优先预发表 | 陈凤喜/郭大静：钆塞酸二钠增强磁共振成像术前诊断增殖型肝细胞癌的列线图模型及其价值研究

提示：本文章作为优先出版方式在线发表，可作为有效引用数据。但一经印刷版正式出版，该内容将从优先出版中下架，本刊不保障论文链接的持续有效性。由于优先发表的内容尚未完成规范的编校流程，本刊不保证其数据与印刷版内容的一致性，以最终正式印刷出版为准。

目的

研发基于钆塞酸二钠（Gd-EOB-DTPA）增强磁共振成像（MRI）术前诊断增殖型肝细胞癌（HCC）的列线图模型，并探讨其临床价值。

方法

回顾性收集2017年9月至2022年11月经病理证实为增殖型（178例）及非增殖型HCC（378例）患者的术前Gd-EOB-DTPA增强MRI影像学资料及其临床病理资料。评估增殖型与非增殖型HCC的MRI影像学特征及其临床病理特征。采用多因素logistic回归分析确定增殖型HCC的独立预测因素，采用R软件构建列线图预测模型，通过受试者操作特征曲线（ROC）评价其诊断效能，绘制校准曲线、决策曲线（DCA）以评估列线图模型的校准性能和临床应用价值。通过约登指数选择最佳阈值以区分高风险和低风险，使用Kaplan-Meier生存曲线分析增殖型和非增殖型HCC的生存预后，并通过log-rank检验进行比较。计量资料采用独立样本 t检验或Mann-Whitney U检验。计数资料比较采用 χ²检验。

结果

增殖型与非增殖型HCC患者在甲胎蛋白（AFP）水平（χ²=17.244， P<0.001）、肿瘤形态（χ²=13.669，P<0.001）、瘤内脂肪变性（χ²=10.495， P=0.001）、动脉期瘤周异常强化（χ²=37.662，P<0.001）、肿瘤包膜（χ²=23.961，P<0.001）、瘤内坏死（χ²=77.184，P<0.001）、瘤内出血（χ²=4.892，P=0.027）、肝胆期瘤周低信号（χ²=47.675， P<0.001）、动脉期环形高强化（χ²=115.976，P<0.001）、瘤内动脉（χ²=15.528，P<0.001）、静脉内癌栓（χ²=10.532， P=0.001）方面的差异均有统计学意义。多因素logistic回归分析显示AFP＞200 μg/L（OR=0.640， P=0.044）、瘤内无脂肪变性（ OR=1.947，P=0.033）、瘤内坏死（OR=0.480，P=0.003）、肝胆期瘤周低信号（OR=0.432， P=0.001）、动脉期环形高强化（ OR=0.180， P<0.001）是术前诊断增殖型HCC的独立预测因素，基于独立预测因素建立术前预测增殖型HCC列线图模型；该模型预测增殖型HCC的ROC曲线下面积为0.772（95% CI：0.735～0.807），灵敏度为69.1%、特异度为75.4%。校准曲线、DCA曲线显示列线图模型的校准性能和临床适用性均较好。Kaplan-Meier曲线显示，增殖型HCC患者的肝切除术后预后生存率显著低于非增殖型（P<0.001），高风险组显著低于低风险组（P<0.001）。

结论

基于Gd-EOB-DTPA增强MRI影像学特征联合AFP＞200 μg/L构建的列线图模型可较准确地术前诊断增殖型HCC和预测其预后。

1.一般资料及方法：回顾性收集2017年9月至2022年11月经陆军军医大学第一附属医院病理证实为增殖型及非增殖型HCC患者的术前Gd-EOB-DTPA增强MRI影像学资料及其临床病理资料。纳入标准：（1）患者临床信息、实验室生物化学检查以及病理报告（包括病理学分型）详细、完整；（2）术前上腹部Gd-EOB-DTPA增强MRI检查与实验室检查时间间隔<7 d，且与手术时间间隔<1个月；（3）肝内病灶直径≤10 cm。排除标准：（1）患者术前上腹部Gd-EOB-DTPA增强MRI检查图像质量差，影响影像学特征提取；（2）患者既往接受过肝脏相关疾病治疗史，包括射频消融术、手术切除术、肝移植、经动脉插管化疗栓塞治疗等；（3）术前出现肝外转移。本研究经陆军军医大学第一附属医院医学伦理委员会批准［（B）KY2023107］。由于是回顾性研究，患者的知情同意可免除。

