放療前沿 | 核磁共振彌散加權成像為直腸癌精準放療“導航”

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放療前沿 | 核磁共振彌散加權成像為直腸癌精準放療“導航”

來源:音樂大燴菜 釋出時間:2024-04-12 09:44

直腸癌的治療已經進入精準治療的時代,不同的分期採取不同的治療策略。臨床對不同分期的直腸癌有不同的治療方式, T1、T2期患者可直接手術切除, 對T3、T4期及淋巴結轉移患者, NCCN診療指南推薦新輔助放化療聯合手術治療為進展期直腸癌標準治療方案。並且最新的研究表明新輔助放化療(NCRT)後達到臨床完全緩解(cCR)患者有希望接受“等待和觀察”的新治療策略,該策略療效與再行根治手術相似。其中準確的放療靶區勾畫及療效評價,是實現精準治療保證,以期達到手術前更高比例cCR。

目前利用影像檢查來確定病變範圍及評估腫瘤的轉歸情況在臨床應用和研究中仍佔據主導地位,並且正從形態學向功能影像方向發展,彌散加權成像(DWI)是目前唯一的能無創觀察活體組織內部水分子擴散運動的成像方法,具有類PET功能,可反映組織結構和細胞密度等生物代謝方面資訊,從而判斷腫瘤組織生物活性,與腫瘤病變範圍密切相關,並可觀察放療前後腫瘤組織表觀彌散係數(ADC值)的變化評價放療療效,指導預後,為臨床提供有價值資訊。

彌散加權成像助力放療精準靶區勾畫

目前放療定位主要採用以CT為基礎的模擬定位系統,隨著影象融合軟體的開發及成像技術的發展,MRI、DWI、PET/CT等常被應用於放療計劃制定。一系列對肺癌、食道癌和喉癌的研究提示,根據影像(CT、MRI、PET/CT)勾畫的GTV與實際腫瘤範圍有一定的差異,而手術病理標本勾畫GTV能夠更客觀反映這些差異,因而病理GTV被認為是驗證影像勾畫GTV精確性的“金標準”。Buijsen等對26例直腸癌的前瞻性研究顯示,盆腔CT及T2WI高估了腫瘤長度,PET-CT基於臀大肌的靶區/本底SUV值自動勾畫的腫塊最長直徑與手術病理標本最接近,且具有較強的一致性。

1、PET-CT

隨後,針對PET-CT不同SUV值勾畫靶區的對比研究表明,在矢狀面上30% SUVmax勾畫的腫瘤長徑及40% SUVmax勾畫的腫瘤寬徑與病理標本最接近,為臨床靶區勾畫提供了可靠依據。但PET-CT相對昂貴,在臨床上並不常用於直腸癌術前放療模擬定位,尤其對直腸癌的分期和診斷價值有限,而未在NCCN指南中推薦。

2、MRI

MRI是目前直腸癌診斷和分期中最常用的影像檢查方法。但有關基於MRI序列影像勾畫GTV的精確性,及其與病理標本差異研究目前尚缺乏報道。Regini等人比較兩名不同觀察者在T2加權(T2W MRI)和彌散加權MRI(DWI)影象上描繪的直腸腫瘤總目標體積(GTV),並評估DWI是否改善了一致性,結果發現DWI能夠更加清楚的區分正常組織和腫瘤組織,基於DWI序列勾畫的靶區體積較小,但DWI和T2序列一致性無明顯差別。

Burbach等人研究了基於MRI的GTV輪廓勾畫,發現不同引數MRI之間具有很好的一致性,與T2序列相比,DWI上劃定的體積較小,但一致性較好,並認為只要有足夠的經驗並且消除了幾何變形,DWI就會顯示出巨大的潛力。然而,由於缺乏病理金標準,仍然難以確定勾畫的輪廓是否代表真正的腫瘤範圍。因此,根據術前影像MRI 和/或CT 來定義GTV,其精確性還有待驗證。

DWI助力新輔助治療療效評價

NCRT治療療效目前臨床主要依靠手術後病理檢查結果進行評估,按照病理標本中殘餘腫瘤細胞數量與治療後纖維化程度的相對比例,術後腫瘤退縮分級(tumor regression grade,TRG)。Mandard 即是1994年提出的TRG為:

術後腫瘤退縮分級

1級:pCR無殘餘腫瘤細胞 腸管壁的各層完全由纖維化組織替代;

2 級:在廣泛的纖維化組織中找到極少量的殘存腫瘤細胞;

3級:纖維化組織仍佔主導,但有一定數量的殘存腫瘤細胞;

4級:大部分為殘存腫瘤細胞;

5級:完全為活躍性腫瘤細胞。

術後TRG雖然能有效預測患者的預後,但卻受到病理標本取樣錯誤以及檢查結果差異性的限制,也限制了個性化手術方案的制定。

1、DWI對NCRT治療預後預測更準確

基於臨床獲益情況以及檢查相關費用的成本效益,利用影像檢查來評估腫瘤的轉歸情況在臨床應用和研究中仍佔據主導地位。有研究表明,利用DWI測定體積縮小分數鑑別NCRT治療後是否達到pCR的能力優於常規T2WI。以腫瘤體積縮小分數達86.8%為界值,其區分pCR與未pCR的患者的敏感度和特異度分別高達91.4%、80%。Curvo-Semedo等的研究結果也支援上述觀點,DWI上顯示的NCRT治療後的腫瘤體積大小、體積縮小分數對於區分患者是否達到完全緩解的能力均高於T2WI。Kim等研究認為基於DWI上測得的NCRT治療早期第2周時體積縮小率更有助於預測患者的預後。

此外,彌散加權成像(DWI)作為一種功能磁共振成像技術,可以透過計算表觀擴散係數(ADC)值進行量化研究,從而間接揭示生物組織的微觀結構及病理改變,可能對反映直腸癌不同病理特徵有一定幫助。

2、NCRT治療後ADC增加量高患者預後更好

目前,國外較多臨床研究發現直腸癌NCRT治療前後ADC值及其改變與腫瘤轉歸存在一定的聯絡。Jacobs 等研究發現,治療轉歸較好的患者(Mandard 1~2 級)其NCRT治療前ADC值更低,NCRT治療第3周、NCRT治療結束後第4周,其ADC值更高。有研究者認為,NCRT治療前ADC值更高的腫瘤,其內部可能已存在部分液化壞死灶,從而引發低氧分壓介導的放化療抵抗,導致預後不佳。Barbaro等發現NCRT治療前平均ADC值低於1.0×10-3 mm2/s(b=1 000 s/mm2)可能預示不良預後,而預後較好組的ADC值增加的百分數仍然很高。

另外一些國外研究的結果顯示,NCRT治療過程中及NCRT治療後ADC值的增加量均能夠很好地預測患者的轉歸。Kim等研究顯示pCR組治療後的ADC值以及治療前後的ADC值增加率均高於非pCR組。而 Monguzzi 等研究發現,有效組治療後的ADC值及ADC值的增加量均高於無效組,以NCRT治療後ADC值1.294×10-3 mm2/s(b=1 000 s/mm2)為界值,其敏感度和特異度分別為86.4%、66.7%,以ADC值增加率為50%為界值,其敏感度和特異度為81.8%、66.7%。

