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世界华人消化杂志. 2020-05-08; 28(9): 347-351
在线出版日期: 2020-05-08. doi: 10.11569/wcjd.v28.i9.347
胃癌血流灌注状态与血清血管新生指标的相关性
方苑仲, 刘志红, 张荣
方苑仲, 杭州市余杭区妇幼保健院检验科 浙江省杭州市 311100
方苑仲, 主治医师, 主要从事医学检验工作.
刘志红, 浙江省德清县人民医院乾元内一科 浙江省湖州市 313200
张荣, 浙江医院B超室 浙江省杭州市 310013
ORCID number: 张荣 (0000-0001-9515-4464).
作者贡献分布: 此课题由方苑仲设计; 研究过程由方苑仲、刘志红及张荣共同操作完成; 研究所用新试剂及分析工具由方苑仲提供; 数据分析及论文写作由方苑仲完成.
通讯作者: 张荣, 副主任医师, 310013, 浙江省杭州市西湖区灵隐路12号, 浙江医院B超室. zhangrong2020yy12@163.com
收稿日期: 2020-02-20
修回日期: 2020-04-15
接受日期: 2020-04-21
在线出版日期: 2020-05-08

背景

准确评估肿瘤组织的微循环血流灌注情况, 对于临床治疗以及预后评估有着重要意义. 超声造影(contrast-enhanced ultrasonography, CEUS)是一种敏感度极高的微循环血流监测手段, 能客观反映肿瘤组织的微循环血流灌注状态, 可为临床诊治提供可靠的血流动力学信息.

目的

运用CEUS评估胃癌(gastric cancer, GC)血流灌注状态, 并探讨其与血管新生指标的相关性.

方法

选取在浙江医院行手术切除的66例GC患者作为研究对象(GC组). 所有患者术前三天内行CEUS检查, 运用时间-强度曲线测定GC组织、癌旁正常组织的增强强度、达峰时间, 并采用酶联免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)测定患者血清血管内皮生长因子 (vascular endothelial growth factor, VEGF)、血管生成素-2(Angiopoietin-2, Ang-2)水平, 术后测定组织标本微血管密度(microvessel density, MVD). 同期选取72例健康志愿者作为对照组进行比较分析.

结果

GC组织的增强强度明显高于癌旁正常组织, 差异有统计学意义(P<0.05); GC组织的达峰时间明显短于癌旁正常组织, 差异有统计学意义(P<0.05); GC组织的MVD明显高于癌旁正常组织, 差异有统计学意义(P<0.05); GC组的VEGF、Ang-2明显高于对照组, 差异有统计学意义(P<0.05); GC组织的增强强度分别与VEGF、Ang-2、MVD呈正相关(r = 0.85, r = 0.81, r = 0.88, P<0.05); GC组织的达峰时间分别与VEGF、Ang-2、MVD呈负相关(r = -0.72, r = -0.73, r = -0.86, P<0.05).

结论

CEUS能动态评估GC血流灌注状态, 其血流参数与VEGF、Ang-2、MVD相关性良好, 能为临床评估GC血管新生状态提供无创性影像学手段.

关键词: 超声造影; 胃癌; 增强强度; 达峰时间; 血管内皮生长因子; 血管生成素-2; 微血管密度

核心提要: 超声造影(contrast-enhanced ultrasonography, CEUS)能客观反映肿瘤组织的血流灌注状态. 运用CEUS评估胃癌的血管新生状态以及血流动力学特征, 以期为临床诊治提供参考.
引文著录: 方苑仲, 刘志红, 张荣. 胃癌血流灌注状态与血清血管新生指标的相关性. 世界华人消化杂志 2020; 28(9): 347-351
Correlation between perfusion state and angiogenesis indexes in gastric cancer
Yuan-Zhong Fang, Zhi-Hong Liu, Rong Zhang
Yuan-Zhong Fang, Department of Laboratory Medicine, Hangzhou Yuhang Maternal and Child Health Hospital, Hangzhou 311100, Zhejiang Province, China
Zhi-Hong Liu, Department of Medicine, Deqing People's Hospital, Huzhou 313200, Zhejiang Province, China
Rong Zhang, Department of Ultrasonography, Zhejiang Hospital, Hangzhou 310013, Zhejiang Province, China
Corresponding author: Rong Zhang, Deputy Chief Physician, Department of Ultrasound, Zhejiang Hospital, No. 12, Lingyin Road, Xihu District, Hangzhou 310013, Zhejiang Province, China. zhangrong2020yy12@163.com
Received: February 20, 2020
Revised: April 15, 2020
Accepted: April 21, 2020
Published online: May 8, 2020

