胰腺癌的前驱病变很难用磁共振成像（MRI）来表征。但是现在，在一项新的研究中，由Noam Shemesh和Carlos Bilreiro（分别是Champalimaud研究所临床前MRI实验室的负责人和Champalimaud临床中心放射科的医生）领导的研究人员首次表明，一种特殊形式的MRI，称为弥散张量成像（DTI），能够有效地检测胰腺的恶性病变。他们的研究可以为高危人群的早期临床诊断以及胰腺癌的治疗评估开辟道路，今天（2024年12月13日）发表在《放射学调查》杂志上。
胰腺癌是美国癌症相关死亡的第三大原因，在葡萄牙排名第六。根据美国国家癌症研究所（National Cancer Institute）最近的统计数据，当这种疾病仍局限于局部时，估计5年生存率为44%。但一旦转移，这个数字就会下降到3%左右。
不幸的是，胰腺癌的症状（胃痛、不明原因的体重减轻、新发糖尿病、黄疸等）是非特异性的，容易与其他疾病混淆。当症状出现时，癌症通常已经处于晚期，无法手术。
95%的胰腺癌是所谓的胰腺导管腺癌（PDAC），其中许多是由胰腺上皮内瘤变（PanIN）的前驱病变发展而来的。这使得检测PDAC（主要是PanIN）的癌前病变对于早期诊断疾病和了解PanIN生物学至关重要。
除此之外，与结肠直肠癌等癌症前体息肉在结肠镜检查中很容易被发现并切除的情况相反，胰腺癌的问题在于缺乏非侵入性的诊断工具来早期检测PanINs。这也阻碍了PanIN生物学和人类胰腺肿瘤起源的研究。
“识别PDAC的前体病变，主要是（…）作者在论文中写道，PanINs“可以为早期诊断和开发更有效的治疗方法提供机会。”
现有方法的新用法
然而，他们补充说：“目前的成像方式无法诊断PanINs。（…）迫切需要开发诊断和表征PanIN的成像方法，以便在PDAC建立之前进行早期诊断”。
这正是这项新研究的目的。研究人员发现，使用一种称为扩散张量成像（DTI）的MRI形式来检测PanINs是可能的。“DTI是一种依靠水分子在组织内扩散的方法。因为水分子在细胞内扩散，并与细胞壁和其他微观物体相互作用，它们作为组织微观结构的内源性示踪剂，”诺姆·谢梅什说。
弥散张量核磁共振成像通常用于大脑成像，但这并不妨碍它在其他器官中的应用。它是30年前发明的，所以它并不新鲜，这是一件好事，如果它应用于人类患者。Shemesh指出：“这不是一种新方法——它从未被应用于胰腺癌前驱病变。”
“是卡洛斯（该研究的第一作者）”，他继续说道，“带着这个想法来找我的。”他们坐在一起，试图找出MRI方法可以对比PanINs，将其与单纯的良性胰腺囊肿区分开来。“我们和来自Champalimaud基金会组织学平台的nia Carvalho（合著者）一起做了一项完整的研究。她在这方面帮了很大的忙——我们发现这些PaniINs会改变组织的微观结构。在我的实验室里，对微观结构变化进行成像是我们最擅长的。”
Carlos Bilreiro补充说：“这项工作是由Noam Shemesh领导的由放射科医生和病理学家、核磁共振工程师和科学家以及兽医病理学家组成的多学科研究小组综合专业知识才有可能完成的。”
因为研究人员在进行科学家和临床医生之间的合作时，考虑到将其转化为临床，所以最有效的策略实际上是测试一种已经存在的方法，而不是开发一种全新的、未经证实的方法。谢梅什解释说：“从翻译的角度来看，如果你能修改或适应现有的方法，而不是开发一种方法，那总是非常有用和有效的。”“每个核磁共振扫描仪都已经实现了这种方法。只是我们使用它的方式有点新。”
该团队能够使用DTI检测胰腺组织样本和体内易发生这些病变的转基因小鼠中表征PanINs的微观结构变化。谢梅什指出：“扩散给图像提供了一定程度的对比度，让我们可以说，‘哦，PanIN可能隐藏在这些像素中。’”
老鼠和人类样本
研究人员首先在世界上最强的MRI扫描仪之一对转基因小鼠胰腺组织样本进行成像，该扫描仪是舍梅什实验室于2015年获得的：一台超高场16.4特斯拉MRI机器。相比之下，1.5T或3T扫描仪通常用于临床实践。
然后，他们将每个样本的DTI图像与同一样本的组织学分析进行对比，以确定他们看到的病变（微观结构变化）是否与样本的组织学上看到的病变相匹配。它们是匹配的——而且非常精确。组织学是指在显微镜下观察制备好的组织薄片（例如活组织检查），以观察细胞和组织的结构，并确定肿瘤的性质。
Carlos Bilreiro说：“利用我们实验室中最先进的MRI设备的潜力，我们设法开发了一种磁共振显微镜技术，使我们能够直接将获得的图像与组织学切片进行比较。”“这项技术使我们能够证明先进的扩散成像序列- DTI -能够检测胰腺癌前病变。”
研究小组进一步表明，这些病变可以在转基因小鼠体内检测到。“我们用另一个大磁铁，9.4特斯拉扫描仪做到了这一点，”谢梅什解释说。“实际上，我们还在多个时间点用小型特斯拉扫描仪对老鼠进行了成像”，这相当于一台临床核磁共振成像仪。
最后，他们对人体组织样本进行了成像。Shemesh说：“我们从病人身上获得了样本，并证明我们的结果适用于人类。”“我们取了人类胰腺的一部分，并以与小鼠样本相同的方式扫描它们。样本的组织学和病理学表明，DTI在检测人体病变方面也是高效有效的。”
他总结道：“我们的工作代表了概念的证明，并为实际在人类和患者身上进行试验提供了基础，这种方法已经基本实现了。”
显然，未来的临床应用还需要更多的研究：“MRI在基础研究和临床成像方面的技术差异是显而易见的，”作者写道，“而且（…）由于临床扫描仪的硬件限制和对患者成像时的时间限制，分辨率可能会下降。”未来的研究应该调查DTI是否可以在临床环境中用于PanIN的检测和表征（…）。DTI与其他诊断工具的最终结合可用于提高特异性，例如液体活检和人工智能。”
关于未来的研究/临床合作，Shemesh充满热情。“我的研究是寻找（图像中的）对比，但我非常乐意与医生或放射科医生合作，他们希望进一步研究这一点，并帮助他们在更大的人群中绘制这张地图。”知道你开发的东西可以帮助病人，总是很令人满意的。”
他还强调了这种合作的重要性。“这个项目花了数年时间开发。在转基因老鼠身上开发成像技术花费了很多精力，卡洛斯和实验室的一位技术人员弗朗西斯卡·费尔南德斯（Francisca Fernandes）在这方面非常努力。这是一个巨大的努力和大量的工作。我确实认为它最终得到了回报，结果非常非常令人兴奋。”
Carlos Bilreiro指出：“我相信这项研究代表了胰腺癌癌前病变研究的一个里程碑。”“我们现在能够在动物身上检测到这些病变，更好地了解胰腺癌是如何发展的。我们也知道DTI在人体胰腺中同样有效。至于其临床应用，将需要进一步的研究使该技术适应临床环境，并探索介入或监测恶性病变的可能性。因此，这项研究代表了用磁共振成像早期检测胰腺癌的第一步，甚至在癌症发展之前。”