專 家 點 評

區域性進展期直腸癌新輔助放化療後行直腸繫膜全切術是標準治療方案。因此,放療是區域性進展期直腸癌患者治療的重要組成部分。三維適形及調強放療作為一種精確放療技術,目前已普遍應用於直腸癌的臨床治療,精確的靶區勾畫是直腸癌三維適形放療的關鍵環節,也是精確放療的基礎。

目前,多應用CT機定位並依據CT影象進行靶區勾畫,但相關研究顯示基於CT影象勾畫的腫瘤靶區,其準確性僅35~75%左右,很顯然這會影響治療的準確性乃至放療療效。

利用影像檢查來確定病變範圍及評估腫瘤的轉歸情況在臨床應用和研究中仍佔據主導地位,並且正從形態學向功能影像方向發展,擴散加權成像(DWI)是目前唯一的能無創觀察活體組織內部水分子擴散運動的成像方法,具有類PET功能,可反映組織結構和細胞密度等生物代謝方面資訊,從而判斷腫瘤組織生物活性,與腫瘤病變範圍密切相關,並可觀察放療前後ADC值的變化評價放療療效,指導預後,為臨床提供有價值資訊。

高超教授簡介

河北醫科大學第四醫院腹盆放療病區 副主任

教授/主任醫師/博士研究生導師

美國MD安德森癌症中心 訪問學者

河北省三三三人才

河北省數理醫學會放射治療專業委員會候任主委

河北省臨床醫學工程學會放療物理技術工程專委會副主任委員

河北省腫瘤防治聯合會腦轉移癌專業委員會常委

河北省醫學會放射腫瘤學青年學組副組長

北京腫瘤防治研究會放療專業委員會常委

石家莊市醫學會放射腫瘤學專業委員會常委

河北省腫瘤聯合會放療專業委員會委員

河北省生物醫學工程學會免疫細胞治療專業委員會委員

河北省勞動能力鑑定委員會鑑定專家

河北省/山東省科技進步獎評審專家

參考文獻(向上滑動檢視):

[1] Bray F, Ferlay J, Soerjomataram I, et al. (2018). Global Cancer Statistics 2018: GLOBOCAN Estimates of Incidence and Mortality Worldwide for 36 Cancers in 185 Countries. CA: A Cancer Journal for Clinicians 2018;0:1-31. doi: 10.3322/caac.2149.

[2]曹毛毛, 陳萬青. 中國惡性腫瘤流行情況及防控現狀[J]. 中國腫瘤臨床, 2019, v.46(03):47-51.

[3] 陳萬青,孫可欣,鄭榮壽,張思維,曾紅梅,鄒小農,赫捷.2014年中國分地區惡性腫瘤發病和死亡分析[J].中國腫瘤,2018,27(1):1-14.

[4] Weinberg JS, Suki D, Hanbali F, Cohen ZR, Lenzi R, Sawaya R. Metastasis of Esophageal Carcinoma to the Brain. Cancer (2003) 98:1925–33. doi: 10.1002/ cncr.11737.

[5] Ogawa K, Toita T, Sueyama H, Fuwa N, Kakinohana Y, Kamata M, et al. Brain Metastases From Esophageal Carcinoma: Natural History, Prognostic Factors, and Outcome. Cancer (2002) 94:759–64. doi: 10.1002/cncr.10271.

[6]宋欣,李紅衛,宋暉.食管鱗狀細胞癌腦轉移73例的預後分析[J].中華消化雜誌,2017,37(2):106-109.

[7] Welch G, Ross HJ, Patel NP, Jaroszewski DE, Fleischer DE, Rule WG, et al. Incidence of Brain Metastasis From Esophageal Cancer. Dis Esophagus (2017) 30:1–6. doi: 10.1093/dote/dox071.

[8] Yoshida S. Brain Metastasis in Patients With Esophageal Carcinoma. Surg Neurol (2007) 67:288–90. doi: 10.1016/j.surneu.2006.05.065.

[9] Chemotherapy as Second-Line Therapy for Advanced Esophageal Cancer: Phase Iii KEYNOTE-181 Study. J Clin Oncol (2019) 37:2–2. doi: 10.1200/ JCO.2019.37.4_suppl.2.

[10] Kato K, Cho BC, Takahashi M, Okada M, Lin CY, Chin K, et al. Nivolumab Versus Chemotherapy in Patients With Advanced Oesophageal Squamous Cell Carcinoma Refractory or Intolerant to Previous Chemotherapy (ATTRACTION-3): A Multicentre, Randomised, Open-Label, Phase 3 Trial. Lancet Oncol (2019) 20:1506–17.

[11] Huang J, Xu J, Chen Y, Zhuang W, Zhang Y, Chen Z, et al. Camrelizumab Versus Investigator’s Choice of Chemotherapy as Second-Line Therapy for Advanced or Metastatic Oesophageal Squamous Cell Carcinoma (ESCORT): A Multicentre, Randomised, Open-Label, Phase 3 Study. Lancet Oncol (2020) 21:832–42. doi: 10.1016/S1470-2045(20)30110-8.

直腸癌的治療已經進入精準治療的時代,不同的分期採取不同的治療策略。臨床對不同分期的直腸癌有不同的治療方式, T1、T2期患者可直接手術切除, 對T3、T4期及淋巴結轉移患者, NCCN診療指南推薦新輔助放化療聯合手術治療為進展期直腸癌標準治療方案。並且最新的研究表明新輔助放化療(NCRT)後達到臨床完全緩解(cCR)患者有希望接受“等待和觀察”的新治療策略,該策略療效與再行根治手術相似。其中準確的放療靶區勾畫及療效評價,是實現精準治療保證,以期達到手術前更高比例cCR。

目前利用影像檢查來確定病變範圍及評估腫瘤的轉歸情況在臨床應用和研究中仍佔據主導地位,並且正從形態學向功能影像方向發展,彌散加權成像(DWI)是目前唯一的能無創觀察活體組織內部水分子擴散運動的成像方法,具有類PET功能,可反映組織結構和細胞密度等生物代謝方面資訊,從而判斷腫瘤組織生物活性,與腫瘤病變範圍密切相關,並可觀察放療前後腫瘤組織表觀彌散係數(ADC值)的變化評價放療療效,指導預後,為臨床提供有價值資訊。

彌散加權成像助力放療精準靶區勾畫

目前放療定位主要採用以CT為基礎的模擬定位系統,隨著影象融合軟體的開發及成像技術的發展,MRI、DWI、PET/CT等常被應用於放療計劃制定。一系列對肺癌、食道癌和喉癌的研究提示,根據影像(CT、MRI、PET/CT)勾畫的GTV與實際腫瘤範圍有一定的差異,而手術病理標本勾畫GTV能夠更客觀反映這些差異,因而病理GTV被認為是驗證影像勾畫GTV精確性的“金標準”。Buijsen等對26例直腸癌的前瞻性研究顯示,盆腔CT及T2WI高估了腫瘤長度,PET-CT基於臀大肌的靶區/本底SUV值自動勾畫的腫塊最長直徑與手術病理標本最接近,且具有較強的一致性。