BACKGROUND

Accurate evaluation of microcirculation perfusion in tumor tissue is of great significance for clinical treatment and prognosis evaluation. Contrast-enhanced ultrasonography (CEUS) is a highly sensitive means of monitoring microcirculation perfusion, which can objectively reflect the microcirculation perfusion state of tumor tissue and provide reliable hemodynamic information for clinical diagnosis and treatment.

AIM

To evaluate the perfusion status of gastric cancer (GC) by CEUS, and to explore the correlation between the perfusion status and the indexes of angiogenesis.

METHODS

Sixty-six patients with GC were selected as study subjects (GC group). All patients were examined by CEUS 3 d before operation. The enhanced intensity (EI) and time to peak (TTP) of GC and tumor-adjacent normal tissues were measured by time-intensity curve analysis. The levels of vascular endothelial growth factor (VEGF) and angiopoietin-2 (Ang-2) were measured by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), and the microvessel density (MVD) was measured after operation. Seventy-two healthy volunteers were selected as a control group for comparative analysis.

RESULTS

The EI and MVD were significantly higher and the TTP was significantly shorter in GC tissue than in normal tissue (P < 0.05). VEGF and Ang-2 levels were significantly higher in the GC group than in the control group (P < 0.05). EI had a positive correlation with VEGF, Ang-2, and MVD (r = 0.85, 0.81, and 0.88, respectively; P < 0.05), and TTP had a negative correlation with VEGF, Ang-2, and MVD (r = -0.72, -0.73, and -0.86, respectively; P < 0.05).

CONCLUSION

CEUS can dynamically evaluate the perfusion status of GC, and CEUS blood flow parameters have a good correlation with VEGF, Ang-2, and MVD. CEUS can provide a noninvasive imaging method for clinical evaluation of the angiogenesis status of GC.

Key Words: Contrast-enhanced ultrasound; Gastric cancer; Enhanced intensity; Time to peak; Vascular endothelial growth factor; Angiopoietin-2; Microvessel density
0 引言

胃癌(gastric cancer, GC)是一种常见消化道恶性肿瘤, 其发生发展与血管新生密切相关, 全面了解其血管新生状态意义重大[1,2]. 超声造影(contrast-enhanced ultrasonography, CEUS)是一种能无创性实时动态反映组织血流灌注状态的超声新技术, 目前已广泛应用于临床[3]. 本研究运用CEUS评估GC组织血流灌注参数变化, 及其与血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)、血管生成素-2(Angiopoietin-2, Ang-2)、微血管密度(microvessel density, MVD)的相关性, 以期为临床评估GC血管新生状态提供血流动力学依据.

1 材料和方法
1.1 材料

选择2018-02/2019-12期间, 在浙江医院行手术切除的66例GC患者作为研究对象(GC组), 其中男45例, 女21例, 年龄35-70岁, 平均52.01岁±7.32岁. 入选标准: (1)均经病理确诊为GC; (2)术前未曾接受过任何形式治疗; (3)无合并其它恶性肿瘤; (4)无CEUS剂过敏; (5)能配合检查. 同期选取72例健康志愿者作为对照组, 均经临床体检证实身体健康, 其中男40例, 女32例, 年龄32-68岁, 平均50.66岁±8.29岁. 两组间年龄(t = 1.008, P = 0.315)、性别(χ2 = 2.321, P = 0.128)比较差异无统计学意义(P>0.05). 本研究通过医院伦理委员会审批, 患者知情同意并签署知情同意书.

