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文章编号：1009-5519（2008）13-1984-03 中图分类号：R73 文献标识码：A 前列腺癌是老年男性的常见恶性肿瘤之一。常规磁共振成像能较好地显示前列腺病变，但其在前列腺疾病的临床应用中存在一些问题，部分病例对良性前列腺增生与前列腺癌的鉴别有一定困难。此外前列腺癌体积较小、多灶性及不同病灶具有不同的恶性发展潜力等特点会影响前列腺特异性抗原（prostate-specific antigen，PSA）、直肠指诊、经直肠超声（transrectal ultrasound，TRUS）引导穿刺活检等检查手段的评估。
磁共振波谱(Magnetic resonance spectroscopy，MRS)通过观察体内的代谢物质显示病变，与信号的对比无关，能够无创伤地反映活体代谢变化，可在很大程度上弥补常规MRI的不足。
1 MRS原理和方法
MRS形成的原理包括化学位移现象和J－耦合两种物理现象，前者是MRS的理论基础。在均匀磁场中，由于原子核周围电子云的结构、分布和运动状态不同，产生的屏蔽作用不同，原子核周围的磁场强度会发生细微的改变，不同化合物的相同原子核共振频率会出现差异，这种现象称为化学位移现象。波谱的某一窄波的峰下面积与共振核的数目成正比，反映化合物的浓度。MRS要求外加磁场非常均匀。MRS定位技术常用的方法有点分辨波谱（point resolved spectroscopy，PRESS）和激励回波采集模式(stimulated echo-acquisition method，STEAM)技术，以PRESS应用较广。MRS主要采集人体内除水和脂肪外的其他化合物原子核中1H或31P等的MR信号，因此需行水和脂肪抑制技术，目前氢质子磁共振波谱应用较为普遍。将MRS的信号变化标记到MRI图像上，称为MRS成像（MRS imaging，MRSI）。
2 前列腺MRS技术进展
高分辨率MRI检查时，采用体线圈激发，经直肠内线圈（endo-rectal coil，ERC）及相控阵线圈（phased array coil）接收信号，可获得高信噪比、高分辨率的图像；而MRS采用体线圈激发，ERC单独接收信号，明显提高了对代谢物的敏感性。 与早期的单体素采集相比，高场强MR的使用，3D-MRSI(three-dimensional MR spectroscopic imaging)可一次采集多层组织多个体素的代谢谱线，体素可小至0.24 cm3[1]，可提高空间分辨率，缩短检查时间，并且可以和MRI图像叠加以直观地显示病灶。
3 前列腺解剖分区及前列腺病变的起源
组织学上前列腺可分为4个不同的区域，分别为前基质纤维区（anterior fibromuscular stroma）、移行区(transition zone)、中央区(central zone)和外周区(peripheral zone)。组织学上外周区腺体成分多，腺上皮细胞疏松，基质和平滑肌成分很少；中央区腺上皮细胞较紧密，基质和平滑肌成分较多；移行区组织结构与外周区类似，但基质和平滑肌成分较多；前基质纤维区为纤维和肌肉成分，无腺体结构。T2WI上前列腺可分为2部分，即外周带（即组织学的外周区）和中央带（包括组织学的前基质纤维区、移行区和中央区）。一般认为，前列腺癌70％源于外周区、10％起源于中央区，剩下20％源于移行区。而良性前列腺增生95％源于移行区，其余则源于尿道周围腺体组织，而不会发生于外周区和中央区。
4 前列腺MRS检测的代谢物
4.1 枸橼酸盐（Citrate，Cit）在3种代谢物中最为重要，是前列腺波谱检查的基础。Cit是精液的主要成分。正常前列腺上皮细胞能分泌并蓄积大量的枸橼酸，其细胞内浓度是其他软组织的100倍。通常，前列腺中央带枸橼酸浓度低于周围带。当前列腺上皮细胞构型或功能改变时，枸橼酸的浓度将发生变化。其在谱线上位于2.6 ppm处。
4.2 胆碱复合物（Choline， Cho）Cho峰位于3.25 10-6处，包括胆碱、磷酸胆碱、甘油磷酸胆碱、磷酸乙醇氨等物质，是细胞膜代谢的标志。
4.3 肌酸（Creatine，Cre）Cre峰位于3.05 10-6处，包括肌酸和磷酸肌酸，参与体内的能量代谢。Cre是前列腺波谱3种代谢物中共振峰最小的代谢物，有时可不明显。与Cho峰部分重叠，不易分离，因此往往合并计算。文献报道在正常前列腺组织、前列腺癌和良性前列腺增生中无明显差异[2]。
5 前列腺MRS代谢变化与病理基础
5.1 正常前列腺：正常前列腺MRS的代谢特点是在2.6 10-6附近可见到显著的Cit峰，其峰值高于Cho和Cre。原因是正常前列腺腺体细胞独特的线粒体和胞质转运能合成Cit，而细胞内高浓度的Zn+导致顺乌头酸酶的活性降低，三羧酸循环中的Cit氧化受限。因此前列腺分泌液中含有极高浓度的Cit，约为血浆的240~1 300倍[3]。由于正常前列腺外周带含有较多的腺管，因此其Cit水平显著高于腺管较少的中央带。