1、PET-CT

隨後,針對PET-CT不同SUV值勾畫靶區的對比研究表明,在矢狀面上30% SUVmax勾畫的腫瘤長徑及40% SUVmax勾畫的腫瘤寬徑與病理標本最接近,為臨床靶區勾畫提供了可靠依據。但PET-CT相對昂貴,在臨床上並不常用於直腸癌術前放療模擬定位,尤其對直腸癌的分期和診斷價值有限,而未在NCCN指南中推薦。

2、MRI

MRI是目前直腸癌診斷和分期中最常用的影像檢查方法。但有關基於MRI序列影像勾畫GTV的精確性,及其與病理標本差異研究目前尚缺乏報道。Regini等人比較兩名不同觀察者在T2加權(T2W MRI)和彌散加權MRI(DWI)影象上描繪的直腸腫瘤總目標體積(GTV),並評估DWI是否改善了一致性,結果發現DWI能夠更加清楚的區分正常組織和腫瘤組織,基於DWI序列勾畫的靶區體積較小,但DWI和T2序列一致性無明顯差別。

Burbach等人研究了基於MRI的GTV輪廓勾畫,發現不同引數MRI之間具有很好的一致性,與T2序列相比,DWI上劃定的體積較小,但一致性較好,並認為只要有足夠的經驗並且消除了幾何變形,DWI就會顯示出巨大的潛力。然而,由於缺乏病理金標準,仍然難以確定勾畫的輪廓是否代表真正的腫瘤範圍。因此,根據術前影像MRI 和/或CT 來定義GTV,其精確性還有待驗證。

DWI助力新輔助治療療效評價

NCRT治療療效目前臨床主要依靠手術後病理檢查結果進行評估,按照病理標本中殘餘腫瘤細胞數量與治療後纖維化程度的相對比例,術後腫瘤退縮分級(tumor regression grade,TRG)。Mandard 即是1994年提出的TRG為:

術後腫瘤退縮分級

1級:pCR無殘餘腫瘤細胞 腸管壁的各層完全由纖維化組織替代;

2 級:在廣泛的纖維化組織中找到極少量的殘存腫瘤細胞;

3級:纖維化組織仍佔主導,但有一定數量的殘存腫瘤細胞;

4級:大部分為殘存腫瘤細胞;

5級:完全為活躍性腫瘤細胞。

術後TRG雖然能有效預測患者的預後,但卻受到病理標本取樣錯誤以及檢查結果差異性的限制,也限制了個性化手術方案的制定。

1、DWI對NCRT治療預後預測更準確

基於臨床獲益情況以及檢查相關費用的成本效益,利用影像檢查來評估腫瘤的轉歸情況在臨床應用和研究中仍佔據主導地位。有研究表明,利用DWI測定體積縮小分數鑑別NCRT治療後是否達到pCR的能力優於常規T2WI。以腫瘤體積縮小分數達86.8%為界值,其區分pCR與未pCR的患者的敏感度和特異度分別高達91.4%、80%。Curvo-Semedo等的研究結果也支援上述觀點,DWI上顯示的NCRT治療後的腫瘤體積大小、體積縮小分數對於區分患者是否達到完全緩解的能力均高於T2WI。Kim等研究認為基於DWI上測得的NCRT治療早期第2周時體積縮小率更有助於預測患者的預後。

此外,彌散加權成像(DWI)作為一種功能磁共振成像技術,可以透過計算表觀擴散係數(ADC)值進行量化研究,從而間接揭示生物組織的微觀結構及病理改變,可能對反映直腸癌不同病理特徵有一定幫助。

2、NCRT治療後ADC增加量高患者預後更好

目前,國外較多臨床研究發現直腸癌NCRT治療前後ADC值及其改變與腫瘤轉歸存在一定的聯絡。Jacobs 等研究發現,治療轉歸較好的患者(Mandard 1~2 級)其NCRT治療前ADC值更低,NCRT治療第3周、NCRT治療結束後第4周,其ADC值更高。有研究者認為,NCRT治療前ADC值更高的腫瘤,其內部可能已存在部分液化壞死灶,從而引發低氧分壓介導的放化療抵抗,導致預後不佳。Barbaro等發現NCRT治療前平均ADC值低於1.0×10-3 mm2/s(b=1 000 s/mm2)可能預示不良預後,而預後較好組的ADC值增加的百分數仍然很高。

另外一些國外研究的結果顯示,NCRT治療過程中及NCRT治療後ADC值的增加量均能夠很好地預測患者的轉歸。Kim等研究顯示pCR組治療後的ADC值以及治療前後的ADC值增加率均高於非pCR組。而 Monguzzi 等研究發現,有效組治療後的ADC值及ADC值的增加量均高於無效組,以NCRT治療後ADC值1.294×10-3 mm2/s(b=1 000 s/mm2)為界值,其敏感度和特異度分別為86.4%、66.7%,以ADC值增加率為50%為界值,其敏感度和特異度為81.8%、66.7%。

專 家 點 評

區域性進展期直腸癌新輔助放化療後行直腸繫膜全切術是標準治療方案。因此,放療是區域性進展期直腸癌患者治療的重要組成部分。三維適形及調強放療作為一種精確放療技術,目前已普遍應用於直腸癌的臨床治療,精確的靶區勾畫是直腸癌三維適形放療的關鍵環節,也是精確放療的基礎。

目前,多應用CT機定位並依據CT影象進行靶區勾畫,但相關研究顯示基於CT影象勾畫的腫瘤靶區,其準確性僅35~75%左右,很顯然這會影響治療的準確性乃至放療療效。

利用影像檢查來確定病變範圍及評估腫瘤的轉歸情況在臨床應用和研究中仍佔據主導地位,並且正從形態學向功能影像方向發展,擴散加權成像(DWI)是目前唯一的能無創觀察活體組織內部水分子擴散運動的成像方法,具有類PET功能,可反映組織結構和細胞密度等生物代謝方面資訊,從而判斷腫瘤組織生物活性,與腫瘤病變範圍密切相關,並可觀察放療前後ADC值的變化評價放療療效,指導預後,為臨床提供有價值資訊。

高超教授簡介

河北醫科大學第四醫院腹盆放療病區 副主任

教授/主任醫師/博士研究生導師

美國MD安德森癌症中心 訪問學者

河北省三三三人才

河北省數理醫學會放射治療專業委員會候任主委

河北省臨床醫學工程學會放療物理技術工程專委會副主任委員

河北省腫瘤防治聯合會腦轉移癌專業委員會常委

河北省醫學會放射腫瘤學青年學組副組長

北京腫瘤防治研究會放療專業委員會常委

石家莊市醫學會放射腫瘤學專業委員會常委

河北省腫瘤聯合會放療專業委員會委員

河北省生物醫學工程學會免疫細胞治療專業委員會委員

河北省勞動能力鑑定委員會鑑定專家

河北省/山東省科技進步獎評審專家

參考文獻(向上滑動檢視):

[1] Bray F, Ferlay J, Soerjomataram I, et al. (2018). Global Cancer Statistics 2018: GLOBOCAN Estimates of Incidence and Mortality Worldwide for 36 Cancers in 185 Countries. CA: A Cancer Journal for Clinicians 2018;0:1-31. doi: 10.3322/caac.2149.

[2]曹毛毛, 陳萬青. 中國惡性腫瘤流行情況及防控現狀[J]. 中國腫瘤臨床, 2019, v.46(03):47-51.

