前列腺增生的体积越大，前列腺癌发病的风险越低

前列腺大小与MRI确定的定量前列腺带状测量之间的关联

良性前列腺增生（BPH）和前列腺癌（PCa）是影响老年男性的两种最常见和最常见的泌尿系统疾病。目前的文献已经很好地记录了前列腺/BPH大小与PCa发病率之间的反比关系，但这两种疾病实体之间的确切相互作用尚不清楚。本研究的目的是使用磁共振成像（MRI）分析前列腺带测量，以研究过渡区（TZ）和外周区（PZ）响应前列腺/ BPH生长的动态变化。方法：对430例年龄在18~89岁的连续男性患者进行多参数磁共振成像（mpMRI）扫描，以测量前列腺的不同区域。对数据进行统计分析，以确定不同测量参数与总前列腺体积（TPV）之间的特定关联。结果：曼-惠特尼U检验显示，与较小的前列腺相比，较大前列腺的平均外周区厚度（PZT）（z = − 4.5665，p <0.0001）显着下降。TPV和PZT之间的Spearman相关性显示出显着的负相关（− 0.20，p<0.0001）。结论：数据显示，TPV水平较高的患者亚组PZT显著较小。这支持了由BPH前列腺中TZ生长和扩张引起的PZ压缩和变薄的假设。这种在不同前列腺区域的动态生长相关过程可以解释BPH对PCa的保护作用。 

关键词： BPH， MRI成像， 外周区域， 中央腺体， 测量

良性前列腺增生（BPH）和前列腺癌（PCa）是影响老年男性的两种最常见和最常见的泌尿系统疾病。BPH在他们生命的后期几十年中影响了几乎一半的男性，而PCa是美国最常见的致命癌症之一。1，2这两种与生长有关的疾病通常彼此共存，并且都与前列腺组织的增殖有关。3然而，BPH和PCa之间相互作用的确切机制目前还不是很清楚。4最近的文献已经证明了BPH /前列腺大小与PCa发病率之间的反比关系，这些发现几乎没有受到质疑。最近的一项系统评价和荟萃分析显示，95% 的已评价临床研究报告了前列腺体积与活检证实的 PCa 发病率之间存在统计学上显著的负相关关系。前列腺的区域分为中央区（CZ），过渡区（TZ），外周区（PZ）和前纤维肌肉基质（AFS）。这些区域来自不同的胚胎起源，并通过其外观，解剖学特征，生物学功能和对病理学的易感性来区分。6所有这些因素都会影响BPH和PCa的发展，并且在解剖学和成像研究中记录BPH主要起源于TZ，而80-85%的PCa起源于PZ。

磁共振成像（MRI）是一种精确，系统和无创的成像技术，用于研究和测量前列腺内的不同区域（特别是PZ），与非常依赖于操作员的经直肠超声相比，具有独特的优势。9，10虽然BPH大小和PCa之间的反比关系在临床上得到认可，但有非常有限的研究讨论这种相互作用的解释。然而，为了减轻目前发病率和死亡率的重大负担，更好地了解这两种疾病实体的病因和相互作用至关重要。本研究的目的是通过MRI技术提供前列腺带状测量，以进一步研究TZ和PZ响应前列腺生长的动态变化，可能对PCa发展产生影响。主要目标是确定PZ在生长中的前列腺中的“命运”，以及该区域是否与前列腺一起生长，保持“不变”或变薄。

