如何正確地進(jìn)行皮下腫瘤的體積測(cè)量與計(jì)算

皮下荷瘤是腫瘤研究必不可少的體內(nèi)模型，一般當(dāng)小鼠皮下長(zhǎng)出約綠豆大小的腫瘤塊時(shí)，我們便可每隔2-3天進(jìn)行腫瘤體積的測(cè)量，動(dòng)態(tài)反應(yīng)藥物的抗腫瘤效果。然而，當(dāng)我們信心滿滿地開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞，長(zhǎng)成了各種不規(guī)則形狀，如橢圓形、長(zhǎng)條形，球形甚至還有多個(gè)小腫瘤等。此時(shí)，師兄告訴我們的：V=Length×Width²×0.52的公式，還能用嗎，又該怎么用呢？本期就為大家揭曉：如何正確地進(jìn)行皮下腫瘤的體積測(cè)量與計(jì)算。

如下圖為：10只皮下荷瘤的裸鼠，可見(jiàn)每只鼠的腫瘤塊形狀都不同。似乎要找到一個(gè)公用的計(jì)算公式，好像不太現(xiàn)實(shí)。

胃癌皮下荷瘤小鼠[1]

面對(duì)形狀各異的腫瘤塊，我們?cè)撊绾斡?jì)算體積？

學(xué)者通過(guò)對(duì)214篇文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)腫瘤測(cè)量的計(jì)算方法主要有3種，分別是測(cè)量一維的直徑；二維的面積及各種的體積計(jì)算方法。其中通過(guò)體積計(jì)算的方法，占了55%以上[2]。這也是目前最常用的計(jì)算方法。下面我們就主要講解第三種方法。

由于腫瘤形狀很不均一，衍生了很多體積測(cè)量公式（結(jié)合下表）：

不同的體積計(jì)算公式[2]

根據(jù)上表，對(duì)腫瘤體積計(jì)算的公式分別有：

• 長(zhǎng)方形：V= L×W×H 或L×W²

• 橢球體：V= 1/2×L×W×H或V= 1/2×L×W²;;π=3，π/6≈1/2;

• 橢球體：V=π/6×L×W×H或π/6×L×W²等；π/6≈0.52;

• 球體：V=4π/3×R³(R=L/2或L+W/2).

• 其他混雜公式：如V=1/3×L×W×H等。

可看到以橢圓球體的計(jì)算公式占據(jù)了82%。若是加上球體，則占到了96%。因?yàn)楫?dāng)L=W=H=R/2時(shí)，就是球體。

那么，哪一種公式可以最準(zhǔn)確地反應(yīng)腫瘤的真實(shí)體積呢？

學(xué)者選取了50個(gè)質(zhì)量介于0.46g—22.0g之間的裸鼠皮下腫瘤組織樣本，結(jié)合了文章發(fā)表的19個(gè)體積計(jì)算公式，并通過(guò)排水法，計(jì)算出腫瘤組織的真實(shí)體積或質(zhì)量。通過(guò)對(duì)各種方法的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)以橢圓球體計(jì)算V=π/6×L×W×H的體積與排水法得到的最接近（r=0.93）。

卡尺測(cè)量與排水法得到的體積的相關(guān)性[2]

備注：排水法測(cè)量離體移植瘤近似真實(shí)體積

并且我們結(jié)合下圖，發(fā)現(xiàn)剝離的腫瘤樣本大部分接近橢圓球體，部分接近球體。

剝離的前列腺癌腫瘤塊

V=π/6×L×W×H，L，W，H該如何測(cè)量呢？

V=π/6×L×W×H即橢圓體的體積公式，我們結(jié)合橢圓的模式圖為大家介紹：

如下圖：為橢圓體的模式圖和近似橢圓的小鼠腫瘤塊：

• L代表（Y軸）：即腫瘤塊的最長(zhǎng)直徑；（右圖中的L）

• W代表（X軸）：即與最長(zhǎng)徑垂直的一條最長(zhǎng)橫徑；（右圖中的W）

• H代表：（Z軸）：即腫瘤的高度；（右圖中的H）

在研究中，我們一般用游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量，由于小鼠的腫瘤塊的長(zhǎng)度L和寬度W可以較好地用卡尺卡住而測(cè)量出來(lái)，但是腫瘤的高度由于另一側(cè)從皮膚長(zhǎng)出，不太好測(cè)；

并且研究發(fā)現(xiàn)，V=π/6×L×W²，也可以很好反應(yīng)腫瘤真實(shí)體積，因此也是可以采用的。因?yàn)?pi;=3.14，π/6=0.52，所以我們常用的公式V=0.52×L×W²，就這么得來(lái)了。當(dāng)然若是掌握了準(zhǔn)確的測(cè)量腫瘤的高度，那么V=π/6×L×W×H是最合適的計(jì)算方法 [3]。

