体后，加入受检标本以形成抗原复合物；加酶标抗体后再加底物，根据颜色反应的程度确定IL-10和IL-12定量水平。
1.3 MRI检查使用3.0 T MRI扫描仪(美国GE公司)，采用常规序列横轴面、冠状面以及矢状面扫描，T1WI(层厚5 mm、矩阵320×256、TE 25.2 ms、TR 1750 ms)、T2WI(层厚5 mm、矩阵512×512、TE 93 ms、TR 5207 ms)、DWI(层厚5 mm、矩阵160×160、TE 65.4 ms、TR 3000 ms)及T2-FLAIR(层厚5 mm、矩阵256×224、TE 147 ms、TR 8400 ms)。
DCE-MRI扫描：使用3D容积快速采集，对比剂注射前使用3°、6°、9°、12°、15°共计5组翻转角，注射后12°翻转角采集50个期相；自第4期肘静脉注射20 mL钆特酸葡胺，流速3 mL/s；每期相采集5.5 s间隔，扫描图像上传至工作站进行三维重建。所得图像通过GEMRI扫描仪配套软件分析，测量各项DCE参数，包括透参数包括容积转运常数(K^trans)、速率常数(K_e)、血管外细胞外容积分数(V_e)以及血浆容积分数(V_p)。
1.4 观察指标比较两组血清IL-10、IL-12及MRI参数(K^trans、K_e、V_e、V_p)差异，分析二者相关性。
1.5 统计学处理数据分析采用SPSS 22.0软件，t检验或χ²检验分析组间指标差异；相关性采用Pearson相关分析；诊断价值采用受试者工作特征(ROC)曲线分析。检验水准α=0.05。
2 结果2.1 观察组和对照组血清IL-10、IL-12比较观察组血清IL-10、IL-12明显高于对照组(P＜0.05)，见表 2。
表2

表 2 观察组和对照组血清IL-10、IL-12比较 组别 例数 IL-10(pg·mL-1) IL-12(pg·mL-1) 观察组 150 28.89±8.10 31.19±5.58 对照组 100 13.01±3.11 17.72±3.54 t 18.697 21.428 P 0.000 0.000

表 2 观察组和对照组血清IL-10、IL-12比较

2.2 观察组不同级别脑胶质瘤患者MRI参数比较观察组高级别脑胶质瘤患者K^trans、K_e、V_e明显高于低级别脑胶质瘤患者(P＜0.05)，V_p值则无统计学差异(P＞0.05)。见表 3。
表3

表 3 观察组不同级别脑胶质瘤患者MRI参数比较 组别 例数 Ktrans(min-1) Ke(min-1) Ve Vp 高级别组 82 0.38±0.10 0.51±0.13 0.54±0.14 0.21±0.08 低级别组 68 0.09±0.02 0.18±0.07 0.28±0.10 0.19±0.10 t 23.514 18.789 12.835 1.361 P 0.000 0.000 0.000 0.176

表 3 观察组不同级别脑胶质瘤患者MRI参数比较

2.3 观察组不同级别脑胶质瘤患者血清IL-10、IL-12比较观察组高级别脑胶质瘤患者血清IL-10、IL-12明显高于低级别脑胶质瘤患者(P＜0.05)，见表 4。
表4

表 4 观察组不同级别脑胶质瘤患者血清IL-10、IL-12比较 组别 例数 IL-10(pg·mL-1) IL-12(pg·mL-1) 高级别组 82 32.21±6.62 34.42±7.82 低级别组 68 24.89±5.54 27.30±6.60 t 7.251 5.952 P 0.000 0.000