2. MRI检查方法：采用Siemens Trio Tim 3.0T（购自德国西门子公司），用12通道相控阵线圈完成扫描。平扫序列包括：T2加权成像（T2 weighted imaging，T2WI）T2WI、T1加权成像（T1 weighted imaging，T1WI）同反相位、弥散加权成像（diffusion weighted image，DWI）（b值为0、400、800 s/mm²）及磁敏感加权成像（susceptibility weighted imaging，SWI）。经肘静脉按0.1 ml/kg的剂量注射对比剂Gd-EOB-DTPA，注射速度为1.0 ml/s，在注射对比剂后行动脉期（15～20 s）、门静脉期（60～70 s）及移行期（180 s）扫描全肝组织。最终延时15 min嘱患者屏气行肝胆期扫描。扫描序列和参数详见 表1 。

3. MRI图像评估方法：MRI图像特征分析由1名中级职称和1名副主任医师职称放射科医师（分别具有5年和10年腹部诊断经验）采用盲法阅片并进行评估，如果遇到分歧则通过协商达成一致。观察指标包括临床病理特征和影像学特征。

（1）临床病理特征：包括性别、年龄、长期抗病毒治疗史、乙型肝炎表面抗原、国际标准化比值、总胆红素、白蛋白、碱性磷酸酶、丙氨酸转氨酶、天冬氨酸转氨酶、γ-谷氨酰转移酶、白细胞、中性粒细胞、淋巴细胞、血小板、AFP、微血管侵犯（microvascular invasion，MVI）。HCC组织形态亚型按世界卫生组织（World Health Organization，WHO）发布的第五版《消化系统肿瘤分类》进行分类 ［3 ，11］ ，CK19阳性表达定义为免疫组织化学检测≥5%的肿瘤细胞胞膜和/或胞质中呈阳性表达；将MTM-HCC、肉瘤样HCC、硬化型HCC及CK19阳性表达HCC归类于增殖型HCC，非增殖型HCC包括CK19阴性表达、透明细胞型、脂肪型、富含淋巴细胞型。MVI是指在显微镜下于内皮细胞衬覆的血管腔可发现癌细胞巢团 ［12］。

（2）影像学特征：1）肿瘤大小：轴位肝胆期图像上肿瘤最大层面最大长径；2）肿瘤形态：圆形或椭圆形病灶为肿瘤形态规则，而分叶状、棘状突起病灶为形态不规则；3）瘤内脂肪变性：反相位较同相位信号局灶性丢失；4）动脉期瘤周异常强化：增强扫描动脉期瘤周“条带状”或“火焰状”明显强化部分，门静脉期强化程度稍高于或等于正常肝实质；5）包膜完整：门静脉或过渡期瘤周环形高强化结构或肝胆期瘤周低信号环；6）瘤内坏死：肿瘤最大层面瘤内各期增强扫描均无强化区域≥20%；7）瘤内出血：T1WI序列瘤内高信号，而SWI序列呈低信号；8）瘤周卫星灶：主瘤灶周围<2 cm范围内出现子灶；9）肝胆期瘤周低信号：肝胆期瘤周“楔形”或“火焰状”稍低信号；10）动脉期环形高强化：动脉期病灶边缘不规则环形强化高于肝实质；11）瘤内动脉：肿瘤内部持续存在的强化动脉；12）静脉内癌栓：静脉腔内明确强化的软组织影。