[3] 陳萬青,孫可欣,鄭榮壽,張思維,曾紅梅,鄒小農,赫捷.2014年中國分地區惡性腫瘤發病和死亡分析[J].中國腫瘤,2018,27(1):1-14.

[4] Weinberg JS, Suki D, Hanbali F, Cohen ZR, Lenzi R, Sawaya R. Metastasis of Esophageal Carcinoma to the Brain. Cancer (2003) 98:1925–33. doi: 10.1002/ cncr.11737.

[5] Ogawa K, Toita T, Sueyama H, Fuwa N, Kakinohana Y, Kamata M, et al. Brain Metastases From Esophageal Carcinoma: Natural History, Prognostic Factors, and Outcome. Cancer (2002) 94:759–64. doi: 10.1002/cncr.10271.

[6]宋欣,李紅衛,宋暉.食管鱗狀細胞癌腦轉移73例的預後分析[J].中華消化雜誌,2017,37(2):106-109.

[7] Welch G, Ross HJ, Patel NP, Jaroszewski DE, Fleischer DE, Rule WG, et al. Incidence of Brain Metastasis From Esophageal Cancer. Dis Esophagus (2017) 30:1–6. doi: 10.1093/dote/dox071.

[8] Yoshida S. Brain Metastasis in Patients With Esophageal Carcinoma. Surg Neurol (2007) 67:288–90. doi: 10.1016/j.surneu.2006.05.065.

[9] Chemotherapy as Second-Line Therapy for Advanced Esophageal Cancer: Phase Iii KEYNOTE-181 Study. J Clin Oncol (2019) 37:2–2. doi: 10.1200/ JCO.2019.37.4_suppl.2.

[10] Kato K, Cho BC, Takahashi M, Okada M, Lin CY, Chin K, et al. Nivolumab Versus Chemotherapy in Patients With Advanced Oesophageal Squamous Cell Carcinoma Refractory or Intolerant to Previous Chemotherapy (ATTRACTION-3): A Multicentre, Randomised, Open-Label, Phase 3 Trial. Lancet Oncol (2019) 20:1506–17.

[11] Huang J, Xu J, Chen Y, Zhuang W, Zhang Y, Chen Z, et al. Camrelizumab Versus Investigator’s Choice of Chemotherapy as Second-Line Therapy for Advanced or Metastatic Oesophageal Squamous Cell Carcinoma (ESCORT): A Multicentre, Randomised, Open-Label, Phase 3 Study. Lancet Oncol (2020) 21:832–42. doi: 10.1016/S1470-2045(20)30110-8.

直腸癌的治療已經進入精準治療的時代,不同的分期採取不同的治療策略。臨床對不同分期的直腸癌有不同的治療方式, T1、T2期患者可直接手術切除, 對T3、T4期及淋巴結轉移患者, NCCN診療指南推薦新輔助放化療聯合手術治療為進展期直腸癌標準治療方案。並且最新的研究表明新輔助放化療(NCRT)後達到臨床完全緩解(cCR)患者有希望接受“等待和觀察”的新治療策略,該策略療效與再行根治手術相似。其中準確的放療靶區勾畫及療效評價,是實現精準治療保證,以期達到手術前更高比例cCR。

目前利用影像檢查來確定病變範圍及評估腫瘤的轉歸情況在臨床應用和研究中仍佔據主導地位,並且正從形態學向功能影像方向發展,彌散加權成像(DWI)是目前唯一的能無創觀察活體組織內部水分子擴散運動的成像方法,具有類PET功能,可反映組織結構和細胞密度等生物代謝方面資訊,從而判斷腫瘤組織生物活性,與腫瘤病變範圍密切相關,並可觀察放療前後腫瘤組織表觀彌散係數(ADC值)的變化評價放療療效,指導預後,為臨床提供有價值資訊。

彌散加權成像助力放療精準靶區勾畫

目前放療定位主要採用以CT為基礎的模擬定位系統,隨著影象融合軟體的開發及成像技術的發展,MRI、DWI、PET/CT等常被應用於放療計劃制定。一系列對肺癌、食道癌和喉癌的研究提示,根據影像(CT、MRI、PET/CT)勾畫的GTV與實際腫瘤範圍有一定的差異,而手術病理標本勾畫GTV能夠更客觀反映這些差異,因而病理GTV被認為是驗證影像勾畫GTV精確性的“金標準”。Buijsen等對26例直腸癌的前瞻性研究顯示,盆腔CT及T2WI高估了腫瘤長度,PET-CT基於臀大肌的靶區/本底SUV值自動勾畫的腫塊最長直徑與手術病理標本最接近,且具有較強的一致性。

1、PET-CT

隨後,針對PET-CT不同SUV值勾畫靶區的對比研究表明,在矢狀面上30% SUVmax勾畫的腫瘤長徑及40% SUVmax勾畫的腫瘤寬徑與病理標本最接近,為臨床靶區勾畫提供了可靠依據。但PET-CT相對昂貴,在臨床上並不常用於直腸癌術前放療模擬定位,尤其對直腸癌的分期和診斷價值有限,而未在NCCN指南中推薦。

2、MRI

MRI是目前直腸癌診斷和分期中最常用的影像檢查方法。但有關基於MRI序列影像勾畫GTV的精確性,及其與病理標本差異研究目前尚缺乏報道。Regini等人比較兩名不同觀察者在T2加權(T2W MRI)和彌散加權MRI(DWI)影象上描繪的直腸腫瘤總目標體積(GTV),並評估DWI是否改善了一致性,結果發現DWI能夠更加清楚的區分正常組織和腫瘤組織,基於DWI序列勾畫的靶區體積較小,但DWI和T2序列一致性無明顯差別。

Burbach等人研究了基於MRI的GTV輪廓勾畫,發現不同引數MRI之間具有很好的一致性,與T2序列相比,DWI上劃定的體積較小,但一致性較好,並認為只要有足夠的經驗並且消除了幾何變形,DWI就會顯示出巨大的潛力。然而,由於缺乏病理金標準,仍然難以確定勾畫的輪廓是否代表真正的腫瘤範圍。因此,根據術前影像MRI 和/或CT 來定義GTV,其精確性還有待驗證。

DWI助力新輔助治療療效評價

NCRT治療療效目前臨床主要依靠手術後病理檢查結果進行評估,按照病理標本中殘餘腫瘤細胞數量與治療後纖維化程度的相對比例,術後腫瘤退縮分級(tumor regression grade,TRG)。Mandard 即是1994年提出的TRG為:

術後腫瘤退縮分級

1級:pCR無殘餘腫瘤細胞 腸管壁的各層完全由纖維化組織替代;

2 級:在廣泛的纖維化組織中找到極少量的殘存腫瘤細胞;

3級:纖維化組織仍佔主導,但有一定數量的殘存腫瘤細胞;

4級:大部分為殘存腫瘤細胞;

