应用细胞外体积分数评估肝细胞癌分化程度的初步探索

崔凤娇，李 琳，罗娅红，于 庆，李 娜，王丹丹

1.辽宁省肿瘤医院放射科，辽宁 沈阳 110042；

2.大连医科大学研究生院，辽宁 大连 116044

肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）目前居中国第4位常见恶性肿瘤及第3位肿瘤致死病因，据统计，中国每年约有30多万人死于HCC，占全球肝癌死亡人数的一半左右。

HCC的发生多伴有肝脏纤维化的基础病变，而肝脏纤维化过程伴随着大量间质的增生。在微观上，肝脏纤维化是胶原蛋白的过度沉积，细胞外间质合成与降解失平衡的过程［1］。目前有研究［2-4］表明，肝脏fECV（extracellular volume fraction）与肝脏纤维化相关，且伴随着纤维化程度的增加，肝脏细胞外体积分数也会增加。肿瘤的发生、发展是复杂的过程，其伴随细胞外微环境的改变，表现为细胞外基质的过量沉积、成纤维细胞的活化和富集，以及炎性反应细胞的浸润等［5-7］。在肝脏纤维化的基础上形成的肝癌不仅伴有基础的间质成分的改变，同时也伴随着肿瘤细胞与其微环境相互促进、共同演化。因此，本研究旨在探索肝脏多期动态增强CT扫描计算出的HCC患者肿瘤部分的fECV是否能够用于评估HCC的分化程度。

1 资料和方法

1.1 研究对象

本研究为回顾性研究。选取2017年12月—2019年6月辽宁省肿瘤医院患者41例。其中男性35例，女性6例。纳入标准：① 于辽宁省肿瘤医院手术且病理学确诊为HCC的患者；② 术后病理学有明确的Edmondson-Steiner分级；③ 患者有慢性肝脏纤维化病史且术后病理学检查显示肿瘤周围组织有肝硬化改变；④ 于辽宁省肿瘤医院行肝脏多期动态增强CT检查，且CT检查日期与手术日期间隔小于1个月；⑥ CT 检查前未进行针对肝癌的治疗。排除标准：① CT扫描图像有伪影的患者；② 有门静脉癌栓、脂肪肝的患者。

1.2 CT成像方法

41例患者均采用日本Toshiba公司的Aquilion ONE 320层螺旋CT机行肝脏平扫和3期增强扫描。患者扫描前禁食水8 h，检查前均进行碘过敏试验且皆为阴性。3期增强扫描时间分别为动脉期25 s，门静脉期60 s，平衡期140 s；扫描范围从膈顶至肝脏的下缘。用非离子型对比剂碘普罗胺（300 mgI/mL）70 mL，流率3.0 mL/s，由高压注射器经肘前静脉注射，每期1次屏气完成肝脏扫描。

1.3 测量方法

调取患者CT图像平扫期和延迟期序列，图像层厚皆为5 mm。选取患者肿瘤最大径所在平面。在腹主动脉区域、肿瘤区域，肿瘤周围正常肝实质区域分别选择圆形感兴趣区（region of interest，ROI）测量CT值（图1）。其中，在腹主动脉区域选择ROI时，避开血管壁（包括管壁的钙化及附壁血栓）放置最大ROI；在肿瘤区域选择ROI时，避开肿瘤内部坏死区和出血区，选择肿瘤实性部分放置最大ROI，对于多发肿瘤患者，选取较大病灶放置ROI；在肿瘤周围正常肝实质区域选择ROI时，避开血管、胆管及其他肝内病变，选择1～2 cm2的ROI。上述测量全部进行3次，分别取平均值，并将平衡期CT值与平扫期CT值相减，得到主动脉（Eaorta）、肿瘤区域（Etumor）及肿瘤周围正常肝实质区域（Eliver）的绝对强化值。收集每例患者的血细胞比容（hematocrit，Hct）值。分别按以下公式计算fECV：fECV1（%）=Eliver×［100-Hct（%）］/Eaorta，fECV2（%）=Etumor×［100-Hct（%）］/Eaorta。fECV1为肿瘤周围正常肝实质的fECV，fECV2为肿瘤区域的fECV。

1.4 统计学处理

所有统计学处理利用IBM SPSS 21.0软件进行，定量资料以x±s表示，组间比较采用独立样本的t检验，P＜0.05为差异有统计学意义；绘制受试者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲线，计算fECV2的灵敏度和特异度，取灵敏度和特异度之和最大时为最佳诊断界值；曲线下面积（area under curve，AUC）为0.5～0.7表示诊断价值较低，0.7～0.9表示诊断价值中等，0.9以上表示诊断价值较高。

图1 HCC患者平扫期和延迟期图像

2 结 果

本研究共纳入了41例患者，平均年龄为（56.0±8.6）岁，其中高分化组21例［Ⅰ级2例，Ⅱ级19例；平均年龄为（56.5±7.8）岁］，低分化组20例［Ⅲ级18例，Ⅳ级2例；平均年龄为（55.3±9.5）岁］。