4. 术后患者随访：所有患者在手术切除后每3～6个月随访1次，并进行至少一种影像学检查（上腹部增强CT、Gd-EOB-DTPA增强MRI或超声造影）；所有患者随访至复发或最后一次复查的日期，随访截止日期为2024年2月1日。从手术到复发的时间定义为无病生存期；复发定义为出现典型的影像学特征（动脉期非环形高强化、门静脉期或延迟期非环形廓清） ［13］ 。

5. 统计学分析：应用SPSS 26.0和MedCal 20.022统计软件进行分析。连续变量的正态性检验采用Kolmogorov-Smirnov检验。正态分布且方差齐性计量资料以 x¯ ± s表示，组间比较采用独立样本 t检验；偏态分布的计量资料以 M（ P₂₅， P₇₅）表示，组间比较采用Mann-Whitney U检验。χ²检验用于比较两组间分类变量的差异性。多因素logistic回归分析确定增殖型HCC的独立预测因素。采用R 4.2.2软件构建列线图预测模型，通过校准曲线评估模型的校准度，通过决策曲线分析（decision curve analysis，DCA）来评估列线图模型的临床应用价值，通过受试者操作特征曲线（receiver operating characteristic curve，ROC）评价指标的诊断价值，通过计算约登指数选择最佳阈值，划分高风险和低风险。使用Kaplan-Meier生存曲线分析增殖型和非增殖型HCC的生存预后，并通过log-rank检验进行比较。以 P<0.05表示差异有统计学意义。

1.一般资料：共556例HCC患者符合上述标准，包括增殖型HCC 178例，其中MTM-HCC 156例，CK19阳性表达20例，硬化型2例；非增殖型HCC 378例，其中CK19阴性表达363例，透明细胞型12例，脂肪型2例，富含淋巴细胞型1例。

2.增殖型和非增殖型HCC临床病理资料对比：增殖型HCC、非增殖型HCC两组患者AFP水平、MVI差异有统计学意义（P<0.05）；其余指标差异均无统计学意义（P＞0.05）。见 表2。

3.增殖型和非增殖型HCC的影像学特征对比：增殖型与非增殖型HCC患者组，在肿瘤形态、瘤内脂肪变性、动脉期瘤周异常强化、肿瘤包膜、瘤内坏死、瘤内出血、肝胆期瘤周低信号、动脉期环形高强化、瘤内动脉、静脉内癌栓方面的差异均有统计学意义（P值均<0.05）；两组间病灶大小、瘤周卫星灶的差异无统计学意义（P值均＞0.05）。见 表3 。

4.多因素logistic回归分析和诊断效能评价：多因素 logistic回归分析显示AFP＞200 μg/L、瘤内无脂肪变性、瘤内坏死、肝胆期瘤周低信号、动脉期环形高强化是增殖型HCC的独立预测因素（ 表4 ），典型病例的影像学特征见 图1 。基于上述独立预测因素，建立了术前预测增殖型HCC列线图模型（ 图2A ），每一个独立预测因素得分相加的总和，可以用于预测增殖型HCC的概率。列线图模型预测增殖型HCC的ROC曲线下面积（area under curve，AUC）为0.772（95% CI：0.735～0.807），灵敏度为 69.1%，特异度为75.4%（ 图2B ）。校准曲线（ 图2C ）显示，列线图模型预测的增殖型和实际增殖型HCC的一致性良好。DCA曲线（基于临床净获益和阈值概率）显示，列线图模型在合理阈值概率中都有临床净获益（ 图2D ）。