1.2 方法

1.2.1 超声检查: 采用Acuson S2000彩色多普勒超声诊断仪, 配有4C1探头(频率4.0 MHz), 配有对比脉冲系列成像技术. CEUS剂使用Sono Vue(Bracco 公司), 按照说明书配制成混悬液备用.

检查前患者禁食8 h, 嘱患者取仰卧位, 饮用600-800 mL纯净水充盈胃腔, 全面扫查胃腔确定病灶位置, 仔细观察病灶数目、大小、边界、内部回声、血供、浸润范围等情况. 选取病灶最清晰切面, 启动CEUS模式. 经肘部浅静脉以团注法推注造影剂2.4 mL, 同步计时并存储动态图像, 观察病灶造影全过程(不少于5 min).

由1名经验丰富且高年资超声医生分析CEUS图像. 分别于GC组织、癌旁正常组织放置感兴趣区, 放置位置要避开胃腔, 感兴趣区大小应保持一致. 系统将自动生成时间-强度曲线. 分别记录GC组织、癌旁正常组织的峰值强度、基础强度以及达峰时间, 并根据公式增强强度=峰值强度-基础强度, 计算出增强强度(图1).

图1
图1 时间-强度曲线分析示意图. 绿色曲线为癌旁正常组织的时间-强度曲线, 黄色曲线为胃癌组织的时间-强度曲线.

1.2.2 血清学检测: 清晨, 空腹状态, 抽取受检者5 mL肘静脉血, 室温静置30 min, 低速离心分离血清, 冻存待检. 严格按照酶联免疫吸附法试剂盒(Sigma公司)说明进行操作, 测定血清VEGF、Ang-2水平.

1.2.3 病理学MVD测定: 术后组织标本使用甲醛固定, 常规石蜡包埋. 对GC组织、癌旁正常组织进行病理切片, 行ElivisionTM二步法免疫组化染色. 按照Weidner等[4]的方法测定并记录MVD.

统计学处理 采用SPSS 20.0统计学软件处理数据. 计量资料表示为mean±SD, 采用独立样本t检验, 计数资料表示为百分比(%), 采用χ2检验. 两变量间相关性采用Pearson相关分析. P<0.05认为差异有统计学意义.

2 结果
2.1 GC组织与癌旁正常组织CEUS参数、MVD比较

GC组织的增强强度明显高于癌旁正常组织, 差异有统计学意义(P<0.05); GC组织的达峰时间明显短于癌旁正常组织, 差异有统计学意义(P<0.05); GC组织的MVD明显高于癌旁正常组织, 差异有统计学意义(P<0.05)(表1).

表1 超声造影参数与微血管密度比较.
组别增强强度(dB)达峰时间(s)MVD(条/200倍视野)
胃癌组织021.32±5.22017.43±3.92069.08±8.69
癌旁正常组织014.98±4.120 32.63±4.84032.50±6.99
t/P值7.743/0.000-19.817/0.00026.640/0.000
MVD: 微血管密度.
2.2 GC组与对照组血清VEGF、Ang-2水平比较

GC组的VEGF、Ang-2明显高于对照组, 差异有统计学意义(P<0.05)(表2).

表2 血清血管内皮生长因子与血管生成素-2水平比较.
组别VEGF (pg/mL)Ang-2 (pg/mL)
胃癌组515.13±89.032108.43±383.01
对照组60.42±10.17179.46±33.14
t/P值43.046/0.00042.576/0.000
VEGF: 血管内皮生长因子; Ang-2: 血管生成素-2.
2.3 CEUS参数与VEGF、Ang-2、MVD相关性

GC组织的增强强度分别与VEGF、Ang-2、MVD呈正相关(r = 0.85, r = 0.81, r = 0.88, P<0.05); GC组织的达峰时间分别与VEGF、Ang-2、MVD呈负相关(r = -0.72, r = -0.73, r = -0.86, P<0.05).

