腦膠質瘤是最常見的原發性腦腫瘤，常彌漫性侵及周圍正常的腦組織，對放、化療不敏感。氫質子磁共振波譜成像(proton magnetic resonancespectroscopy，1H-MRS)是目前能無創性地檢測人體組織代謝、生化改變及化合物定量分析的醫學影像技術，可檢測多種微量代謝物。1H-MRS應用探測到的化學位移現象分析組織分子結構，直觀顯示正常腦組織和顱內腫瘤組織生化及代謝變化。研究表明，1 H-MRS在腦膠質瘤的鑒別診斷、分級診斷、腫瘤浸潤範圍評估等方麵均具有重要意義。本文就1HMRS各代謝物的意義及其在腦膠質瘤診斷中的應用進行綜述。
1.1H-MRS 各代謝物的生物學意義
1.1 膽堿(choline，Cho)
Cho峰位於3.20 ppm處，包含磷酸膽堿、磷脂酰膽堿和磷酸甘油膽堿等。Cho是合成細胞膜磷脂的重要原料，同時也是體內甲基的主要供體，參與細胞膜的合成和分解代謝。Cho的大小反映細胞膜的轉換速率。
1.2 N-乙酰天門冬氨酸(N-acetyl aspartate，NAA)
NAA峰位於2.02 ppm 處。NAA的作用包括神經元滲透調節和軸突-神經膠質信號傳遞，同時可能參與腦氮平衡。NAA含量減少提示神經元和軸突的喪失或活性的降低。在正常腦組織的1H-MRS 中，NAA峰通常是最高的波峰。
1.3 肌酸(creatine，Cr)
Cr 共振峰可見於3.0 ppm 和3.194 ppm 處，在腦內含量比較穩定，通常被用作其他代謝物的基礎參照值。但在腫瘤、感染、壞死、缺氧等多種環境下，仍會不同程度地下降，以Cr為參照物對1H-MRS反映的代謝物的比值進行分析時，常常需要綜合分析多個因素的影響。
1.4 乳酸(lactate，Lac)
Lac 有兩個峰，分別位於1.33 ppm和4.1 ppm處。正常腦組織1H-MRS中，幾乎沒有Lac峰。Lac是在無氧糖酵解條件下產生的，通常與缺氧和高血糖等病理條件相關。腦腫瘤組織Lac積累是由糖酵解增加引起的，與腫瘤實質灌注不足時出現的缺血性改變及壞死發生率相關。
1.5 脂質(lipids，Lip)
Lip峰由位於0.8~1.3 ppm，是細胞膜中大分子，在正常腦組織髓鞘中也存在。當腦組織在腦腫瘤生長期間發生損傷或髓鞘破壞時，Lip大分子便轉化為可移動的Lip。Lip峰的出現，與Ⅳ級膠質瘤具有相關性。
1.6 肌醇(myo-inositol，mI)
mI 峰位於3.56 ppm 和4.06 ppm處。mI存在於星形膠質細胞中，維持細胞容積和滲透壓。同時，當髓鞘發生退變時，也可以產生mI。
1.7 穀氨酰胺和穀氨酸(glutamine and glutamate，Glx)
Glx峰位於2.1至2.55 ppm。Glx是腦內氨的主要攝取途徑。
2.1H-MRS 在腦膠質瘤診斷中的應用
2.1 1H-MRS可用於膠質瘤同其他顱內病變的鑒別
Wang等進行meta分析，納入7個研究，261例病人，結果顯示1H-MRS鑒別高級別膠質瘤與轉移瘤的靈敏度、特異度分別為85%(95% CI：0.79~0.90)和84%(95% CI：0.75~0.90);此外，Cho/NAA比值曲線下麵積明顯高於Cho/Cr比值，提示Cho/NAA比值可提高診斷的準確性。
2.2 1H-MRS能夠幫助判斷膠質瘤細胞的浸潤範圍