材料和方法

研究设计与人口

在获得德克萨斯州拉伯克的德克萨斯理工大学HSC的内部审查委员会（IRB）批准后（#L20-147），进行了一项回顾性研究，使用多参数MRI成像测量前列腺的不同区域尺寸。IRB由于符合45 CFR 46.104（d）（4）（iii）的标准而免除了获得知情同意的需要，其中没有为研究的患者提供识别信息。以下研究符合《赫尔辛基宣言》，研究参与者的隐私得到保密。研究的患者是一个连续的队列，以减少任何潜在的选择偏倚，包括骨盆的MRI薄膜，包括创伤和PSA升高的病情检查。该研究的纳入标准是：a）在2019年4月至2020年3月期间接受骨盆MRI成像的男性患者;b）年龄在18至89岁之间的患者。排除标准是：a）先前被诊断和/或治疗过任何骨盆恶性肿瘤（包括前列腺癌）的患者;b）任何类型的先前雄激素剥夺疗法或任何激素疗法，包括5α还原酶抑制剂（5ARIs），如非那雄胺;c）任何类型的先前的骨盆放射治疗，和/或先前的前列腺手术治疗;d）成像技术差。Cerner PowerChart和其他可访问的医疗记录用于收集人口统计和临床参数/变量（有关详细信息，请参阅表1）。种族是自我报告的。

磁共振成像研究

所有成像都是通过德克萨斯州拉伯克大学医学中心的3特斯拉磁铁，前心脏线圈MRI扫描仪获得的。为了避免阅读的人际关系差异，所有MRI扫描都由一位经验丰富的放射科医生阅读。表2显示了根据PI-RADS指南进行本研究的详细MRI方案。

措施

调查放射科医生使用MRI扫描为每个患者收集以下参数：中央腺体长度（CGL），宽度（CGW）和高度（CGH）以确定中心腺体积（CGV）;总腺体长度（TGL），宽度（TGW）和高度（TGH）;外围区域容积 （PZV）;在 4：00、6：00 和 8：00 位置测量的外围区域厚度 （PZT），以计算平均 PZT。在4：00，6：00和8：00位置获得的测量是从前列腺中部或赤道水平编译的。这种方法基于以前的组织解剖学研究，该研究显示前列腺中部是外周区最具代表性的区域。8血清前列腺特异性抗原（PSA）水平是从血液样本中获得的。

根据标准椭球体公式（长 x 宽 x 高 x （pi/6）） 计算 CGV。CGV和PZV的总和是前列腺总体积（TPV）。

统计分析   分析了TPV与PZT的关系。在中低尺寸的前列腺体积（<87.5 cc）中，PZT值从1.56 mm到15.3 mm有很大差异。但是，在较高的体积范围（>87.5）中，PZT不会延伸到9.233毫米以上，除了一个例外（12.6毫米）。

为了进一步阐明PZT中这种差异的潜在临床后果，患者在87.5 cc或以下（较低的TPV：n = 393，TPV = 38.52±18.68 cc）和TPV高于87.5 cc（较高的TPV：n = 37，TPV = 117.89±34.16 cc）对患者进行分层。在绘制数据并分析组的平均值后，确定了87.5 cc的截止值。87.5 cc是平均PZT在任何分离值的均值差异最大的地方，并且为较大的前列腺组提供了更大的样本量。进行曼恩-惠特尼U检验以确认TPV亚组的PZT之间是否存在差异，并在TPV亚组之间进行t检验以确定所有其他参数是否存在显着差异（结果见表1）。计算了TPV和PZT的Spearman相关性以及Pearson对TPV和其他次要结局（CGL，CGW，CGH，CGV，TGL，TGW，TGH，PZV，PSA，年龄和体重指数）的相关性，结果列于表3。p <0.05的水平被认为具有统计学意义。所有分析均使用统计分析软件（SAS）版本9.4（SAS研究所公司，美国北卡罗来纳州卡里）进行。