5級:完全為活躍性腫瘤細胞。

術後TRG雖然能有效預測患者的預後,但卻受到病理標本取樣錯誤以及檢查結果差異性的限制,也限制了個性化手術方案的制定。

1、DWI對NCRT治療預後預測更準確

基於臨床獲益情況以及檢查相關費用的成本效益,利用影像檢查來評估腫瘤的轉歸情況在臨床應用和研究中仍佔據主導地位。有研究表明,利用DWI測定體積縮小分數鑑別NCRT治療後是否達到pCR的能力優於常規T2WI。以腫瘤體積縮小分數達86.8%為界值,其區分pCR與未pCR的患者的敏感度和特異度分別高達91.4%、80%。Curvo-Semedo等的研究結果也支援上述觀點,DWI上顯示的NCRT治療後的腫瘤體積大小、體積縮小分數對於區分患者是否達到完全緩解的能力均高於T2WI。Kim等研究認為基於DWI上測得的NCRT治療早期第2周時體積縮小率更有助於預測患者的預後。

此外,彌散加權成像(DWI)作為一種功能磁共振成像技術,可以透過計算表觀擴散係數(ADC)值進行量化研究,從而間接揭示生物組織的微觀結構及病理改變,可能對反映直腸癌不同病理特徵有一定幫助。

2、NCRT治療後ADC增加量高患者預後更好

目前,國外較多臨床研究發現直腸癌NCRT治療前後ADC值及其改變與腫瘤轉歸存在一定的聯絡。Jacobs 等研究發現,治療轉歸較好的患者(Mandard 1~2 級)其NCRT治療前ADC值更低,NCRT治療第3周、NCRT治療結束後第4周,其ADC值更高。有研究者認為,NCRT治療前ADC值更高的腫瘤,其內部可能已存在部分液化壞死灶,從而引發低氧分壓介導的放化療抵抗,導致預後不佳。Barbaro等發現NCRT治療前平均ADC值低於1.0×10-3 mm2/s(b=1 000 s/mm2)可能預示不良預後,而預後較好組的ADC值增加的百分數仍然很高。

另外一些國外研究的結果顯示,NCRT治療過程中及NCRT治療後ADC值的增加量均能夠很好地預測患者的轉歸。Kim等研究顯示pCR組治療後的ADC值以及治療前後的ADC值增加率均高於非pCR組。而 Monguzzi 等研究發現,有效組治療後的ADC值及ADC值的增加量均高於無效組,以NCRT治療後ADC值1.294×10-3 mm2/s(b=1 000 s/mm2)為界值,其敏感度和特異度分別為86.4%、66.7%,以ADC值增加率為50%為界值,其敏感度和特異度為81.8%、66.7%。

專 家 點 評

區域性進展期直腸癌新輔助放化療後行直腸繫膜全切術是標準治療方案。因此,放療是區域性進展期直腸癌患者治療的重要組成部分。三維適形及調強放療作為一種精確放療技術,目前已普遍應用於直腸癌的臨床治療,精確的靶區勾畫是直腸癌三維適形放療的關鍵環節,也是精確放療的基礎。

目前,多應用CT機定位並依據CT影象進行靶區勾畫,但相關研究顯示基於CT影象勾畫的腫瘤靶區,其準確性僅35~75%左右,很顯然這會影響治療的準確性乃至放療療效。

利用影像檢查來確定病變範圍及評估腫瘤的轉歸情況在臨床應用和研究中仍佔據主導地位,並且正從形態學向功能影像方向發展,擴散加權成像(DWI)是目前唯一的能無創觀察活體組織內部水分子擴散運動的成像方法,具有類PET功能,可反映組織結構和細胞密度等生物代謝方面資訊,從而判斷腫瘤組織生物活性,與腫瘤病變範圍密切相關,並可觀察放療前後ADC值的變化評價放療療效,指導預後,為臨床提供有價值資訊。

高超教授簡介

河北醫科大學第四醫院腹盆放療病區 副主任

教授/主任醫師/博士研究生導師

美國MD安德森癌症中心 訪問學者

河北省三三三人才

河北省數理醫學會放射治療專業委員會候任主委

河北省臨床醫學工程學會放療物理技術工程專委會副主任委員

河北省腫瘤防治聯合會腦轉移癌專業委員會常委

河北省醫學會放射腫瘤學青年學組副組長

北京腫瘤防治研究會放療專業委員會常委

石家莊市醫學會放射腫瘤學專業委員會常委

河北省腫瘤聯合會放療專業委員會委員

河北省生物醫學工程學會免疫細胞治療專業委員會委員

河北省勞動能力鑑定委員會鑑定專家

河北省/山東省科技進步獎評審專家

參考文獻(向上滑動檢視):

[1] Bray F, Ferlay J, Soerjomataram I, et al. (2018). Global Cancer Statistics 2018: GLOBOCAN Estimates of Incidence and Mortality Worldwide for 36 Cancers in 185 Countries. CA: A Cancer Journal for Clinicians 2018;0:1-31. doi: 10.3322/caac.2149.

[2]曹毛毛, 陳萬青. 中國惡性腫瘤流行情況及防控現狀[J]. 中國腫瘤臨床, 2019, v.46(03):47-51.

[3] 陳萬青,孫可欣,鄭榮壽,張思維,曾紅梅,鄒小農,赫捷.2014年中國分地區惡性腫瘤發病和死亡分析[J].中國腫瘤,2018,27(1):1-14.

[4] Weinberg JS, Suki D, Hanbali F, Cohen ZR, Lenzi R, Sawaya R. Metastasis of Esophageal Carcinoma to the Brain. Cancer (2003) 98:1925–33. doi: 10.1002/ cncr.11737.

[5] Ogawa K, Toita T, Sueyama H, Fuwa N, Kakinohana Y, Kamata M, et al. Brain Metastases From Esophageal Carcinoma: Natural History, Prognostic Factors, and Outcome. Cancer (2002) 94:759–64. doi: 10.1002/cncr.10271.

[6]宋欣,李紅衛,宋暉.食管鱗狀細胞癌腦轉移73例的預後分析[J].中華消化雜誌,2017,37(2):106-109.

[7] Welch G, Ross HJ, Patel NP, Jaroszewski DE, Fleischer DE, Rule WG, et al. Incidence of Brain Metastasis From Esophageal Cancer. Dis Esophagus (2017) 30:1–6. doi: 10.1093/dote/dox071.

[8] Yoshida S. Brain Metastasis in Patients With Esophageal Carcinoma. Surg Neurol (2007) 67:288–90. doi: 10.1016/j.surneu.2006.05.065.

[9] Chemotherapy as Second-Line Therapy for Advanced Esophageal Cancer: Phase Iii KEYNOTE-181 Study. J Clin Oncol (2019) 37:2–2. doi: 10.1200/ JCO.2019.37.4_suppl.2.

[10] Kato K, Cho BC, Takahashi M, Okada M, Lin CY, Chin K, et al. Nivolumab Versus Chemotherapy in Patients With Advanced Oesophageal Squamous Cell Carcinoma Refractory or Intolerant to Previous Chemotherapy (ATTRACTION-3): A Multicentre, Randomised, Open-Label, Phase 3 Trial. Lancet Oncol (2019) 20:1506–17.

[11] Huang J, Xu J, Chen Y, Zhuang W, Zhang Y, Chen Z, et al. Camrelizumab Versus Investigator’s Choice of Chemotherapy as Second-Line Therapy for Advanced or Metastatic Oesophageal Squamous Cell Carcinoma (ESCORT): A Multicentre, Randomised, Open-Label, Phase 3 Study. Lancet Oncol (2020) 21:832–42. doi: 10.1016/S1470-2045(20)30110-8.