膠質瘤常呈彌漫性侵襲，沒有十分明確的邊界。膠質瘤迅速生長時，腫瘤細胞有絲分裂異常活躍，細胞總數及細胞膜轉化增多，Cho含量增多，會出現增高的Cho峰。同時，受損神經元功能失常，可見降低的NAA峰。由於腫瘤組織Cho升高，NAA下降，而Cr基本不變，因此Cho/NAA、Cho/Cr、NAA/Cr等比值可反映瘤體及其周圍水腫組織中化合物含量的變化。Cho-NAA 指數(Cho-NAA index，CNI)用於評估體素內Cho/NAA 比值偏離正常腦平均值的程度。Zhang等將CNI與導航係統融合，沿CNI提示的代謝邊界切除腫瘤，術後隨訪1年，8例低級別膠質瘤及7例高級別膠質瘤均未發現腫瘤複發。
2.3 1H-MRS用於區分膠質瘤的級別
不同級別膠質瘤的治療理念不同，準確判斷膠質瘤的級別及惡性程度，對製定治療方案和評估預後都非常重要。Zeng等發現，當Cho/Cr比值為2.04時，鑒別低、高級別膠質瘤的敏感度和特異度分別為84%、83%;為2.20時，敏感度和特異度分別為88%、66.67%。Nakamura等發現Lac峰有助於排除Ⅱ級腫瘤，Lac/Lip組合峰或清晰的Lip峰可能極大地提示Ⅳ級腫瘤。
2.4 1H-MRS能夠鑒別腫瘤複發與假性進展
膠質瘤彌漫性生長的特點，決定了手術很難完全切除病灶，術後複發率高，尤其是高級別膠質瘤。假性進展被認為是正常腦組織對術後放療的反應，也有人稱之為放射性壞死。臨床上，放射性壞死區與膠質瘤複發的鑒別仍然是一個巨大的挑戰。1H-MRS被認為是最適合的檢查手段，現被廣泛用於評估腫瘤複發和假性進展。Ando等發現Cho/Cr比值為1.5時，診斷膠質瘤複發的敏感度為64%(95% CI：35%~87%)，特異度為83%(95% CI：36%~100%)。Traber等研究表明Cho峰值較健側組織增加50%以上，區分複發和假性進展的敏感度為72%(95% CI：53%~86%)，特異度為82%(95% CI：48%~98%)。
Rock等發現Cho/NAA、NAA/Cr和NAA/Cho比值有助於鑒別放射性壞死和腫瘤複發，而DWI並不能提供有價值的信息。然而，Zhang等研究表明1H-MRS並不能很好地發現腫瘤複發。Anselmi等發現功能參數的組合診斷腫瘤進展的效果更好，而對於高級別膠質瘤，磁共振灌注成像可能優於1H-MRS。
2.5 1H-MRS能夠識別膠質瘤幹細胞富集區域
研究發現膠質瘤預後不良還可能與膠質瘤幹細胞的存在密切相關。臨床上，常見腫瘤切除程度與病人預後並不完全相關，很可能是膠質瘤幹細胞的存在導致腫瘤的複發和對治療不敏感腫瘤株的出現。研究發現Cho/Cr與膠質瘤細胞密度和增殖水平相關。He等在高Cho/Cr值富集區域，觀察到更多數量的CD133+、nestin+和CD15+細胞，CD133和nestin 的表達水平一致，與高Cho/Cr 值區域密切相關。提示Cho/Cr值較高的區域，細胞數量和形成神經球的能力更為突出，與膠質瘤幹細胞局部富集密切相關。
綜上所述，1H-MRS 能夠克服傳統MRI 的局限性，提供有關增殖速率、細胞代謝、腫瘤浸潤範圍及幹細胞富集等病理生物學信息。
來源：胡旭磊,何濤,孫勝玉,鄒有瑞,馬輝.氫質子磁共振波譜成像在腦膠質瘤診斷中的研究進展[J].中國臨床神經外科雜誌,2020,25(07):485-487.
