《Hormones & Cancer》：Predictive value of DWI signal and IVIM of pelvic bone marrow for hematological toxicity in rectal cancer patients undergoing concurrent chemoradiotherapy
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本研究针对直肠癌同步放化疗后血液学毒性(HT)的预测难题，通过回顾性分析42例患者盆腔骨髓的DWI信号与IVIM参数，发现治疗前高DWI信号及较低灌注分数(f)值与HT2+（2级及以上血液学毒性）显著相关。联合模型的预测AUC达0.816，为早期识别高风险患者、优化治疗策略提供了影像学依据。
在当今全球癌症负担中，结直肠癌位列致死率第二和发病率第三的恶性肿瘤，其中局部进展期直肠癌患者通常需要接受同步放化疗的综合治疗模式。虽然这种治疗策略显著提升了患者的无病生存率和总生存率，但随之而来的血液学毒性(HT)却成为影响治疗效果的关键限制因素。特别值得关注的是，骨盆内含有成人超过50%的活性骨髓，这些造血组织在放疗过程中极易受到损伤，导致骨髓造血功能抑制，引发白细胞、中性粒细胞、血红蛋白和血小板等血细胞指标的下降，严重时甚至需要中断治疗，影响肿瘤控制效果。
目前，磁共振成像(MRI)已广泛应用于直肠癌的肿瘤分期和疗效评估，但在骨髓功能评估方面的潜力尚未被充分挖掘。放疗和化疗会引起造血红骨髓向非造血黄骨髓的转化，导致骨髓内脂肪含量增加。而研究表明，骨髓脂肪含量增加与血液学毒性发生风险存在显著相关性。扩散加权成像(DWI)信号强度与表观扩散系数(ADC)值和脂肪含量相关，高DWI信号通常与骨髓活跃造血状态有关。体素内不相干运动(IVIM)成像则能更精细地评估骨髓微循环灌注和扩散特性，为骨髓功能评估提供了新的视角。
为了解决上述临床问题，研究人员开展了一项题为"Predictive value of DWI signal and IVIM of pelvic bone marrow for hematological toxicity in rectal cancer patients undergoing concurrent chemoradiotherapy"的研究，旨在探讨盆腔骨髓DWI信号和IVIM参数在预测直肠癌同步放化疗后血液学毒性中的价值。该研究最终发表在《Discover Oncology》期刊上。
本研究主要采用了以下关键技术方法：研究回顾性纳入了42例接受同步放化疗的局部进展期直肠癌患者（来自单一医疗中心），根据WHO血液学毒性分级标准将患者分为HT2+组（≥2级）和HT2-组（<2级）。所有患者在接受1.5T MRI扫描时均采集了多b值（0-2000 s/mm2）的IVIM序列，测量盆腔骨髓的DWI信号特征（高信号/等低信号）、信号强度比(SIR)骨髓-肌肉以及IVIM参数（ADC、D、D*、f值）。统计分析比较了两组间临床资料、DWI信号和IVIM参数的差异，并建立了二元逻辑回归预测模型。
3.1 基本临床信息
研究共纳入42例局部进展期直肠癌患者，包括28名男性和14名女性。血液学毒性分级显示：0级4例、1级17例、2级14例、3级7例，最终HT2+和HT2-组各21例。两组在性别、年龄、体重指数(BMI)、放疗剂量（45Gy/50Gy）、化疗方案（卡培他滨单药或CapeOx方案）以及肿瘤距肛门距离、肿瘤长度等临床特征上均无统计学显著差异（所有P > 0.05），表明两组基线特征均衡可比。
3.2 HT2+组与HT2-组盆腔骨髓DWI信号和IVIM参数的差异
观察者间对治疗前盆腔骨髓DWI信号分类的一致性较高（Kappa系数=0.763）。分析发现，治疗前DWI信号特征、治疗前SIR骨髓-肌肉以及治疗后SIR骨髓-肌肉的变化值在两组间存在显著差异（所有P < 0.05）。具体而言，HT2+组治疗前高DWI信号比例显著高于HT2-组（14/21 vs 6/21），治疗前SIR骨髓-肌肉中位值也更高（1.829 vs 1.190）。然而，治疗后DWI信号和SIR骨髓-肌肉在两组间无显著差异。
在IVIM参数方面，仅有治疗前f值在HT2+组（3.082±0.692）显著低于HT2-组（3.744±0.703），而ADC值、D值、D*值以及这些参数的治疗后值和变化值在两组间均无统计学显著差异。这表明骨髓微循环灌注分数(f值)可能是预测血液学毒性的敏感指标。
3.3 预测HT2+的二元逻辑回归模型
研究人员分别建立了三个预测模型：模型1仅包含治疗前SIR骨髓-肌肉，模型2仅包含治疗前f值，模型3则同时包含这两个参数。多因素分析采用后退似然比法筛选变量，最终仅SIR骨髓-肌肉和f值被保留在模型中。三个模型的OR值显示，较高的SIR骨髓-肌肉和较低的f值与HT2+风险增加显著相关。
3.4 模型1、2和3对HT2+的预测价值
受试者工作特征(ROC)曲线分析显示，模型1（AUC=0.717）、模型2（AUC=0.737）和模型3（AUC=0.816）均具有一定的预测能力，其中联合模型（模型3）的预测效能最高，敏感性和特异性均达到0.857。虽然模型间AUC值的两两比较无统计学显著差异，但数值上联合模型显示出更好的趋势。
4 讨论
本研究首次在成人男性和绝经后女性直肠癌患者中发现，治疗前盆腔骨髓高DWI信号和较低f值与同步放化疗后HT2+风险增加相关。高DWI信号可能反映了因长期直肠癌相关出血刺激导致的骨髓细胞增殖状态，这种"造血应激"状态虽然代表活跃造血，但也意味着骨髓储备功能相对脆弱，更易受到放化疗损伤。而f值作为IVIM模型中的灌注分数参数，代表了骨髓微血管灌注情况，较低的f值提示骨髓微循环灌注不足，补偿能力较差，因而更易发生严重血液学毒性。
值得注意的是，本研究未发现ADC值与血液学毒性的显著关联，这与先前在宫颈癌中的研究结果不同，可能源于IVIM技术将灌注效应从纯扩散效应中分离出来，使得f值成为更特异的预测指标。而D值变化的无显著性可能与研究人群性别构成差异以及HT2+组部分患者接受了促进造血临床干预有关。
该研究的临床意义在于提供了一种简便无创的预测方法：通过常规MRI扫描即可获得的DWI信号特征，结合IVIM衍生的f值，能在放化疗前识别血液学毒性高风险患者，为个体化治疗调整（如骨髓保护性放疗）和早期干预提供依据。此外，DWI信号反映了超越脂肪含量的骨髓功能状态差异，为骨髓功能评估提供了新的视角。
然而，研究也存在一些局限性：单中心回顾性设计和小样本量可能限制结果的普适性并增加模型过拟合风险；治疗后IVIM扫描在放疗结束时进行，可能受到临床干预措施的影响；IVIM参数的定量结果易受采集协议（如b值选择）差异影响，需要在多中心研究中进一步标准化。未来需要更大样本、多时间点纵向影像评估的研究来验证这些发现，并明确参数动态变化与血液学毒性的时序关系。
结论
治疗前盆腔骨髓高DWI信号和较低IVIM-f值可能预示着直肠癌同步放化疗患者发生2级及以上血液学毒性的风险增加。这些初步发现为预测血液学毒性提供了潜在的影像学生物标志物，有望在未来临床实践中辅助治疗决策，优化患者管理。