直腸癌的治療已經進入精準治療的時代,不同的分期採取不同的治療策略。臨床對不同分期的直腸癌有不同的治療方式, T1、T2期患者可直接手術切除, 對T3、T4期及淋巴結轉移患者, NCCN診療指南推薦新輔助放化療聯合手術治療為進展期直腸癌標準治療方案。並且最新的研究表明新輔助放化療(NCRT)後達到臨床完全緩解(cCR)患者有希望接受“等待和觀察”的新治療策略,該策略療效與再行根治手術相似。其中準確的放療靶區勾畫及療效評價,是實現精準治療保證,以期達到手術前更高比例cCR。

目前利用影像檢查來確定病變範圍及評估腫瘤的轉歸情況在臨床應用和研究中仍佔據主導地位,並且正從形態學向功能影像方向發展,彌散加權成像(DWI)是目前唯一的能無創觀察活體組織內部水分子擴散運動的成像方法,具有類PET功能,可反映組織結構和細胞密度等生物代謝方面資訊,從而判斷腫瘤組織生物活性,與腫瘤病變範圍密切相關,並可觀察放療前後腫瘤組織表觀彌散係數(ADC值)的變化評價放療療效,指導預後,為臨床提供有價值資訊。

彌散加權成像助力放療精準靶區勾畫

目前放療定位主要採用以CT為基礎的模擬定位系統,隨著影象融合軟體的開發及成像技術的發展,MRI、DWI、PET/CT等常被應用於放療計劃制定。一系列對肺癌、食道癌和喉癌的研究提示,根據影像(CT、MRI、PET/CT)勾畫的GTV與實際腫瘤範圍有一定的差異,而手術病理標本勾畫GTV能夠更客觀反映這些差異,因而病理GTV被認為是驗證影像勾畫GTV精確性的“金標準”。Buijsen等對26例直腸癌的前瞻性研究顯示,盆腔CT及T2WI高估了腫瘤長度,PET-CT基於臀大肌的靶區/本底SUV值自動勾畫的腫塊最長直徑與手術病理標本最接近,且具有較強的一致性。

1、PET-CT

隨後,針對PET-CT不同SUV值勾畫靶區的對比研究表明,在矢狀面上30% SUVmax勾畫的腫瘤長徑及40% SUVmax勾畫的腫瘤寬徑與病理標本最接近,為臨床靶區勾畫提供了可靠依據。但PET-CT相對昂貴,在臨床上並不常用於直腸癌術前放療模擬定位,尤其對直腸癌的分期和診斷價值有限,而未在NCCN指南中推薦。

2、MRI

MRI是目前直腸癌診斷和分期中最常用的影像檢查方法。但有關基於MRI序列影像勾畫GTV的精確性,及其與病理標本差異研究目前尚缺乏報道。Regini等人比較兩名不同觀察者在T2加權(T2W MRI)和彌散加權MRI(DWI)影象上描繪的直腸腫瘤總目標體積(GTV),並評估DWI是否改善了一致性,結果發現DWI能夠更加清楚的區分正常組織和腫瘤組織,基於DWI序列勾畫的靶區體積較小,但DWI和T2序列一致性無明顯差別。

Burbach等人研究了基於MRI的GTV輪廓勾畫,發現不同引數MRI之間具有很好的一致性,與T2序列相比,DWI上劃定的體積較小,但一致性較好,並認為只要有足夠的經驗並且消除了幾何變形,DWI就會顯示出巨大的潛力。然而,由於缺乏病理金標準,仍然難以確定勾畫的輪廓是否代表真正的腫瘤範圍。因此,根據術前影像MRI 和/或CT 來定義GTV,其精確性還有待驗證。

DWI助力新輔助治療療效評價

NCRT治療療效目前臨床主要依靠手術後病理檢查結果進行評估,按照病理標本中殘餘腫瘤細胞數量與治療後纖維化程度的相對比例,術後腫瘤退縮分級(tumor regression grade,TRG)。Mandard 即是1994年提出的TRG為:

術後腫瘤退縮分級

1級:pCR無殘餘腫瘤細胞 腸管壁的各層完全由纖維化組織替代;

2 級:在廣泛的纖維化組織中找到極少量的殘存腫瘤細胞;

3級:纖維化組織仍佔主導,但有一定數量的殘存腫瘤細胞;

4級:大部分為殘存腫瘤細胞;

5級:完全為活躍性腫瘤細胞。

術後TRG雖然能有效預測患者的預後,但卻受到病理標本取樣錯誤以及檢查結果差異性的限制,也限制了個性化手術方案的制定。

1、DWI對NCRT治療預後預測更準確

基於臨床獲益情況以及檢查相關費用的成本效益,利用影像檢查來評估腫瘤的轉歸情況在臨床應用和研究中仍佔據主導地位。有研究表明,利用DWI測定體積縮小分數鑑別NCRT治療後是否達到pCR的能力優於常規T2WI。以腫瘤體積縮小分數達86.8%為界值,其區分pCR與未pCR的患者的敏感度和特異度分別高達91.4%、80%。Curvo-Semedo等的研究結果也支援上述觀點,DWI上顯示的NCRT治療後的腫瘤體積大小、體積縮小分數對於區分患者是否達到完全緩解的能力均高於T2WI。Kim等研究認為基於DWI上測得的NCRT治療早期第2周時體積縮小率更有助於預測患者的預後。

此外,彌散加權成像(DWI)作為一種功能磁共振成像技術,可以透過計算表觀擴散係數(ADC)值進行量化研究,從而間接揭示生物組織的微觀結構及病理改變,可能對反映直腸癌不同病理特徵有一定幫助。

2、NCRT治療後ADC增加量高患者預後更好

目前,國外較多臨床研究發現直腸癌NCRT治療前後ADC值及其改變與腫瘤轉歸存在一定的聯絡。Jacobs 等研究發現,治療轉歸較好的患者(Mandard 1~2 級)其NCRT治療前ADC值更低,NCRT治療第3周、NCRT治療結束後第4周,其ADC值更高。有研究者認為,NCRT治療前ADC值更高的腫瘤,其內部可能已存在部分液化壞死灶,從而引發低氧分壓介導的放化療抵抗,導致預後不佳。Barbaro等發現NCRT治療前平均ADC值低於1.0×10-3 mm2/s(b=1 000 s/mm2)可能預示不良預後,而預後較好組的ADC值增加的百分數仍然很高。

另外一些國外研究的結果顯示,NCRT治療過程中及NCRT治療後ADC值的增加量均能夠很好地預測患者的轉歸。Kim等研究顯示pCR組治療後的ADC值以及治療前後的ADC值增加率均高於非pCR組。而 Monguzzi 等研究發現,有效組治療後的ADC值及ADC值的增加量均高於無效組,以NCRT治療後ADC值1.294×10-3 mm2/s(b=1 000 s/mm2)為界值,其敏感度和特異度分別為86.4%、66.7%,以ADC值增加率為50%為界值,其敏感度和特異度為81.8%、66.7%。

專 家 點 評

區域性進展期直腸癌新輔助放化療後行直腸繫膜全切術是標準治療方案。因此,放療是區域性進展期直腸癌患者治療的重要組成部分。三維適形及調強放療作為一種精確放療技術,目前已普遍應用於直腸癌的臨床治療,精確的靶區勾畫是直腸癌三維適形放療的關鍵環節,也是精確放療的基礎。