结果

TPV和前列腺区值（PZT，CGV和PZV）之间的关系被描绘为散点图，在图1A（TPV与PZT），图1B（TPV与CGV）和图1C（TPV与PZV）中，将中低尺寸前列腺和大前列腺（低于和高于87.5 cc）分开。曼恩-惠特尼U检验的结果表明，较低和较高TPV亚组的平均PZT之间存在显着差异（z=−4.5665，p<0.0001）。此外，在以下参数上，这两个TPV亚组之间存在统计学上的显着差异：年龄，CGV，CG和TG长度，宽度和高度以及PZV。TPV和PZT之间的Spearman相关性显示出显着的负相关（−0.20，p<0.0001）。当按TPV分组时，只有较低的亚组（≤87.5 cc）表明TPV与PZT的相关性较弱，但同样具有统计学意义（−0.11，p=0.02）。关于Pearson相关结果，TPV与以下变量之间存在很强的相关性（均为p<0.0001）：CGL（r=0.87）、CGW（r=0.84）、CGH（r=0.87）、CGV（r=0.94）、TGL（r=0.88）和TGH（r=0.90）。TPV与年龄之间也存在显著的正相关关系（r=0.28，p<0.0001）。

图2显示了小前列腺（30 cc）的MRI结果，其中PZ相对较厚，而图3说明了PZ更薄的大前列腺（137 cc）的MRI结果。

讨论

前列腺/ BPH大小与PCa发病率之间的反比关系已在各种研究中建立。1，11–15此外，由一组国际合著者进行的广泛综述揭示了较大前列腺的癌症预后良好。1此外，Freeland等人在接受根治性前列腺切除术治疗的男性队列中发现前列腺大小与高级别疾病之间存在负相关关系。15Al-Khalil等人报告说，对于大小大于65 cc的前列腺，PCa发病率降低了40%。16虽然这些发现在最近的文献中没有受到质疑，但这种临床现象的确切病因尚不清楚，因此，有必要进一步的研究来阐明BPH和PCa发病率之间的相互作用。年轻男性的解剖囊是一种“假胶囊”，在前列腺的后部和侧面形成（并且主要在前列腺的前部不存在）。这种解剖学上的“不完全”胶囊来自前列腺周围骨盆筋膜，由平滑肌细胞层和外胶原层组成。老年男性中大的BPH前列腺从解剖囊附近和向内形成纤维化和胶原层，导致解剖囊增厚。自从引入BPH手术以来，经验丰富的泌尿科医生将大BPH中这种增厚的纤维化层称为“手术胶囊”，这是大前列腺中众所周知的现象（>80 cc，其中手术胶囊允许外科医生轻松去除BPH成分/切除腺瘤）。18，19这种手术现象在较小的前列腺中不那么明显。该临床观察结果与组织解剖学研究相关，这些研究表明，PZ内与BPH生长相关的显着结构变化导致与解剖囊相邻和向内的纤维化层增厚。11该过程导致包膜厚度增加，伴有广泛的上皮萎缩和PZ内腺密度降低。11这些研究结果表明，BPH中的TZ生长对PZ内的细胞造成机械应力，导致继发性纤维化和腺体萎缩。与较小的前列腺相比，PZ内的变化在较大的前列腺中更为明显。Guzman等人很好地说明了这种疾病的过程和区域组织解剖学变化，如图4和图5所示。20由于80-85%的PCa起源于PZ，因此对较大前列腺中PZ的压缩作用可能是对PCa发展的保护作用的主要机制之一。6，13然而，由于无法划定TZ和PZ之间的确切边界，因此缺乏精确的区域厚度测量，因此组织解剖学研究受到限制。

与组织解剖学研究不同，MRI成像提供了PZ的出色可视化，特别是PZ和TZ的边界，因此可以精确测量PZT。20MRI成像中的这种可视化比经直肠超声要好得多，在经直肠超声中，成像不太标准化，并且更依赖于操作员。据我们所知，这是使用MRI成像研究PZ对BPH生长的反应的解剖变化和“命运”的广泛队列的第一份报告。我们假设，由于TZ生长引起的机械应力导致PZ带体积的解剖减少，癌在PZ中发生的频率较低，中央腺体的大小增加。根据所提供的数据，一旦达到总前列腺体积的87.5 cc，观察到平均PZT的显着下降。对这一发现的可能解释可能是PZ能够抵抗TZ / BPH生长引起的压力达到一定程度（在我们的研究中约为总前列腺体积的87.5 cc）。在达到这种水平的BPH体积和继发组织/机械压力后，PZ可能会变薄，这从总前列腺体积87.5cc以上的患者的平均PZT显着降低可以看出。图2和图3在两种情况下很好地说明了这种现象：具有较厚PZ的小前列腺（30cc）（图2）和具有更薄PZ的大前列腺（137cc）（图3）。观察到的PZT下降支持了BPH诱导的TZ生长导致PZ区域变薄的假设，因此可以提供对PCa发育的保护作用，因为80-85%的PCa起源于PZ。