5.2 前列腺癌(prostate cancer，PC)：病理上前列腺癌表现为异型的肿瘤细胞增多、细胞核大，核仁明显和不同程度地丧失形成正常腺管的能力，堆积的恶性上皮细胞取代了正常的腺泡和导管形态。Cit下降的原因有两方面：一是前列腺癌细胞不同程度减少或丧失了产生和分泌Cit的能力，Cit净产生量减少；二是无法分化形成能浓缩和储存高浓度Cit的腺管，Cit的浓缩和储存能力下降。两种因素作用的结果是在前列腺癌组织内Cit的浓度很低。Cho化合物与细胞膜的合成与降解有关，Cho升高是前列腺癌的MRS代谢变化的又一特征。前列腺癌Cho升高的原因：（1）细胞增生率增加导致胞浆内Cho复合物水平升高；（2）前列腺癌患者细胞密度增加，占据正常的腺管充填区域；（3）磷脂膜构成的改变。
5.3 良性前列腺增生（benign prostate hyperplasia，BPH）：前列腺增生发病率随年龄增长而增加。根据增生结节的成分大致可将BPH 分为2种类型：腺体增生为主型(glandular BPH，gBPH)和基质增生为主型(stromal BPH，sBPH)。Kurhanewicz等[4]研究者认为gBPH的Cit水平较高，接近正常外周带，(Cho+Cre)/Cit比值也与正常外周带相似；而sBPH组织所含腺体和腺管较少，Cit水平较低，(Cho+Cre)/Cit比值升高，与前列腺癌更为接近。一般认为BPH组织增殖速率加快，Cho可有小幅上升。
6 MRS在前列腺癌鉴别诊断中的价值及局限性
6.1 鉴别诊断定量标准：在进行代谢水平定量分析时，由于检查条件的不同（如线圈的位置、前列腺的大小、设备因素等）可在一定程度上影响波谱中代谢物的信号强度，因此，不能直接比较不同个体之间的波谱，应先标准化。而比较不同个体间前列腺代谢产物的差别通常用（Cho+Cre）/Cit值。国外研究结果认为：正常和增生的前列腺组织（Cho+Cre）/Cit值约为0.6，而前列腺癌该比值约为2.1，二者有显著性差异[5]。国内研究结果发现，正常和增生的前列腺（Cho+Cre）/Cit值小，分别为（0.51±0.17）和0.60±0.21；而前列腺癌的比值较大，为（1.98±0.95）[6]，与国外报道相似。 但不同研究的结果显示前列腺癌与良性前列腺增生等非肿瘤性病变的（Cho＋Cre）/Cit比值可有一定的重叠。目前前列腺的诊断标准多采用（Cho＋Cre）/Cit>正常值＋3倍标准差为阈值，Kurhanewicz等[4]研究认为正常前列腺组织、BPH组织的Cho+Cre/Cit比值0.86（>3SD），比值在0.75和0.86之间为可疑前列腺癌。国内王霄英等[7]通过对前列腺癌21例、良性前列腺增生23例和正常老年志愿者17例以六分区的方法进行MRS定量分析，认为以CC/C>0.99为诊断前列腺癌的标准鉴别中国人前列腺外周带的前列腺癌和非癌组织有较高的特异性和准确性。但上述标准主要适用于发生在外周带的癌，而且样本量不够大。前列腺癌有25%～30%的可能性发生在中央带，对于这部分癌该标准的适用性有待商榷，特别是存在sBPH的情况下，两者的重叠更为明显，如何确定一个适用于中央带的诊断标准有待于进一步研究。
6.2 解剖区域和年龄的影响：大多数前列腺病变有显著的分区分布特点。周良平[8]等通过对27例正常前列腺进行MRS定量分析，认为前列腺不同解剖区域和年龄段的正常代谢水平有一定的差异，即外周带的（Cho＋Cre）/Cit比值低于中央带，中老年外周带和中央带的（Cho＋Cre）/Cit比值较青年组减低。有作者[9]认为外周带的Cit 和Cho浓度随年龄增长改变不明显，(Cho+Cre)/Cit的比值无显著变化；而中央带因有不同程度的良性增生，Cit浓度有增高，则(Cho+Cre)/Cit的比值减小。但也有文献报道随年龄的增长，外周带Cit的水平逐渐增高，可能与外周带的腺管扩张有关，则(Cho+Cre)/Cit的比值降低，而中央带Cit浓度相对不变，Cho有小幅上升，则(Cho+Cre)/Cit的比值增高，介于正常外周带和前列腺癌之间。
6.3 与内分泌物质的相关性：李飞宇等[10]研究表明（Cho＋Cre）/Cit比值较低的良性前列腺增生患者往往伴有较高的PSAD，通过两者结合提高前列腺疾病诊断的准确性。
6.4 MRS在前列腺癌分级中的价值：MRSI还有助于对前列腺癌的侵袭力的判断，据此可评价肿瘤的危险性，指导临床选择适当的治疗方式。Cho的升高幅度可有效预测Gleason评分，其浓度在高级别的前列腺癌（Gleason7＋8）中明显高于低级别的[11]。Casciani等[12]通过对37例前列腺癌病例的研究发现，Cho浓度的升高见于Gleason评分较高（18例）和Gleason评分较低者（19例）；而Cit减少或缺失仅见于Gleason评分较高者，Gleason评分较低的Cit均正常。
6.5 MRS在前列腺癌鉴别诊断中存在的问题：3D－MRSI与MRI结合较MRI单独应用时有更高的敏感性和特异性[13]，有助于前列腺癌的诊断，但MRS有其局限性。病灶较小时MRS的敏感性可能会降低。另外，MRS诊断的特异性有待提高。中国人前列腺癌的MRS诊断标准尚需行大样本研究。前列腺癌和前列腺增生的(Cho+Cre)/Cit比值有部分重叠，单靠MRS诊断有一定困难。
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收稿日期：2008-02-14