腫瘤測(cè)量常見(jiàn)問(wèn)題解答：

Q：如何降低實(shí)驗(yàn)誤差？

• 首先，整個(gè)實(shí)驗(yàn)始終保證同一個(gè)人測(cè)量，因?yàn)槊總�(gè)人對(duì)于長(zhǎng)寬度的確定和游標(biāo)卡尺力度的掌握不同，因此不同人測(cè)量會(huì)造成很大誤差，這個(gè)誤差是完全可以避免的；其次，來(lái)自同一個(gè)測(cè)量者的誤差：源于每次對(duì)腫瘤長(zhǎng)度和寬度選取不一致造成。最好每次測(cè)量選擇相同的位置，可做標(biāo)記提醒自己[4]。

Q：有些瘤子好幾個(gè)連在一起，該怎么測(cè)？

• 由于在荷瘤時(shí)，拔針時(shí)細(xì)胞液體隨著針移動(dòng)，導(dǎo)致長(zhǎng)出的腫瘤成長(zhǎng)條或者好幾個(gè)小的串聯(lián)。針對(duì)這種情況，若是有多余樣本，建議舍去；若沒(méi)法舍去，建議分開(kāi)測(cè)量再加和。

Q：為什么很多時(shí)候只采用V=π/6×L×W²而非V=π/6×L×W×H？

• 因?yàn)楦叨炔灰藴y(cè)量，且腫瘤處于隆起狀態(tài)，貼近皮膚的那側(cè)會(huì)往里生長(zhǎng)，因此一般測(cè)量的高度比剝離的腫瘤要小。

Q：對(duì)于一些形狀不規(guī)則的瘤子，是否可以用同一個(gè)公式？

• 可以。只要保證準(zhǔn)確測(cè)量長(zhǎng)徑和橫徑，就可以用v=0.52×L×W²。

Q：v=1/2×L×W²這個(gè)公式可以用嗎？

• 可以，不過(guò)與v=0.52×L×W²相比，誤差會(huì)大一點(diǎn)。

Q：游標(biāo)卡尺測(cè)量有什么缺陷嗎？

游標(biāo)卡尺測(cè)量由于對(duì)卡尺松緊掌握及長(zhǎng)寬度的確定會(huì)存在一些誤差，如腫瘤形狀，皮膚厚度等原因?qū)е聹y(cè)量的數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確。測(cè)量時(shí)一般需要兩個(gè)人配合，相對(duì)麻煩一些。

Q：與游標(biāo)卡尺相比，還有更精確的測(cè)量方式嗎？

• 有的。如一種micro-CT造影技術(shù)可以很精準(zhǔn)的計(jì)算腫瘤體積。可連續(xù)動(dòng)態(tài)地觀測(cè)到腫瘤在小鼠體內(nèi)的分布，所占體積的大小和腫瘤的生長(zhǎng)變化的情況，操作比較簡(jiǎn)單，但價(jià)格非常昂貴。當(dāng)然若你有這個(gè)條件，這確實(shí)是個(gè)不錯(cuò)的選擇。如下圖為micro-CT的掃描結(jié)果。

micro-CT的掃描的腫瘤塊[5]

皮下生長(zhǎng)的腫瘤組織由于形狀難以統(tǒng)一，且多樣，因此測(cè)量相對(duì)棘手，但是只要我們掌握了正確的測(cè)量和計(jì)算方法，還是可以得到一份準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，在目前眾多的文章中，大部分還是采用游標(biāo)卡尺測(cè)量并用V=0.52×L×W²來(lái)計(jì)算的。本文就介紹到這里，希望能對(duì)你有所幫助。若你還有疑惑，可以給我們留言哦！

參考文獻(xiàn)：

[1] Chen J, Guo J, Chen Z, et al. Linifanib (ABT-869) Potentiates the Efficacy of Chemotherapeutic Agents through the Suppression of Receptor Tyrosine Kinase-Mediated AKT/mTOR Signaling Pathways in Gastric Cancer.[J]. Scientific Reports, 2016, 6(1).

[2] Tomayko M M, Reynolds C P. Determination of subcutaneous tumor size in athymic (nude) mice[J]. Cancer Chemotherapy and Pharmacology, 1989, 24(3): 148-154.

[3]何志軍, 陳先祥, 蔡慶和,等. 移植瘤體積不同計(jì)測(cè)方法的比較[J]. 中國(guó)比較醫(yī)學(xué)雜志, 2009, 19(9):47-50.

[4] Euhus D M, Hudd C, Laregina M C, et al. Tumor measurement in the nude mouse[J]. Journal of Surgical Oncology, 1986, 31(4): 229-234.

[5] Jensen M M, Jorgensen J, Binderup T, et al. Tumor volume in subcutaneous mouse xenografts measured by microCT is more accurate and reproducible than determined by 18F-FDG-microPET or external caliper[J]. BMC Medical Imaging, 2008, 8(1): 16-16.