3 讨论

GC的恶性生物学行为以血管新生作为基础, 其发生、发展以及转移具有明显血管依赖性[5]. 癌组织通过新生血管获取宿主营养物质, 同时通过新生血管向宿主转移癌细胞. 因此, 全面了解GC血管新生状态, 有助于临床制定治疗方案, 评估疗效及预后.

MVD是一个反映肿瘤微血管生成状态、侵袭转移等恶性生物学行为的可靠指标[6]. 本研究结果中, GC组织的MVD明显高于癌旁正常组织(P<0.05). 说明GC组织内具有大量新生微小血管. 虽然MVD被认为是评估肿瘤血管新生的金标准[7,8], 但是MVD的获得需要通过手术或活检取得组织标本后行免疫组化染色实现, 故该方法具有创伤性, 且该方法操作过程繁琐, 只能反映肿瘤局部的血管新生状态, 难以反映其血管新生全貌, 在实际应用中受到一定限制. GC血管新生过程中, 各种促血管生成因子的调节发挥着关键作用[9]. VEGF是一种特异性高、作用极强的典型促血管生成因子[10]. 一方面可刺激血管内皮细胞分裂、增殖、迁移, 从而促进肿瘤血管新生; 另一方面可增加新生血管通透性, 引起肿瘤组织的血流动力学发生改变. 而Ang-2即是一种新发现的强效促血管生成因子, 其在肿瘤组织、血液以及体液中与VEGF呈一致性过度表达[11]. 研究证实Ang-2与VEGF之间可相互协调、相互作用, 促进肿瘤血管生成, 是反映肿瘤血管生成活性以及程度的可靠指标[12]. 两者不仅与肿瘤发生、发展、浸润、转移密切相关, 而且与MVD呈正相关. 本研究结果中, GC组的VEGF、Ang-2明显高于对照组(P<0.05). 说明GC患者的VEGF、Ang-2呈过度表达的高水平状态, 反映了GC组织处于旺盛的血管新生状态.

Sono Vue是一种真正意义的血池显像剂. 造影时气体微泡与红细胞在血管腔内一起运行, 并聚集于血管网分布区域, 不渗透入血管外间隙, 在显著提高组织回声的同时, 实时客观地反映了组织的血流动力学特征[13]. 本研究结果中, GC组织的增强强度明显高于癌旁正常组织(P<0.05), 而GC组织的达峰时间明显短于癌旁正常组织(P<0.05). 说明GC组织血供丰富, 运用CEUS能有效反映GC组织的血流灌注特征. GC组织内新生微血管的数量、密度较正常组织异常增多, 致使单位时间内流经GC组织的血流量增多, 进入GC组织的造影剂随之增多, GC组织增强强度增大. GC组织内新生微血管的血管平滑肌以及基底膜发育不全, 且存在大量动静脉短路, 致使血管阻力下降, 血流速度加快, CEUS达峰时间缩短[14].

本研究结果中, GC组织的增强强度分别与VEGF、Ang-2、MVD呈正相关(r = 0.85, r = 0.81, r = 0.88, P<0.05), 而GC组织的达峰时间分别与VEGF、Ang-2、MVD呈负相关(r = -0.72, r = -0.73, r = -0.86, P<0.05). 提示CEUS能够间接反映GC组织的血管新生状态. 不难理解, 血管生成指标VEGF、Ang-2、MVD越高, GC组织的血管新生能力越强, 新生血管数量越丰富, CEUS时增强强度越大, 达峰时间越短.