HCC高分化组和低分化组Eaorta、Eliver、Etumor、Hct比较见表1；高分化组和低分化组fECV1、fECV2值比较见表2。

Etumor、fECV2评估HCC分化程度的箱图及ROC曲线见图2～5。

表1 HCC高分化组和低分化组Eaorta、Eliver、Etumor、Hct比较

表2 高分化组和低分化组fECV值比较

图2 高分化组和低分化组肿瘤部分绝对强化值Etumor箱形图

图3 Etumor评估HCC分化程度的ROC曲线

图4 高分化组和低分化组fECV2值箱形图

图5 fECV2值评估HCC分化程度的ROC曲线

通过ROC曲线分析，Etumor值评估HCC分化程度的AUC为0.705（95% CI：0.540～0.869）；高分化组与低分化组诊断界值为21.83，灵敏度为62%，特异度为75%。fECV2值评估肝细胞癌分化程度的AUC为0.869（95% CI：0.759～0.979）；高分化组与低分化组诊断界值为28.56%，灵敏度为71%，特异度为90%。

3 讨 论

肝癌进展快、恶性程度高，有研究表明，肝癌的病理分化程度是影响患者治疗后复发及生存期限的重要因素，低分化肝癌与高分化肝癌相比更易发生转移［8］，高分化肿瘤预后优于低分化肿瘤［9］。HCC的Edmondson-Steiner分级是肝癌患者预后的独立危险因素［10］。本研究旨在探索能否通过fECV评估肝癌分化程度，从而为临床提供指导。

本研究发现，HCC患者肿瘤部分的绝对强化值Etumor及fECV2在高分化组和低分化组差异有统计学意义。应用fECV评估HCC的分化程度，是从一个新的角度出发，通过评估细胞外间质的量来区分HCC的分化，其灵敏度、特异度、诊断效能比应用绝对强化值Etumor评估分化程度高。

王东旭［11］和周江枫［12］研究表明，增强扫描呈廓清型的HCC病理多为低分化，持续强化型多为高分化。故作者认为不同分化程度HCC肿瘤部分绝对强化值的差异，与其强化方式有关。在本研究中，高分化组肿瘤绝对强化值为（23.85±6.09）HU，低分化组为（19.43±6.52）HU，高分化组总体强化程度高于低分化组，这与前人研究相符合。

Yoon等［13］和Guo等［14］研究表明，肝脏纤维化会使肝脏的fECV增加，且肝脏纤维化程度与fECV成正相关。在本研究中，所有患者皆有肝硬化病史且术后病理学检查皆有报告肿瘤周围正常组织有肝硬化改变，在结果中fECV1值在高分化组和低分化组之间差异无统计学意义（P=0.319），表明两组的患者的肝硬化程度无显著差异。fECV2值在高分化组和低分化组之间差异有统计学意义（P＜0.01），且fECV2值在高分化组较高，在低分化组较低。结果说明，高分化的HCC比低分化的HCC间质量更多，作者认为造成含量差异的原因，可能与肝癌患者肝硬化的基础病变相关，肝硬化发展成为肝癌的过程中，较高级别的肝癌与较低级别的肝癌相比，高级别肝癌细胞与肝细胞异质性更小，对细胞外微环境影响可能更小，间质的变化也更小，在我们的研究中，肝癌周围肝脏实质比肝癌本身的fECV要高，故造成高级别的HCC的fECV较低级别HCC高。

基于增强CT计算fECV有以下优势：首先，与组织学检查相比，应用CT计算的fECV是无创性检查，易于执行且无组织学检查带来的并发症风险；此外，有学者应用磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）化学位移成像、DWI及ADC值来评估肝癌病理学分级［15-16］，CT相比MRI，扫描时间短，空间分辨率高，可用于评估有MRI禁忌证的患者，如幽闭恐惧症、体内有金属植入等。

目前虽然无明确的对比剂在肝脏到达平衡期的时间，有研究表明，肝脏的延迟期最早是从2 min开始建立的［17］。在肝脏纤维化的fECV的研究中部分学者认为140 s的延迟相不足以到达平衡期，而使用了更长时间的延迟相［18］。本研究旨在对肝脏肿瘤部分进行研究，肝脏肿瘤相比肝实质血供丰富且有大量新生血管，笔者认为理论上到达平衡期的时间早于肝实质，140 s延迟期计算的fECV可用来进行初步探索。

本研究也存在不足：此项研究为回顾性研究，存在选择偏倚；本研究样本量较小，尚需进一步大样本量的研究；在本研究中肝细胞癌病理分级为Ⅰ和Ⅳ级的样本较少，未来以期丰富样本，做进一步研究。

综上所述，我们认为在肝硬化背景下，HCC的fECV能够用于评估其分化程度，且其诊断效能中等；与较低分化程度的HCC比较，较高分化程度的HCC的fECV较高。