胶质瘤是中枢神经系统中最常见的原发性脑肿瘤，与高残疾率和高死亡率有关。胶质瘤患者的总体存活率很低，即使在手术切除后再进行辅助放射化学治疗也是如此。IV级胶质母细胞瘤（GBM）患者的预后特别差，中位生存期仅为15个月。

世界卫生组织（WHO）的肿瘤分级一直被作为判断胶质瘤恶性程度的首要标准。然而，这种传统的分类方案由于观察者之间的显著差异性和预后预测的不精确而受到挑战。多项研究表明，IDH突变（IDH-mut）和染色体1p/19q编码缺失是呈现在整个肿瘤中的关键致癌事件，并提示无进展生存率的明显提高。

现阶段，使用无创磁共振成像（MRI）预测胶质瘤的等级和分子特征是一项越来越被临床所关注的方面。化学交换饱和转移（CEST）技术是绘制胶质瘤内代谢物分布图的一个有价值的影像学工具，它对半固体大分子和多种代谢物（包括蛋白质、肽和肌酸）都有很好的对比作用。然而，基于磁化转移不对称性分析的CEST定量忽略了一些混杂因素，包括内在的半固体磁化转移（MT）不对称性，以及下场中继的核奥弗尔效应（NOE）信号。为了改善CEST的量化，最近提出了具有多个洛伦兹函数的Z谱拟合方法，以单独量化每个Z谱因素。Z谱的五个因素包括水的直接饱和（DSW）、半固体MT效应、APT效应、NOE效应和+2ppm峰值（CEST@2ppm）模式。据我们所知，目前还没有对临床胶质瘤的所有五个成分进行综合量化以同时区分胶质瘤的关键分层风险的相关研究。

近日，发表在European Radiology杂志的一项研究探讨了拟合的Z谱对比图及其组合在同时预测胶质瘤等级、IDH基因型和1p/19q编码断裂状态方面的能力，为无创评估胶质瘤的分子亚型及患者预后提供了影像学支持。

本研究回顾性地纳入113名胶质瘤患者。对Z谱的多种对比，包括水的直接饱和（DSW）、半固体MT效应、APT效应、NOE效应和+2ppm峰值（CEST@2ppm）模式，并用五个单独的洛伦兹函数拟合。根据三个最重要的风险分层：肿瘤等级、IDH基因型和1p/19q编码缺失状态，对Z谱对比进行了比较。同时进一步研究了IDH突变胶质瘤内1p/19q编码缺失状态的鉴别。使用受试者工作特征（ROC）分析对单个Z-光谱对比及其组合的分层性能进行了量化。 

DSW在等级、IDH基因型和1p/19q编码缺失状态下有明显差异。APT与等级和IDH突变有显著差异，但与1p/19q亚型无差异。CEST@2ppm仅与1p/19q编码缺失亚型有明显差异。DSW和CEST@2ppm是能够区分IDH突变胶质瘤中1p/19q编码断裂亚型的两种Z谱对比。使用ROC分析区分胶质瘤等级时，DSW达到最大的AUC。对于区分IDH基因型，DSW和APT取得了相似的AUC。DSW是区分所有患者和IDH突变患者的1p/19q编码状态的最佳指标。结合所有的Z谱对比度提高了所有风险分层的敏感性和特异性。 

图 拟合Z谱参数及其组合模型在区分胶质瘤亚型中的ROC曲线分析。

本研究证明了拟合多种Z谱MRI成分的可行性，包括APT、CEST@2ppm、NOE、MTR和DSW，并可进行区分LGG与GBMs、IDH基因型和1p/19q编码缺失状态的鉴别。综合模型进一步提高了分层的敏感性和特异性。本研究表明，Z谱核磁共振可作为胶质瘤风险评估、手术前计划、预测预后和治疗监测的非侵入性影像学工具。

原文出处：

Changliang Su,Shijie Xu,Danlin Lin,et al.Multi-parametric Z-spectral MRI may have a good performance for glioma stratification in clinical patients.DOI:10.1007/s00330-021-08175-3