如何正確地進行皮下腫瘤的體積測量與計算

皮下荷瘤是腫瘤研究必不可少的體內(nèi)模型，一般當小鼠皮下長出約綠豆大小的腫瘤塊時，我們便可每隔2-3天進行腫瘤體積的測量，動態(tài)反應(yīng)藥物的抗腫瘤效果。然而，當我們信心滿滿地開始實驗時，卻發(fā)現(xiàn)腫瘤細胞，長成了各種不規(guī)則形狀，如橢圓形、長條形，球形甚至還有多個小腫瘤等。此時，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：如何正確地進行皮下腫瘤的體積測量與計算。

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

胃癌皮下荷瘤小鼠[1]

面對形狀各異的腫瘤塊，我們該如何計算體積？

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

由于腫瘤形狀很不均一，衍生了很多體積測量公式（結(jié)合下表）：

不同的體積計算公式[2]

根據(jù)上表，對腫瘤體積計算的公式分別有：

• 長方形：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算公式占據(jù)了82%。若是加上球體，則占到了96%。因為當L=W=H=R/2時，就是球體。

那么，哪一種公式可以最準確地反應(yīng)腫瘤的真實體積呢？

學(xué)者選取了50個質(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個體積計算公式，并通過排水法，計算出腫瘤組織的真實體積或質(zhì)量。通過對各種方法的對比，發(fā)現(xiàn)以橢圓球體計算V=π/6×L×W×H的體積與排水法得到的最接近（r=0.93）。

卡尺測量與排水法得到的體積的相關(guān)性[2]

備注：排水法測量離體移植瘤近似真實體積

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）：即腫瘤塊的最長直徑；（右圖中的L）

• W代表（X軸）：即與最長徑垂直的一條最長橫徑；（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，我們一般用游標卡尺進行測量，由于小鼠的腫瘤塊的長度L和寬度W可以較好地用卡尺卡住而測量出來，但是腫瘤的高度由于另一側(cè)從皮膚長出，不太好測；

并且研究發(fā)現(xiàn)，V=π/6×L×W²，也可以很好反應(yīng)腫瘤真實體積，因此也是可以采用的。因為π=3.14，π/6=0.52，所以我們常用的公式V=0.52×L×W²，就這么得來了。當然若是掌握了準確的測量腫瘤的高度，那么V=π/6×L×W×H是最合適的計算方法 [3]。

腫瘤測量常見問題解答：

Q：如何降低實驗誤差？

• 首先，整個實驗始終保證同一個人測量，因為每個人對于長寬度的確定和游標卡尺力度的掌握不同，因此不同人測量會造成很大誤差，這個誤差是完全可以避免的；其次，來自同一個測量者的誤差：源于每次對腫瘤長度和寬度選取不一致造成。最好每次測量選擇相同的位置，可做標記提醒自己[4]。

Q：有些瘤子好幾個連在一起，該怎么測？

• 由于在荷瘤時，拔針時細胞液體隨著針移動，導(dǎo)致長出的腫瘤成長條或者好幾個小的串聯(lián)。針對這種情況，若是有多余樣本，建議舍去；若沒法舍去，建議分開測量再加和。

Q：為什么很多時候只采用V=π/6×L×W²而非V=π/6×L×W×H？

• 因為高度不宜測量，且腫瘤處于隆起狀態(tài)，貼近皮膚的那側(cè)會往里生長，因此一般測量的高度比剝離的腫瘤要小。

Q：對于一些形狀不規(guī)則的瘤子，是否可以用同一個公式？

• 可以。只要保證準確測量長徑和橫徑，就可以用v=0.52×L×W²。

Q：v=1/2×L×W²這個公式可以用嗎？

• 可以，不過與v=0.52×L×W²相比，誤差會大一點。

Q：游標卡尺測量有什么缺陷嗎？

游標卡尺測量由于對卡尺松緊掌握及長寬度的確定會存在一些誤差，如腫瘤形狀，皮膚厚度等原因?qū)е聹y量的數(shù)據(jù)不夠準確。測量時一般需要兩個人配合，相對麻煩一些。

Q：與游標卡尺相比，還有更精確的測量方式嗎？

• 有的。如一種micro-CT造影技術(shù)可以很精準的計算腫瘤體積�？蛇B續(xù)動態(tài)地觀測到腫瘤在小鼠體內(nèi)的分布，所占體積的大小和腫瘤的生長變化的情況，操作比較簡單，但價格非常昂貴。當然若你有這個條件，這確實是個不錯的選擇。如下圖為micro-CT的掃描結(jié)果。

micro-CT的掃描的腫瘤塊[5]

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

參考文獻：

[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. 移植瘤體積不同計測方法的比較[J]. 中國比較醫(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.