表 4 观察组不同级别脑胶质瘤患者血清IL-10、IL-12比较

2.4 MRI与脑胶质瘤患者血清IL-10、IL-12表达的相关性分析相关分析结果显示：K^trans与IL-10、IL-12呈正相关(P＜0.05)，见图 1。其余参数未见相关性。
图 1

图 1 Ktrans与IL-10、IL-12相关性分析

2.5 MRI参数联合血清IL-10、IL-12诊断价值K^trans、K_e、V_e联合IL-10和IL-12鉴别脑胶质瘤高级别的ROC曲线下面积为0.954，明显高于其他指标单独诊断的0.828、0.813、0.798、0.721和0.702(P＜0.05)，灵敏性和特异性分别为86.70%和82.00%。
3 讨论由于脑胶质瘤的肿瘤分化程度不同，制定的治疗方案也不尽相同。传统临床主要通过临床病理和穿刺活检对肿瘤分级，但上述方式为有创性检查，并且肿瘤具有异型性和复杂的结构，取样的组织也可能无法准确反映肿瘤分化情况，因此，术前有效的影像学评估和诊断至为关键^[5-8]。
DCE-MRI具有连续、重复和快速成像的优点，是评估病变、组织生理性质的新型影像技术，其以病变和组织微血管系统为基础，通过注入对比剂并对比前后图像，较常规磁共振检查方法，不仅可反映病变组织的生理性变化，还可获得病变的形态学特征^[9-12]。本研究结果显示，观察组高级别脑胶质瘤患者K^trans、K_e、V_e明显高于低级别脑胶质瘤患者，而V_p比较无显著差异。该结果提示，DCE-MRI对诊断脑胶质瘤具有一定的指导意义。K^trans、K_e、V_e和V_p均是DCE-MRI的定量参数，能够有效地反映血管壁的通透性和成熟程度。其中，K^trans是指对比剂从血管至肿瘤间隙的跨膜转运；K_e表示对比剂返至血管内部的转运常数；V_e是反映微血管生成的重要指标。高级别脑胶质瘤由于高通透性和血管的不成熟，导致肿瘤具有较高的肿瘤活性，因此，K^trans、K_e、V_e显著升高。
有文献提示，IL-10具有通过炎症反应促进肿瘤细胞的生长和转移的生理作用，还能够抑制抗肿瘤因子以及部分肿瘤细胞的凋亡；IL-12可参与免疫应答过程，具有促进T细胞生成和抑制血管生成的作用^[13-15]。本研究发现，高级别脑胶质瘤患者血清IL-10、IL-12明显高于低级别脑胶质瘤患者，观察组血清IL-10、IL-12明显高于对照组。该结果提示，IL-10、IL-12水平具有成为诊断脑胶质瘤和区分脑胶质瘤分化程度重要指标的潜力。
进一步研究发现，K^trans与IL-10、IL-12呈正相关，K^trans、K_e、V_e联合IL-10和IL-12鉴别高级别脑胶质瘤明显高于各指标单独诊断，并具有较高的灵敏性和特异性。IL-10、IL-12由淋巴细胞、巨噬细胞等免疫细胞产生，在多个肿瘤中均可见高表达，具有较强的抗炎作用，可通过抑制抗原提呈功能及DC分化等机制发挥免疫抑制作用，使机体无法有效识别癌细胞，从而出现细胞增殖失控、免疫逃逸，介导脑胶质肿瘤的发生、发展过程^[16-18]。K^trans、K_e、V_e能够反映对比剂之前、中、后各时期组织强化情况，有助于更加客观地分析正常组织与病变的强化差异，不仅可以定量解释病变组织生理功能的变化，还有助于分析病变的形态学改变，因此，DCE-MRI参数对分析脑胶质瘤的分化程度具有较高的特异性和灵敏度。
本研究证实，通过K^trans、K_e、V_e联合IL-10和IL-12多指标联合诊断使得诊断结果具有更高的准确性，有助于临床对脑胶质瘤分化程度的判断。脑胶质瘤患者MRI参数K^trans与血清IL-10、IL-12呈正相关，且在鉴别高级别脑胶质瘤中有一定应用价值。

