弥散及灌注MRI对胰腺癌原位模型微循环及疗效评估的实验研究

摘要

胰腺癌是一种比较常见的恶性肿瘤，具有恶性程度高，早期诊断率低，疗效欠佳，预后差等特点，病死率接近100％，总体5年生存率小于5％。近年来胰腺癌的发病率在全球呈逐年上升趋势，上海市是我国胰腺癌发病率最高的城市。胰腺癌发病机制的研究、抗胰腺癌方案的发展进步及抗胰腺癌药物的疗效评估，迫切需要建立与人类胰腺癌特征相似的动物模型。
　　在本研究中，我们采用了两种不同的人胰腺癌细胞株:SW1990和MIAPaCa-2，成功建立了裸鼠胰腺癌原位模型，并采用3.0Tesla MRI监测裸鼠体内肿瘤的发生发展情况，减少了实验动物的伤害及死亡，探讨3.0T MRI在评估动物模型的应用价值。
　　在模型成功的基础上，一方面通过选用Gd-DTPA和Gd-EOB-DTPA两种对比剂行DCE-MRI检查，并选择Toffs动态二室模型，计算各量化参数值即容积转移常数（Ktrans），回流速率常数（Kep），细胞外血管外的容积分数(Ve)，60秒内对比剂的浓度曲线下的初始区域(AUC)，并进一步评估动力学参数和免疫组织化学得出的血管生成标志物，如微血管密度(MVD)和血管内皮生长因子(VEGF)的表达之间潜在的关联，探讨DCE-MRI对胰腺癌微循环特性量化评估的应用价值;另一方面参照临床治疗中吉西他滨给药方案，比较常规DWI（选用3个b值，b=50，400，800mm2/s，测量ADC作为研究数值）以及IVIM（选用8个b值，b=0，25，50，80，100，300，500，800mm2/s，测量Dslow，Dfass，fp值作为研究数值）在胰腺癌早期疗效评估中的价值。本研究将为弥散及灌注MRI在临床上作为生物标记物的应用提供实验依据。
　　第一部分、3.0T MRI在裸鼠胰腺癌原位模型的诊断应用
　　目的:应用两种不同的人胰腺癌细胞系成功建立裸鼠胰腺癌原位移植模型，并探讨3.0T MRI在无创性评估此模型的应用价值。
　　方法:肿瘤细胞SW1990和MIAPaCa-2的悬液注射到BALB/C裸小鼠的胰腺后，肿瘤的生长情况由3.0T MRI（T1WI，T2WI及DCE-MRI）和免疫组化等方法评估。
　　结果:SW1990的增殖速度明显比MIAPaca-2(P=0.000)快，但MIAPaca-2接种的小鼠生存期比SW1990小鼠的要短（分别为41天和44天，P=0.027）。MRI能可靠地监测肿瘤的生长，显示SW1990组肿瘤体积比MiaPaCa-2组的要大。用电子卡尺和MRI扫描两种方法评估肿瘤的大小无统计学差异(P=0.680);肿瘤类似球形，T2WI高信号，DCE-MRI显示肿瘤呈缓慢渐进的强化方式。免疫组化显示肿瘤组织高表达Ki67。
　　结论:裸鼠胰腺癌原位模型能模仿人类胰腺癌的生物学性状;3.0T MRI能无创性评估肿瘤的生长情况，能减少实验中所需小鼠的数目。
　　第二部分、DCE-MRI对小鼠原位胰腺癌模型微血管特性的评估
　　目的:应用两种对比剂对小鼠原位胰腺癌模型磁共振动态对比增强（DCE-MRI）的药代动力学参数进行比较，评估肿瘤异质性以及动力学参数与血管生成标记，如微血管密度(MVD)和血管内皮生长因子(VEGF)之间潜在的关系。
　　材料和方法:将人胰腺癌细胞MIAPaCa-2注射到BALB/C裸小鼠的胰腺建立原位胰腺癌模型，用Gd-DTPA和Gd-EOB-DTPA两种对比剂行DCE-MRI检查。使用专用的处理软件计算定量和半定量的血管参数（Ktans、Kep、Ve和AUC），将肿瘤周边、中心和整个肿瘤的药代动力学参数进行比较。同时肿瘤周边和中心之间MVD和VEGF的表达也进行比较。
　　结果:使用Gd-DTPA做对比增强后，肿瘤周边、中心和整个肿瘤的之间Ktrans、Kep、Ve和AUC值没有差异。使用Gd-EOB-DTPA后，Ktrans、 Kep和AUC值有差异（P值分别为0.014，0.022，0.007）:肿瘤中心的Ktrans和Kep值明显低于整个肿瘤（P=0.014和0.027）;肿瘤中心的AUC值明显低于整个肿瘤和边缘(P=0.039和0.009)。免疫组化结果显示，肿瘤边缘MVD和VEGF的表达明显高于中心区域(P=0.020和0.020)。 AUC和MVD(r=0.932, P=0.000)、VEGF(r=0.783, P=0.001)之间呈正相关。
　　结论:小鼠原位胰腺癌模型为研究人胰腺癌提供了一种理想的动物模型。通过选择白蛋白结合对比剂，可以更灵敏地半定量和定量分析肿瘤血管生成。
　　第三部分、DWI及IⅥM在胰腺癌裸鼠模型中的早期疗效评估
　　目的:探讨DWI及IVIM评估胰腺癌吉西他滨治疗早期疗效的价值。
　　方法:12只裸鼠胰腺成功种植人胰腺癌细胞SW1990两周后，分为吉西他滨治疗组及生理盐水对照组（n=6/组），分别于给药前1天，给药后1天及给药后10天接受常规三b值DWI扫描（b=50，400and800s/mm2）及多b值WIM(b=0，25，50，80，100，300，500，800s/mm2)扫描，比较两组ADC值及Dslow，Dfast and fp值的变化。给药后28天，收集所有裸鼠内肿瘤行免疫组化检查（Ki-67，TUNEL和CD31染色）进一步验证疗效。
　　结果:给药前后治疗组ADC值及Dslow值均呈逐渐升高趋势，与对照组相比，治疗后第1天治疗组ADC值及Dslow值有显著性差异，具有统计学意义(P＜0.01);治疗后10天ADC值有差异，具有统计学意义(P＜0.05);治疗后Dfast和fp值两者差异均无统计学意义(P＞0.05)。免疫组化结果显示与对照组相比，治疗组增殖细胞显著减少(P＜0.01)，凋亡细胞显著增多(P＜0.01)，MVD没有差异无统计学意义(P＞0.05)。
　　结论:ADC值测量尤其是Dslow值测量可作为胰腺癌吉西他滨治疗早期疗效判断的有效手段。

目录

主要缩略词表

摘要

第一部分 3．0 T MRI在裸鼠胰腺癌原位模型的诊断应用

前言

材料和方法

结果

讨论

参考文献

第二部分 DCE-MRI对小鼠原位胰腺癌模型微血管特性的评估

前言

材料和方法

结果

讨论

参考文献

第三部分 DWI及IVIM在胰腺癌裸鼠模型中的早期疗效评估

前言

材料和方法

结果

讨论

参考文献

全文总结

综述 弥散及灌注MRI在肿瘤疗效评估中的应用

博士期间论文发表情况

在校期间参与课题

参与会议及获奖情况

致谢

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