肿瘤组织血管新生是其恶性细胞增殖、侵袭、转移的共同基础. 肿瘤组织血管新生的旺盛状态主要基于其大量表达的促血管生成因子. 以往研究表明[15], VEGF、Ang-2高表达的GC组织中树突状细胞具有更高浸润密度, 更易发生细胞逃逸转移, 侵袭能力更强, 恶性程度更高, 预示着患者预后不良. 既往研究显示[16], CEUS灌注参数中的增强强度、达峰时间可准确反映肿瘤组织的恶性程度, 即肿瘤组织恶性程度越大, 组织内新生血管数量越多, 微循环血流量越大、血流速度越快, 明显缩短了造影剂的强化时间. 本次研究结果与以往研究基本一致. GC的CEUS灌注参数与上述血管新生指标水平的良好相关性, 间接反映了CEUS灌注参数与GC的细胞增殖、侵袭能力、恶性程度以及患者预后密切相关.

综上所述, CEUS具有简便、无创、可重复等优点, 能动态评估GC血流灌注状态, 其血流参数与VEGF、Ang-2、MVD相关性良好, 能间接反映GC组织的血管新生状态, 能为临床评估GC血管新生状态提供无创性影像学手段.

文章亮点
实验背景

准确评估胃癌(gastric cancer, GC)的血管新生状态, 有助于临床制定治疗方案以及评估预后.

实验动机

采用超声造影(contrast-enhanced ultrasonography, CEUS)观察GC的血流灌注特征, 分析其与血管新生指标的相关性, 以期间接评估GC的血管新生状态.

实验目标

本篇论文研究的主要目标是探讨GC的血流灌注状态及其与血管新生指标的相关性.结果显示CEUS能定量分析GC的血流灌注状态, 其血流参数(增强强度、达峰时间)与血管内皮生长因子 (vascular endothelial growth factor, VEGF)、血管生成素-2(Angiopoietin-2, Ang-2)、微血管密度(microvessel density, MVD)具有良好相关性, 能客观反映GC的血管新生状态.

实验方法

本篇论文为了达到目标采用了CEUS定量分析GC的血流灌注特征. CEUS能动态分析目标组织的微循环血流灌注情况, 客观反映其微小血管新生及分布状态.

实验结果

本篇论文研究达到了实验目标, 研究结果显示GC组织的增强强度、MVD高于癌旁正常组织, 而达峰时间短于癌旁正常组织; GC组的VEGF、Ang-2高于对照组; GC的增强强度分别与VEGF、Ang-2、MVD呈正相关, 而达峰时间分别与VEGF、Ang-2、MVD呈负相关. 本研究结果说明CEUS能准确评估GC的血流灌注特征, 间接反映GC的血管新生状态, 能为临床评估GC血管新生状态提供一种无创性新手段.

实验结论

肿瘤的CEUS血流灌注参数与血管新生指标密切相关. 我们认为, CEUS能鉴别肿瘤的良恶性质, 能定量分析其微循环血流灌注特征, 而且能客观反映肿瘤组织的血管新生状态. 本研究运用CEUS定量分析GC组织的微循环血流特征, 分析其与血管新生指标的相关性, 进而间接评估GC组织的血管新生状态. 本研究通过实验发现, GC的增强强度、达峰时间均与VEGF、Ang-2、MVD具有较好的相关性, 证实了CEUS能有效评估GC的血管新生状态. CEUS能为临床评估GC血管新生状态提供一种全新的无创性影像学方法.

展望前景

CEUS观察GC病灶时, 可受邻近肠道气体干扰而影响判定结果. 未来研究的方向为CEUS在GC疗效评估中的临床应用价值, 最佳方法是采用动态三维CEUS评估GC的微循环血流灌注状态.