参考文献

[1]	贾中正, 蒋佳珅, 沈丹丹, 等. 动态对比增强磁共振成像在脑胶质瘤患者瘤细胞增殖定量评估中的应用[J]. 山东医药, 2018, 58(39): 17-20. DOI:10.3969/j.issn.1002-266X.2018.39.005
[2]	Liu C, Chen J, Zhu Y, et al. Highly sensitive MoS2-indocyanine green hybrid for photoacoustic imaging of orthotopic brain glioma at deep site[J]. Nano-Micro Letters, 2018, 10(3): 48. DOI:10.1007/s40820-018-0202-8
[3]	Wu C, Cai R, Zhao T, et al. Hyaluronic acid-functionalized gadolinium oxide nanoparticles for magnetic resonance imaging-guided radiotherapy of tumors[J]. Nanoscale Research Letters, 2020, 15(1): 23-29. DOI:10.1186/s11671-019-3218-1
[4]	Wang H F, Chen R, He B M, et al. Initial experience with a novel method for cognitive transperineal magnetic resonance imaging-targeted prostate biopsy[J]. Asian Journal of Andrology, 2019, 22(4): 131-137.
[5]	Rillig A, Bellmann B, Skurk C, et al. Left atrial appendage angiography is associated with the incidence and number of magnetic resonance imaging-detected brain lesions after percutaneous catheter-based left atrial appendage closure[J]. Heart Rhythm, 2018, 15(1): 3. DOI:10.1016/j.hrthm.2017.11.015
[6]	Li T G, Zhang Y Y, Nie F, et al. Diagnosis of foetal vein of galen aneurysmal malformation by ultrasound combined with magnetic resonance imaging: a case series[J]. BMC Medical Imaging, 2020, 20(1): 232-239.
[7]	Zhi X, Cai L, Guo N, et al. Discussion on brain structure and function in schizophrenia by multimodal magnetic resonance imaging[J]. Journal of Medical Systems, 2019, 43(4): 23-28.
[8]	郭利, 戴楠. 冠状动脉疾病患者血清IL-12、IL-35水平与ox-LDL及冠状动脉狭窄程度的关系[J]. 中国临床研究, 2018, 31(9): 32-35. DOI:10.3969/j.issn.1674-7860.2018.09.014
[9]	李玉, 李永, 张建国, 等. 脑胶质瘤组织中趋化因子7的表达及其与病理、磁共振成像瘤周水肿的关系[J]. 中华实验外科杂志, 2018, 35(3): 547-549. DOI:10.3760/cma.j.issn.1001-9030.2018.03.046
[10]	Wang Q, Lei D, Yuan Y, et al. Accuracy of magnetic resonance imaging texture analysis in differentiating low-grade from high-grade gliomas: systematic review and meta-analysis[J]. BMJ Open, 2019, 9(9): 27144.
[11]	Shibata D, Suchy-Dicey A, Carty C, et al. Lifestyle risk factors and findings on brain magnetic resonance imaging of older adult American Indians: the strong heart study[J]. Neuroepidemiology, 2019, 53(3-4): 1-7.
[12]	Del C F, Salesov E, Joerger F, et al. Perfusion-weighted and diffusion-weighted magnetic resonance imaging of the liver, spleen, and kidneys of healthy adult male cats[J]. American Journal of Veterinary Research, 2019, 80(2): 159-167. DOI:10.2460/ajvr.80.2.159
[13]	段圣杰, 尚进林, 琚小红, 等. 急性脑梗死患者血清内皮素、IL-10及hs-CRP水平与神经功能缺损的相关性研究[J]. 中华生物医学工程杂志, 2018, 24(2): 116-120. DOI:10.3760/cma.j.issn.1674-1927.2018.02.008
[14]	Xia H, Ke S C, Qian R R, et al. Comparison between abdominal ultrasound and nuclear magnetic resonance imaging detection of placenta accreta in the second and third trimester of pregnancy[J]. Medicine, 2020, 99(2): 17908. DOI:10.1097/MD.0000000000017908
[15]	Bernal J, Kushibar K, Asfaw D S, et al. Deep convolutional neural networks for brain image analysis on magnetic resonance imaging: a review[J]. Artificial Intelligence in Medicine, 2019, 95(4): 64-81.
[16]	Wu W P, Wu H K, Chen C J, et al. Higher underestimation of tumour size post-neoadjuvant chemotherapy with breast magnetic resonance imaging (MRI)-A concordance comparison cohort analysis[J]. PLoS One, 2019, 14(10): 222917.
[17]	张晓星, 李跃华. 磁共振技术在脑胶质瘤术前分级中的应用进展[J]. 中国医学计算机成像杂志, 2019, 25(3): 326-331. DOI:10.3969/j.issn.1006-5741.2019.03.024
[18]	Stephanie W, Lesley M P, Adam O, et al. Multicentre study of perfusion magnetic resonance imaging in paediatric brain tumours[J]. Neuro-Oncology, 2019, 12(4): 10.