大鼠C6脑胶质瘤磁共振USPIO灌注成像及动态监测研究

摘要

本文对大鼠C6脑胶质瘤磁共振USPIO灌注成像及动态监测进行了研究。本研究分为两个部分：
　　 第一部分：
　　 目的：比较大鼠C6脑胶质瘤超顺性氧化铁（USPIO）灌注加权成像（PWI）与二乙烯五胺乙酸钆（Gd-DTPA）灌注加权成像的异同点，阐明USPIOPWI在评价胶质瘤微血管水平血流灌注情况的可行性。
　　 方法：雄性SD(Sprgue-Dawley)大鼠30只，月龄3-4月，体重200-250 g。立体定向接种建立C6胶质瘤模型。30只SD雄性大鼠随机分成2组，于瘤龄12天行磁共振（Magnetic Reonance Imaging ,MRI）常规及PWI扫描。第一组行USPIOPWI，第二组行Gd-DTPA PWI。成像序列包括：SE-T1WI、FSE-T2WI以及经鼠尾静脉注射对比剂后的SE-EPI灌注成像。灌注成像后行SE-T1WI或FSE-T2WI增强扫描。于每个实验大鼠肿瘤最大层面选取两个感兴趣区（Region of interest,ROI），分别为肿瘤中央区(强化区域，须避开明显坏死区)及对侧正常脑实质区，获取灌注曲线、测量相应数据。将所获得的数据输入PC机上相应的软件程序中，计算两兴趣区的最大信号强度下降百分比（SRRmax）、相对血流容积（rBV），及两兴趣区各参数之比值。MR检查结束后处死动物，获取脑肿瘤标本，常规HE染色，光镜下观察；免疫组化胶质纤维酸性蛋白(Glial fibrillary acidic protein,GFAP)染色，光镜下观察。采用SPSS11.0统计学专用软件对资料进行处理，所有计量资料以`x±s表示，不同组间参数比较采用配对t检验，p<0.05被认为有统计学意义，p<0.01被认为有显著统计学意义。
　　 结果：大鼠USPIO-PWI组及Gd-DTPA-PWI组肿瘤组织与同组对侧正常脑组织的局部血容量（regional Blood Volume,rBV）和最大信号下降百分比（SRRmax）值之间具有统计学差异（P＜0.05），肿瘤组织均明显高于对侧正常脑组织。USPIO-PWI组肿瘤组织rBV和SRRmax高于Gd-DTPA-PWI组，两者之间差异有统计学意义。USPIO-PWI组与Gd-DTPA-PWI组QrBV和QSRRmax 值之间差异具有统计学意义。USPIO-PWI组及Gd-DTPA-PWI组正常组织与肿瘤组织平均通过时间（MTT）差异具有统计学意义（P＜0.05），USPIO-PWI组与Gd-DTPA-PWI组MTT之间无明显统计学差异。
　　 结论：作为新型MR血池对比剂，USPIO灌注成像和Gd-DTPA灌注成像相比具有更加明显的灌注效应，有助于肿瘤微循环的评估。
　　 第二部分：
　　 目的：USPIO增强扫描后连续多次行MRI扫描，动态监测USPIO在胶质瘤内的代谢变化情况，探讨USPIO在胶质瘤内的代谢机制及其意义。
　　 方法：雄性SD大鼠10只，月龄3-4月，体重200-250 g。立体定向建立大鼠C6胶质瘤模型。 胶质瘤模型大鼠于瘤龄12天先行MR Gd-DTPA增强扫描，一天后经鼠尾静脉注入 USPIO分别于即刻、24小时、48小时及72小时多次进行MR扫描。成像序列包括：注入对比剂前的SE-T1WI及FSE-T2WI序列以及经鼠尾注射对比剂后行增强扫描。动态观察Gd-DTPA及USPIO增强扫描后胶质瘤区域信号强度改变，每个实验对象于肿瘤组织最大层面以大鼠大脑镰为中轴，选取二个镜面对称的ROI，分别为肿瘤中央区(强化区域，须避开明显坏死区)及对侧正常脑实质区，及与以上两个ROI相平行的右侧背景噪声区，三个ROI面积大小均为4 mm2。测得USPIO增强后三个ROI的信号强度，进而计算对比噪声比（Contrast to noise Ratios ,CNR），CNR=（肿瘤组织信号强度-对侧正常脑组织信号强度）/背景噪声信号强度。绘制对比噪声比-时间曲线。MR检查结束后处死动物，获取脑肿瘤标本，常规HE染色，普鲁士蓝染色检查，光镜下观察。
　　 结果：大鼠胶质瘤USPIO增强扫描后，USPIO在胶质瘤瘤体内停留较长时间，USPIO引起的T2增强效应首先从肿瘤组织周边开始出现，渐渐渗入肿瘤中心区域，强化的肿瘤组织呈团块状明显低信号。其增强效应于注入对比剂后24h达到最高峰值，其后逐渐减弱，于72h左右基本恢复。普鲁士蓝染色示细胞内铁颗粒密度变化规律与MR信号变化规律一致。
　　 结论：USPIO作为巨噬细胞特异性MR对比剂，在肿瘤组织内停留时间更长，一次注射可连续观察，可以用于活体观察肿瘤及邻近组织免疫反应。