目前,多應用CT機定位並依據CT影象進行靶區勾畫,但相關研究顯示基於CT影象勾畫的腫瘤靶區,其準確性僅35~75%左右,很顯然這會影響治療的準確性乃至放療療效。

利用影像檢查來確定病變範圍及評估腫瘤的轉歸情況在臨床應用和研究中仍佔據主導地位,並且正從形態學向功能影像方向發展,擴散加權成像(DWI)是目前唯一的能無創觀察活體組織內部水分子擴散運動的成像方法,具有類PET功能,可反映組織結構和細胞密度等生物代謝方面資訊,從而判斷腫瘤組織生物活性,與腫瘤病變範圍密切相關,並可觀察放療前後ADC值的變化評價放療療效,指導預後,為臨床提供有價值資訊。

高超教授簡介

河北醫科大學第四醫院腹盆放療病區 副主任

教授/主任醫師/博士研究生導師

美國MD安德森癌症中心 訪問學者

河北省三三三人才

河北省數理醫學會放射治療專業委員會候任主委

河北省臨床醫學工程學會放療物理技術工程專委會副主任委員

河北省腫瘤防治聯合會腦轉移癌專業委員會常委

河北省醫學會放射腫瘤學青年學組副組長

北京腫瘤防治研究會放療專業委員會常委

石家莊市醫學會放射腫瘤學專業委員會常委

河北省腫瘤聯合會放療專業委員會委員

河北省生物醫學工程學會免疫細胞治療專業委員會委員

河北省勞動能力鑑定委員會鑑定專家

河北省/山東省科技進步獎評審專家

參考文獻(向上滑動檢視):

[1] Bray F, Ferlay J, Soerjomataram I, et al. (2018). Global Cancer Statistics 2018: GLOBOCAN Estimates of Incidence and Mortality Worldwide for 36 Cancers in 185 Countries. CA: A Cancer Journal for Clinicians 2018;0:1-31. doi: 10.3322/caac.2149.

[2]曹毛毛, 陳萬青. 中國惡性腫瘤流行情況及防控現狀[J]. 中國腫瘤臨床, 2019, v.46(03):47-51.

[3] 陳萬青,孫可欣,鄭榮壽,張思維,曾紅梅,鄒小農,赫捷.2014年中國分地區惡性腫瘤發病和死亡分析[J].中國腫瘤,2018,27(1):1-14.

[4] Weinberg JS, Suki D, Hanbali F, Cohen ZR, Lenzi R, Sawaya R. Metastasis of Esophageal Carcinoma to the Brain. Cancer (2003) 98:1925–33. doi: 10.1002/ cncr.11737.

[5] Ogawa K, Toita T, Sueyama H, Fuwa N, Kakinohana Y, Kamata M, et al. Brain Metastases From Esophageal Carcinoma: Natural History, Prognostic Factors, and Outcome. Cancer (2002) 94:759–64. doi: 10.1002/cncr.10271.

[6]宋欣,李紅衛,宋暉.食管鱗狀細胞癌腦轉移73例的預後分析[J].中華消化雜誌,2017,37(2):106-109.

[7] Welch G, Ross HJ, Patel NP, Jaroszewski DE, Fleischer DE, Rule WG, et al. Incidence of Brain Metastasis From Esophageal Cancer. Dis Esophagus (2017) 30:1–6. doi: 10.1093/dote/dox071.

[8] Yoshida S. Brain Metastasis in Patients With Esophageal Carcinoma. Surg Neurol (2007) 67:288–90. doi: 10.1016/j.surneu.2006.05.065.

[9] Chemotherapy as Second-Line Therapy for Advanced Esophageal Cancer: Phase Iii KEYNOTE-181 Study. J Clin Oncol (2019) 37:2–2. doi: 10.1200/ JCO.2019.37.4_suppl.2.

[10] Kato K, Cho BC, Takahashi M, Okada M, Lin CY, Chin K, et al. Nivolumab Versus Chemotherapy in Patients With Advanced Oesophageal Squamous Cell Carcinoma Refractory or Intolerant to Previous Chemotherapy (ATTRACTION-3): A Multicentre, Randomised, Open-Label, Phase 3 Trial. Lancet Oncol (2019) 20:1506–17.

[11] Huang J, Xu J, Chen Y, Zhuang W, Zhang Y, Chen Z, et al. Camrelizumab Versus Investigator’s Choice of Chemotherapy as Second-Line Therapy for Advanced or Metastatic Oesophageal Squamous Cell Carcinoma (ESCORT): A Multicentre, Randomised, Open-Label, Phase 3 Study. Lancet Oncol (2020) 21:832–42. doi: 10.1016/S1470-2045(20)30110-8.

直腸癌的治療已經進入精準治療的時代,不同的分期採取不同的治療策略。臨床對不同分期的直腸癌有不同的治療方式, T1、T2期患者可直接手術切除, 對T3、T4期及淋巴結轉移患者, NCCN診療指南推薦新輔助放化療聯合手術治療為進展期直腸癌標準治療方案。並且最新的研究表明新輔助放化療(NCRT)後達到臨床完全緩解(cCR)患者有希望接受“等待和觀察”的新治療策略,該策略療效與再行根治手術相似。其中準確的放療靶區勾畫及療效評價,是實現精準治療保證,以期達到手術前更高比例cCR。

目前利用影像檢查來確定病變範圍及評估腫瘤的轉歸情況在臨床應用和研究中仍佔據主導地位,並且正從形態學向功能影像方向發展,彌散加權成像(DWI)是目前唯一的能無創觀察活體組織內部水分子擴散運動的成像方法,具有類PET功能,可反映組織結構和細胞密度等生物代謝方面資訊,從而判斷腫瘤組織生物活性,與腫瘤病變範圍密切相關,並可觀察放療前後腫瘤組織表觀彌散係數(ADC值)的變化評價放療療效,指導預後,為臨床提供有價值資訊。

彌散加權成像助力放療精準靶區勾畫

目前放療定位主要採用以CT為基礎的模擬定位系統,隨著影象融合軟體的開發及成像技術的發展,MRI、DWI、PET/CT等常被應用於放療計劃制定。一系列對肺癌、食道癌和喉癌的研究提示,根據影像(CT、MRI、PET/CT)勾畫的GTV與實際腫瘤範圍有一定的差異,而手術病理標本勾畫GTV能夠更客觀反映這些差異,因而病理GTV被認為是驗證影像勾畫GTV精確性的“金標準”。Buijsen等對26例直腸癌的前瞻性研究顯示,盆腔CT及T2WI高估了腫瘤長度,PET-CT基於臀大肌的靶區/本底SUV值自動勾畫的腫塊最長直徑與手術病理標本最接近,且具有較強的一致性。

1、PET-CT

隨後,針對PET-CT不同SUV值勾畫靶區的對比研究表明,在矢狀面上30% SUVmax勾畫的腫瘤長徑及40% SUVmax勾畫的腫瘤寬徑與病理標本最接近,為臨床靶區勾畫提供了可靠依據。但PET-CT相對昂貴,在臨床上並不常用於直腸癌術前放療模擬定位,尤其對直腸癌的分期和診斷價值有限,而未在NCCN指南中推薦。

