European Radiology：体素内非相干运动衍生的直方图分析定量评价直肠癌的肿瘤萌芽和预后分层

直肠癌（RC）是癌症相关死亡的主要原因之一，约占结直肠癌总发病率的 35%。直肠癌患者的治疗和预后评估主要依据 TNM 分期来确定肿瘤分期。然而，处于相同肿瘤分期的患者，其治疗反应和临床结局可能存在显著差异。因此，探索新的生物标志物以更好地对直肠癌患者进行分层并进一步预测结局尤为重要。

肿瘤出芽（TB）的特征是在肿瘤浸润前沿存在孤立的单个肿瘤细胞或最多由四个肿瘤细胞组成的细胞簇，已证实其与肿瘤的上皮 - 间质转化过程相关。2016 年，国际肿瘤出芽共识会议（ITBCC）建议将其纳入直肠癌病理报告的指南和分期系统中。根据出芽数量，肿瘤出芽分为三个等级：低级别出芽（Bd 1），出芽数为 0 至 4 个；中级别出芽（Bd 2），出芽数为 5 至 9 个；高级别出芽（Bd 3），出芽数≥10 个（在 20 倍视野下，对应面积为 0.785 平方毫米）。高级别肿瘤出芽与不良的临床病理特征相关，包括更高的 TNM 分期、淋巴结转移和远处转移。此外，高级别肿瘤出芽已被证实是直肠癌患者的一个独立不良预后因素。一些研究报道称，高级别肿瘤出芽是 II 期直肠癌患者辅助化疗的一个指征。在治疗评估方面，少数研究表明，高级别肿瘤出芽是局部晚期直肠癌患者对新辅助放化疗反应不佳的一个重要标志。因此，早期检测肿瘤出芽等级有助于风险分层和个体化治疗。然而，肿瘤出芽评估通常在术后切除标本中进行。所以，一种无创的术前评估方法对于预测肿瘤出芽等级至关重要。

磁共振成像（MRI）凭借其出色的软组织对比度和功能评估能力，在直肠癌的分期和再分期中起着关键作用。先前的研究基于多参数 MRI（如 T2 加权成像和对比增强 T1 加权成像）开发了一些模型用于术前评估肿瘤出芽，并为放射组学的应用前景提供了思路。然而，T2 加权成像可能无法准确区分肿瘤组织与其他成分，如纤维化和水肿。此外，对比增强 T1 加权成像需要使用外源性含钆造影剂，这不仅成本高，还可能引发过敏反应和肾源性系统纤维化，限制了对比增强 T1 加权成像的临床应用。弥散加权成像（DWI）可以通过描述病变中水分子的扩散情况，在不使用外源性造影剂的情况下提供有关肿瘤微环境的额外信息。受限扩散的水分子可以通过表观弥散系数（ADC）值进行定量评估，ADC 值是通过对两个或多个 b 值的 DWI 图像（通常在 b = 0 和 1000 之间）进行单指数拟合计算得出的。然而，先前的研究关于 ADC 值与预后因素的关系得出了不一致的结果。这些相互矛盾的结论可能归因于传统 DWI 在使用单指数拟合时无法区分灌注效应和真正的扩散。为了克服传统 DWI 的技术局限，勒比昂等人提出了体素内不相干运动（IVIM）模型，该模型可以将血液灌注与水分子的真正扩散区分开来。在低 b 值（b < 200）时，信号衰减会偏离传统 DWI 的直线拟合，因为它不仅受组织扩散的影响，还受微血管灌注效应的影响。IVIM 模型不采用单指数拟合，而是通过多个 b 值采样和双指数曲线拟合分析分别估计组织灌注和扩散成分。因此，IVIM 模型的潜在优势在于，除了细胞密度外，它还能提供与组织微循环和灌注相关的参数，与传统 DWI 相比，可能能更好地反映肿瘤的异质性。先前的研究已将 IVIM 模型应用于预测直肠癌患者的预后标志物，如壁外血管侵犯、神经周围侵犯和 KARS 状态，这显示了 IVIM 模型在描述肿瘤微环境方面的优势。最近，直方图分析也被广泛应用于深入了解肿瘤的复杂结构。然而，据我们所知，尚未有基于直方图分析使用 IVIM 模型评估直肠癌患者肿瘤出芽等级的报道。

最近，发表在European Radiology 上的一篇文章探讨了体素内不相干运动（IVIM）在直肠癌（RC）患者的肿瘤出芽（TB）定量评估和预后分层中的价值。

本研究纳入了 2022 年 1 月至 2023 年 4 月期间接受 IVIM 检查，并在 2 周内接受手术治疗的 189 例直肠癌患者（训练集 148 例，验证集 41 例）。采用苏木精 - 伊红染色法对肿瘤出芽进行评分。通过双指数拟合和直方图分析，在磁共振成像（MRI）图像上计算 IVIM 指标。分析低 - 中级出芽（Bd 1 + 2）与高级出芽（Bd 3）之间 IVIM 直方图指标的差异。使用多因素逻辑回归分析构建联合模型。通过受试者工作特征曲线下面积（AUC）评估 IVIM 直方图指标和联合模型的诊断性能。采用 Kaplan-Meier 分析评估患者的无病生存率和总生存率。

多因素逻辑分析显示，D_25 百分位数、D_75 百分位数、D_90 百分位数和 D_95 百分位数是高级出芽（Bd 3）的独立预测因子（所有 P 值均小于 0.05）。纳入这四个因素的联合模型具有最佳的诊断性能，在训练集中的 AUC、敏感性和特异性分别为 0.852、73.02% 和 82.35%，在验证集中分别为 0.856、75.00% 和 86.21%。此外，联合模型的评分与较差的 2 年总生存率显著相关（风险比 6.804，95% 置信区间 2.214 至 20.909，P = 0.001）。

 表 单变量分析和多变量分析，以区分训练集中的Bd（1 + 2）和Bd3

本项研究表明，IVIM 直方图指标能够区分不同的肿瘤出芽等级，可作为一种术前风险分层工具。

原文出处：

Ao Yang,Xin Zhang,Peng Zhou,et al.Intravoxel incoherent motion-derived histogram analysis for quantitative evaluation of tumor budding and prognostic stratification in rectal cancer.DOI:10.1007/s00330-025-11612-2