BPH大小与PCa发病率之间的这种反比关系是由TZ的扩张引起的，并且可能对PZ有二次机械应力（如上所述）也可以解释前列腺癌预防试验的结果，其中近19，000名患者接受了连续的非那雄胺药物治疗。治疗组显示，高级别侵袭性PCa增加了两倍多。已知非那雄胺作为5ARI会影响和减少TZ的生长，从而使PZ的腺上皮在前列腺内有更多的生长和扩张空间。Lorenzo等人在分析5ARIs效应的数学模拟研究中证实了这一临床观察结果，发现“5ARIs诱导的前列腺收缩减少了多年来在BPH前列腺组织中积累的机械应力，导致有利于PCa发展的机械状态”。13这种对BPH具有癌症保护作用的假设也得到了最近发表的系统综述和荟萃分析的支持，这些综述和荟萃分析对40多项研究证实了前列腺体积与前列腺癌发病率之间的负（负）关联。样本量范围为114至6692名患者。5在41项研究中，有39项（95%）显示出统计学上显着的负相关关系，但在这项广泛的文献检索中找不到显示相反情况的研究（BPH大小与PCa发病率之间的正相关）。我们承认这项MRI研究的几个局限性。扫描由一位（尽管具有MRI经验）放射科医生进行审查和检查，将结果暴露于潜在的用户偏见中。使用几个有经验的放射科医生可以限制用户错误和偏见。此外，所有MRI成像都是在一个机构中完成的。在多机构环境中复制数据将提高研究结果在更大人群中的有效性。此外，由于临床现象，非常大的前列腺不太常见，并且由于这项研究是连续的队列，因此大前列腺和小前列腺的亚组大小存在差异。87.5 cc以上的子组包含37个受试者，87.5 cc以下的子组包含393个受试者。较大的 TPV 子组中的额外数据点对于数据均匀性更为最佳。最后，关于TPV对PZT的影响的报道很少，有必要对这一现象进行进一步调查，以提高我们研究结果的统计能力和有效性。如前所述，我们研究的队列包括广泛的MRI适应症，包括盆腔创伤，许多患者没有接受过任何形式的前列腺活检技术。因此，本研究不适合分析和比较任何亚组之间活检证明的 PCa 的发生率。尽管有这些局限性，这项研究提供了进一步的证据来支持前列腺/ BPH大小可能对PCa具有保护作用的假设。我们希望我们的研究能鼓励其他临床医生和研究人员进一步研究BPH和PCa之间的动态关系。如果BPH中针对PCa的保护性特征的假设是正确的，它肯定会影响BPH和PCa的未来诊断和治疗。

结论

这项MRI研究概述了外周区域相对于前列腺/ BPH大小的解剖学变化。观察到的解剖学区域变化可以解释BPH大小与PCa发病率之间的有据可查的负相关关系。所提出的数据支持了生长中BPH中TZ增大压缩PZ的假设，即二次减薄。组织解剖学研究已充分证明继发于 BPH 生长的 PZ 内纤维化和腺体萎缩增加。将这些结果与观察到的MRI发现前列腺中PZ变薄相结合，应导致PZ内总腺上皮体积减少，其中80-85%的PCa起源于此。这种机制在大BPH前列腺中可能对PCa有保护作用。我们的研究应鼓励进一步研究前列腺体积与前列腺癌发病率和严重程度之间的动态关系。如果概述的假设是正确的，将对未来BPH和PCa的诊断和治疗产生相关的临床意义。