2、MRI

MRI是目前直腸癌診斷和分期中最常用的影像檢查方法。但有關基於MRI序列影像勾畫GTV的精確性,及其與病理標本差異研究目前尚缺乏報道。Regini等人比較兩名不同觀察者在T2加權(T2W MRI)和彌散加權MRI(DWI)影象上描繪的直腸腫瘤總目標體積(GTV),並評估DWI是否改善了一致性,結果發現DWI能夠更加清楚的區分正常組織和腫瘤組織,基於DWI序列勾畫的靶區體積較小,但DWI和T2序列一致性無明顯差別。

Burbach等人研究了基於MRI的GTV輪廓勾畫,發現不同引數MRI之間具有很好的一致性,與T2序列相比,DWI上劃定的體積較小,但一致性較好,並認為只要有足夠的經驗並且消除了幾何變形,DWI就會顯示出巨大的潛力。然而,由於缺乏病理金標準,仍然難以確定勾畫的輪廓是否代表真正的腫瘤範圍。因此,根據術前影像MRI 和/或CT 來定義GTV,其精確性還有待驗證。

DWI助力新輔助治療療效評價

NCRT治療療效目前臨床主要依靠手術後病理檢查結果進行評估,按照病理標本中殘餘腫瘤細胞數量與治療後纖維化程度的相對比例,術後腫瘤退縮分級(tumor regression grade,TRG)。Mandard 即是1994年提出的TRG為:

術後腫瘤退縮分級

1級:pCR無殘餘腫瘤細胞 腸管壁的各層完全由纖維化組織替代;

2 級:在廣泛的纖維化組織中找到極少量的殘存腫瘤細胞;

3級:纖維化組織仍佔主導,但有一定數量的殘存腫瘤細胞;

4級:大部分為殘存腫瘤細胞;

5級:完全為活躍性腫瘤細胞。

術後TRG雖然能有效預測患者的預後,但卻受到病理標本取樣錯誤以及檢查結果差異性的限制,也限制了個性化手術方案的制定。

1、DWI對NCRT治療預後預測更準確

基於臨床獲益情況以及檢查相關費用的成本效益,利用影像檢查來評估腫瘤的轉歸情況在臨床應用和研究中仍佔據主導地位。有研究表明,利用DWI測定體積縮小分數鑑別NCRT治療後是否達到pCR的能力優於常規T2WI。以腫瘤體積縮小分數達86.8%為界值,其區分pCR與未pCR的患者的敏感度和特異度分別高達91.4%、80%。Curvo-Semedo等的研究結果也支援上述觀點,DWI上顯示的NCRT治療後的腫瘤體積大小、體積縮小分數對於區分患者是否達到完全緩解的能力均高於T2WI。Kim等研究認為基於DWI上測得的NCRT治療早期第2周時體積縮小率更有助於預測患者的預後。

此外,彌散加權成像(DWI)作為一種功能磁共振成像技術,可以透過計算表觀擴散係數(ADC)值進行量化研究,從而間接揭示生物組織的微觀結構及病理改變,可能對反映直腸癌不同病理特徵有一定幫助。

2、NCRT治療後ADC增加量高患者預後更好

目前,國外較多臨床研究發現直腸癌NCRT治療前後ADC值及其改變與腫瘤轉歸存在一定的聯絡。Jacobs 等研究發現,治療轉歸較好的患者(Mandard 1~2 級)其NCRT治療前ADC值更低,NCRT治療第3周、NCRT治療結束後第4周,其ADC值更高。有研究者認為,NCRT治療前ADC值更高的腫瘤,其內部可能已存在部分液化壞死灶,從而引發低氧分壓介導的放化療抵抗,導致預後不佳。Barbaro等發現NCRT治療前平均ADC值低於1.0×10-3 mm2/s(b=1 000 s/mm2)可能預示不良預後,而預後較好組的ADC值增加的百分數仍然很高。

另外一些國外研究的結果顯示,NCRT治療過程中及NCRT治療後ADC值的增加量均能夠很好地預測患者的轉歸。Kim等研究顯示pCR組治療後的ADC值以及治療前後的ADC值增加率均高於非pCR組。而 Monguzzi 等研究發現,有效組治療後的ADC值及ADC值的增加量均高於無效組,以NCRT治療後ADC值1.294×10-3 mm2/s(b=1 000 s/mm2)為界值,其敏感度和特異度分別為86.4%、66.7%,以ADC值增加率為50%為界值,其敏感度和特異度為81.8%、66.7%。

專 家 點 評

區域性進展期直腸癌新輔助放化療後行直腸繫膜全切術是標準治療方案。因此,放療是區域性進展期直腸癌患者治療的重要組成部分。三維適形及調強放療作為一種精確放療技術,目前已普遍應用於直腸癌的臨床治療,精確的靶區勾畫是直腸癌三維適形放療的關鍵環節,也是精確放療的基礎。

目前,多應用CT機定位並依據CT影象進行靶區勾畫,但相關研究顯示基於CT影象勾畫的腫瘤靶區,其準確性僅35~75%左右,很顯然這會影響治療的準確性乃至放療療效。

利用影像檢查來確定病變範圍及評估腫瘤的轉歸情況在臨床應用和研究中仍佔據主導地位,並且正從形態學向功能影像方向發展,擴散加權成像(DWI)是目前唯一的能無創觀察活體組織內部水分子擴散運動的成像方法,具有類PET功能,可反映組織結構和細胞密度等生物代謝方面資訊,從而判斷腫瘤組織生物活性,與腫瘤病變範圍密切相關,並可觀察放療前後ADC值的變化評價放療療效,指導預後,為臨床提供有價值資訊。

高超教授簡介

河北醫科大學第四醫院腹盆放療病區 副主任

教授/主任醫師/博士研究生導師

美國MD安德森癌症中心 訪問學者

河北省三三三人才

河北省數理醫學會放射治療專業委員會候任主委

河北省臨床醫學工程學會放療物理技術工程專委會副主任委員

河北省腫瘤防治聯合會腦轉移癌專業委員會常委

河北省醫學會放射腫瘤學青年學組副組長

北京腫瘤防治研究會放療專業委員會常委

石家莊市醫學會放射腫瘤學專業委員會常委

河北省腫瘤聯合會放療專業委員會委員

河北省生物醫學工程學會免疫細胞治療專業委員會委員

河北省勞動能力鑑定委員會鑑定專家

河北省/山東省科技進步獎評審專家

參考文獻(向上滑動檢視):

[1] Bray F, Ferlay J, Soerjomataram I, et al. (2018). Global Cancer Statistics 2018: GLOBOCAN Estimates of Incidence and Mortality Worldwide for 36 Cancers in 185 Countries. CA: A Cancer Journal for Clinicians 2018;0:1-31. doi: 10.3322/caac.2149.

[2]曹毛毛, 陳萬青. 中國惡性腫瘤流行情況及防控現狀[J]. 中國腫瘤臨床, 2019, v.46(03):47-51.

[3] 陳萬青,孫可欣,鄭榮壽,張思維,曾紅梅,鄒小農,赫捷.2014年中國分地區惡性腫瘤發病和死亡分析[J].中國腫瘤,2018,27(1):1-14.

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