5.生存分析：556例患者均获得随访资料，中位随访时间1 089 d。发生复发者有168例（168/556，30.2%），其中增殖型HCC复发者70例（70/178，39.3%），非增殖型HCC 98例（98/378，26.9%）；未复发者有388例（388/556，69.8%），增殖型HCC未复发者108例（108/178，60.7%），非增殖型HCC未复发者280例（280/378，74.1%）。Kaplan-Meier曲线表明，增殖型HCC患者在肝切除后预后生存率显著低于非增殖型HCC患者（1年：66.8%与83.6%；2年：43.5%与64.1%，log-rank P<0.001），见 图3A 。根据列线图预测模型最佳截断值划分的高风险和低风险组，Kaplan-Meier曲线显示高风险组在肝切除后预后生存率显著低于低风险组（log-rank P<0.001），见 图3B 。

目前，越来越多的学者发现，术前无创性识别增殖型HCC对患者的诊疗及预后具有重要价值。Gd-EOB-DTPA增强MRI对HCC诊断有其独特优势 ［14］ ，已成为HCC诊疗指南常规筛查手段，目前国内尚鲜见学者用其对增殖型HCC术前无创性影像学特征的预测模型进行探讨。本研究采用Gd-EOB-DTPA增强MRI的不同影像学征象和临床指标对术前诊断增殖型HCC的价值进行评估。结果显示AFP＞200 μg/L、瘤内无脂肪变性、瘤内坏死、肝胆期瘤周低信号和动脉期环形高强化是诊断增殖型HCC的独立预测因素，建立的列线图模型可较准确地术前诊断增殖型HCC（AUC=0.772），并且可对独立预测因素的危险程度量化评分以及增殖型HCC风险进行分层，该模型在临床上具有一定适用性，有助于临床医师制订个性化的诊疗决策并改善患者预后。

一、Gd-EOB-DTPA增强MRI影像学特征分析

本研究结果显示动脉期环形高强化是增殖型HCC的独立预测因素，这与先前的研究结果一致 ［6, 7］ 。动脉期环形高强化并不是HCC的典型影像学特征，在肝脏影像报告与数据系统中，也被认为是靶样征象，归类为LR-M ［15］ ，常见于混合型HCC或肝内胆管细胞癌，研究发现动脉期环形高强化特征常见于高侵袭性HCC亚型 ［16,17］ 。Rhee等 ［18］ 发现具有环形高强化的HCC表达较高的碳酸酐酶Ⅸ和上皮细胞黏附分子水平，这两种物质分别是缺氧和HCC干细胞相关标志物，组织学分析显示瘤内存在丰富的纤维基质，这些纤维基质可能会阻碍HCC在动脉期的整体强化，这些改变均与动脉期环形高强化征象高度相关。此外，本研究结果还显示瘤内坏死是诊断增殖型HCC的一个重要影像学特征，与之前多项研究 ［10 ，19 , 20］ 发现一致。MULÉ等 ［10］ 报道瘤内坏死高度提示MTM-HCC（特异度93%）。在本研究中，纳入的增殖型HCC中包含156例MTM-HCC（156/178，87.6%），其特征性组织病理学表现为缺氧微环境和大量坏死，这与其缺氧相关基因表达高度相关，主要包括碳酸酐酶Ⅸ和血管内皮生长因子A（vascular endothelial growth factor A，VEGFA） ［21］ 。碳酸酐酶Ⅸ过度表达可能会导致肿瘤组织内部的酸化，加剧了局部环境的恶化，促进了细胞凋亡和坏死的发生；而VEGFA促进新血管的形成，但这些新生血管的结构不规则，功能不完善，造成了局部的血流不畅，导致肿瘤组织部分缺氧，最终导致瘤内坏死的形成。