学科分类: 胃肠病学和肝病学

手稿来源地: 浙江省

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编辑:王禹乔 电编:刘继红

1.  Carneiro F. Hereditary gastric cancer. Pathologe. 2012;33 Suppl 2:231-234.  [PubMed]  [DOI]
2.  Bădescu A, Georgescu CV, Vere CC, Crăiţoiu S, Grigore D. Correlations between Her2 oncoprotein, VEGF expression, MVD and clinicopathological parameters in gastric cancer. Rom J Morphol Embryol. 2012;53:997-1005.  [PubMed]  [DOI]
3.  Wu J, Chen DC. Contrast-Enhanced Ultrasonography: A Promising Method for Blood Flow and Perfusion Evaluation in Critically Ill Patients. Chin Med J (Engl). 2018;131:1135-1137.  [PubMed]  [DOI]
4.  Weidner N. Angiogenesis in breast cancer. Cancer Treat Res. 1996;83:265-301.  [PubMed]  [DOI]
5.  徐 勇超, 唐 礼恭, 李 星, 任 莹坤, 黄 涛. 微小RNA-1对胃癌细胞中血管生成相关因子表达的影响. 中华实验外科杂志. 2018;35:1871.  [PubMed]  [DOI]
6.  卫 银银, 吴 方雄, 闵 亚莉, 苗 向霞, 罗 正奇, 刘 凯歌. ANGPTL4的表达与肝癌微血管生成的关系. 山西医科大学学报. 2018;49:457-460.  [PubMed]  [DOI]
7.  Ozalp S, Yalcin OT, Acikalin M, Tanir HM, Oner U, Akkoyunlu A. Microvessel density (MVD) as a prognosticator in endometrial carcinoma. Eur J Gynaecol Oncol. 2003;24:305-308.  [PubMed]  [DOI]
8.  Foote RL, Weidner N, Harris J, Hammond E, Lewis JE, Vuong T, Ang KK, Fu KK. Evaluation of tumor angiogenesis measured with microvessel density (MVD) as a prognostic indicator in nasopharyngeal carcinoma: results of RTOG 9505. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2005;61:745-753.  [PubMed]  [DOI]
9.  高 艳章, 谈 宗明. 胃癌患者促血管生成相关因子与MMPs对病情进展的判断意义. 解放军预防医学杂志. 2015;34:79-80.  [PubMed]  [DOI]
10.  Iesato Y, Murata T. [Vascular endothelial growth factor (VEGF)]. Nihon Rinsho. 2010;68 Suppl 9:250-254.  [PubMed]  [DOI]
11.  Schulz P, Fischer C, Detjen KM, Rieke S, Hilfenhaus G, von Marschall Z, Böhmig M, Koch I, Kehrberger J, Hauff P, Thierauch KH, Alves F, Wiedenmann B, Scholz A. Angiopoietin-2 drives lymphatic metastasis of pancreatic cancer. FASEB J. 2011;25:3325-3335.  [PubMed]  [DOI]
12.  陈 晓涛, 郑 峰. 老年骨肉瘤患者血清中血管内皮生长因子和血管生成素-2表达及其相关因素分析. 中国临床药理学杂志. 2019;11:34-36.  [PubMed]  [DOI]
13.  Piscaglia F, Bolondi L; Italian Society for Ultrasound in Medicine and Biology (SIUMB) Study Group on Ultrasound Contrast Agents. The safety of Sonovue in abdominal applications: retrospective analysis of 23188 investigations. Ultrasound Med Biol. 2006;32:1369-1375.  [PubMed]  [DOI]
14.  杨 琴. 超声造影对胃癌患者病灶中癌细胞增殖、侵袭功能及血管新生程度的评估价值. 海南医学院学报. 2017;23:858-864.  [PubMed]  [DOI]
15.  刘 相东, 李 哲, 汪 运山. 胃癌组织及转移淋巴结中DC和NK细胞与VEGF表达及其意义. 中华微生物学和免疫学杂志. 2003;23:732-733.  [PubMed]  [DOI]
16.  王 军燕, 崔 秋丽, 汪 龙霞, 刘 爱军, 高 学文, 袁 志仙, 林 倩, 徐 虹, 李 秀丽, 李 卫平, 陈 小英. 超声造影在卵巢良恶性肿块鉴别诊断中的应用. 中华医学超声杂志(电子版). 2010;7:31-36.  [PubMed]  [DOI]