本研究结果显示非增殖型HCC相较于增殖型更容易出现瘤内脂肪变性，且瘤内无脂肪变性是诊断增殖型HCC的独立预测因素，这一结果与李晓明等［19］的研究结果一致。然而，也有其他研究用增强CT发现瘤内脂肪变性在增殖型与非增殖型HCC组之间没有明显差异［7］。相比之下，MRI对瘤内脂肪变性的检测率明显更高，尤其是化学位移成像已被认为是脂肪定量的准确方法。另外，一些研究发现，瘤内脂肪含量升高提示肿瘤分化程度更高、预后更好 ［22-23］ 。这可能与脂肪组织代谢产物脂联素有关 ［24］ ，脂联素对HCC的生长存在抑制作用 ［22］ 。本研究结果还显示，肝胆期瘤周低信号也是预测增殖型HCC的重要影像学特征，之前的研究已发现肝胆期瘤周低信号是预测MVI阳性的重要征象 ［25,26］ ，但尚未见相关研究探讨其与增殖型HCC的关联。其机制可能是由于增殖型HCC肿瘤周围正常肝细胞功能受损，门静脉小分支受侵，影响有机阴离子转运肽和多耐药相关蛋白的表达，从而导致了瘤周肝细胞对Gd-EOB-DTPA的摄取减少 ［26］ 。

二、临床病理学特征分析

血清AFP水平已成为目前诊断HCC和监测疗效的常用且重要的指标，是我国HCC筛查的首选手段之一。本研究结果显示，增殖型HCC更容易表现出高水平的AFP及MVI阳性，这与既往研究结果 ［6,7］ 一致，AFP水平高负荷、MVI阳性与肿瘤高侵袭性生物学行为及不良预后密切相关 ［27 , 28 , 29］ 。此外，本研究结果还显示AFP具有促进HCC肿瘤细胞增殖、抑制肝细胞凋亡的作用，当其阈值为200 μg/L时，对HCC的诊断具有较好的特异性和敏感性 ［30］ ，有学者发现当AFP＞200 μg/L是HCC发生MVI阳性、预后不良的重要生物学标志物 ［31］ 。本研究中多因素分析显示临床指标中仅AFP＞200 ng/ml是增殖型HCC的独立预测因素，这与Bao等 ［7］ 的研究结果一致。

三、列线图模型预测价值及预后评估

本研究采用列线图方法评估了Gd-EOB-DTPA增强MRI的多种影像学征象和临床指标对增殖型HCC的预测能力，结果表明列线图模型评分系统可以更直观地显示各预测因素的危险程度，具有较高的预测性能（AUC=0.772）和临床应用前景。在本研究中，列线图模型包括AFP＞200 μg/L、瘤内脂肪变性、瘤内坏死、肝胆期瘤周低信号和动脉期环形高强化五个独立预测因素。先前的研究已指出，这些特征可以提示肿瘤不良生物学行为和预后 ［32 , 33 , 34］ 。动脉期环形高强化在模型中分值最高，提示该征象诊断增殖型HCC具有重要性，研究发现 ［6］ 该征象高度提示肿瘤恶性程度高、分化差，与HCC根治性切除后早期复发率增加和预后不良有关。本研究首次用列线图方法来预测增殖型HCC患者的无病生存期，结果显示列线图模型预测的高、低风险组，在预后生存率方面存在明显差异，表明增殖型HCC预测模型可以为患者提供有效的风险分层和预后预测，与病理在预后评估方面表现出类似的价值。之前的研究 ［6］ 已发现增殖型HCC是术后总体生存率低、肝内外转移的独立危险因素。

四、不足与展望

本研究具有以下局限性：（1）本研究为单中心回顾性研究，后续我们计划进一步多中心前瞻性研究，以获得更高水平的临床应用模型；（2）本研究仅纳入手术切除后的单个HCC病灶，可能存在一定选择偏倚；（3）本研究纳入的病例大部分有乙型肝炎病毒感染病史，后期将考虑纳入更多其他肝病背景的HCC患者。

综上所述，基于Gd-EOB-DTPA增强MRI检查影像学特征联合AFP＞200 μg/L构建的列线图预测模型可较准确地术前诊断增殖型HCC和预测其预后，帮助临床医师制定个性化的诊疗方案以及改善患者预后。

版权声明